[实用新型]一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置

说明书

本实用新型涉及一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，其特征在于，该安装装置包括卡箍、第一外壳、第二外壳和信号发射端子；若干卡箍用于将第一外壳、第二外壳和供电电池与海洋钻井隔水管外壁卡设固定；第一外壳用于放置气侵监测装置和水声通讯装置，每一第二外壳均用于放置备用气侵监测装置；第一外壳与每一第二外壳内侧均开设有开口，第一外壳与每一第二外壳外侧均连接有开盖，每一开盖内侧均固定连接弹簧一端，每一弹簧另一端均固定连接压板；第一外壳上设置有信号发射端子；第一外壳内的气侵监测装置分别与每一第二外壳内备用气侵监测装置连接；第一外壳与每一第二外壳上均设置有接口，本实用新型可广泛用于深水钻井井控安全技术领域中。

技术领域

本实用新型是关于一种深水隔水管外气侵监测装置的安装装置，属于深水钻井井控安全技术领域。

背景技术

自墨西哥湾深水钻井井喷漏油事故后，深水钻井井控安全重要性的评估越发受到人们关注。研究分析表明，在水深为1000m时，如果在隔水管中下部能够有效检测到侵入井筒的地层气体，及时采取井控措施，一般情况下是可以将井喷控制住的。因此，在隔水管中下部采用相应装置直接监测溢流，当地层气体进入隔水管且还未到达钻井平台时，能够及时发现溢流，减少深水钻井井喷事故及井喷爆炸事故，为深水钻井气侵溢流检测提供了一种新方法，尤其适合非钻进期间气侵溢流的监测。超声波多普勒气侵监测方法是利用超声波的多普勒效应对隔水管内部的流动状态进行测量，通过实验研究得出的超声波时差和超声波多普勒，均可实现对管道中清水受到气侵情况的管外检测。当超声波多普勒气侵监测装置采用同向发射接收安装方式下，随着含气率的增加，超声波多普勒气侵监测装置采集的多普勒信号的电压值呈现单调减小趋势，不同密度下呈现出相似的规律，均可实现含气率大于1％的识别。多普勒信号概率密度分布可明显区分井筒试验段内含气或不含气，因此，超声波多普勒气侵监测装置的同向发射接收安装方式适合水基钻井液气侵监测。同时，油基钻井液气侵模拟实验的结果表明，采用同向发射接收安装方式的超声波多普勒气侵监测装置采集的多普勒信号对含气率敏感，随着含气率的下降，多普勒信号的电压值呈下降趋势，可对含气率大于1％的情况进行识别，因此，超声波多普勒气侵监测方法可以作为油基钻井液气侵早期预警的检测方法。

现有技术包括一种隔水管外气侵监测装置，该监测装置是基于超声波多普勒气侵监测方法含气率监测原理，通过测量超声波发射频率以及由流体中的微小颗粒产生的反射声波频率之间的频率差得到流体中固体颗粒或微小气泡的运动速度。由于气液两相流中超声波多普勒频移量与单相液体中不同，虽然主流流速相同，但是在气液两相流中存在大量的气泡，超声波在经过气液界面时出现频率变化，这也体现在气液两相流中的声波波速发生变化。通过在实验研究中引入声楔结构，测量值与流体真实流速之间的偏差仅由频移的偏差量决定。通过引入修正系数，可以得到真实流速与测量流速和频移量之间的关系。当隔水管内出现气侵时，尤其是早期小含气的情况下，超声波多普勒频移量会出现突变，测量速度大幅降低。因此，可以看出在隔水管外部加装气侵监测装置可以检测出井筒或者隔水管内部出现的早期气侵，并具有很高的敏感度。

现有技术还包括一种超声波多普勒气侵监测装置，主要包括安装在平台上的主机以及安装在隔水管上的两个气侵监测装置，两气侵监测装置之间以及气侵监测装置和主机之间由耐腐蚀的铠装电缆连接，电缆经由月池沿隔水管延伸至气侵监测装置，铠装电缆为7芯电缆，提供气侵监测装置的电源和信号传输。然而，气侵监测装置的安装作业是在隔水管下入过程中进行的，占用隔水管下入时间，且该安装作业为高空作业，存在作业人员的人身安全问题，在安装过程中需要顺导和铺装提供电源和信号传输的铠装电缆，需要作业人员和作业时间。其次，该安装作业会对深水钻井现场的其他作业造成干扰，也影响隔水管的下放作业，不能充分满足深水现场作业要求。同时，该安装作业还需要在下放隔水管过程中在隔水管上完成气侵监测装置的卡箍安装，需要控制卡箍紧固度，过松或过紧均会影响气侵监测效果，甚至出现无法实现对井筒气侵进行探测的情况，导致安装失败。因为深水钻井作业进度的要求，在后续作业过程中一般不会中途起出隔水管，因此，一旦气侵监测装置安装失败，整口井后续作业过程中没有重新安装隔水管气侵监测装置的机会。

发明内容