[发明专利]深水气井测试中天然气水合物堵塞监测装置及方法

摘要

本发明涉及一种深水气井测试中天然气水合物堵塞监测装置，其包括井下数据采集传输系统、平台控制系统和水合物抑制剂自动注入系统。井下数据采集传输系统实时监测测试管柱内流体的温度压力数据，并将数据传输到平台控制系统；平台控制系统对测试管柱内天然气水合物堵塞情况进行计算评估，发出相应的预警信号，并根据管柱堵塞状况发出注入水合物抑制剂的指令，启动相应的水合物抑制剂注入泵，通过水合物抑制剂注入管线和水合物抑制剂注入接头，向测试管柱内注入水合物抑制剂。本发明可以对深水气井测试作业中，测试管柱内水合物堵塞发生的位置、水合物堵塞严重程度和发生完全堵塞所需的时间进行计算，并能够指导水合物防治措施的制定。

主权项

一种深水气井测试中天然气水合物堵塞监测装置，其特征在于：该装置包括：井下数据采集传输系统、平台控制系统和水合物抑制剂自动注入系统；井下数据采集传输系统实时监测测试管柱内流体的温度、压力数据，并将监测到的温度、压力数据传输到平台控制系统；平台控制系统对测试管柱内天然气水合物堵塞严重程度、管柱被完全堵塞所需时间以及最先发生完全堵塞的位置进行计算评估，发出相应的预警信号，并根据管柱堵塞状况发出注入水合物抑制剂的指令；水合物抑制剂自动注入系统根据平台控制系统发出的指令，启动相应的水合物抑制剂注入泵，通过水合物抑制剂注入管线和水合物抑制剂注入接头，向测试管柱内注入水合物抑制剂；井下数据采集传输系统，包括：第一温压传感器组、第二温压传感器组、第三温压传感器组和光缆；第一温压传感器组安装于测试层位上方，第二温压传感器组安装于水下测试树下方，间距10m，第三温压传感器组安装于距海面以下400m处；第一温压传感器组、第二温压传感器组和第三温压传感器组用于监测所处位置深水气井测试管柱的温度和压力数据，监测到的温度、压力数据通过光缆传输到平台控制系统；平台控制系统，包括：光纤接口、光电解调器、计算机和报警器；光纤接口与光缆相连接，光电解调器通过光纤与光纤接口连接，光电解调器与计算机相连，计算机与报警器相连；井下数据采集传输系统采集到的井下温度、压力数据通过光缆和光纤接口传输至光电解调器，光电解调器将光信号转换为电信号，电信号传输给计算机，计算机根据井下数据采集传输系统监测到的井下数据，对深水气井测试管柱内天然气水合物堵塞状况进行计算分析，判断水合物堵塞发生的位置，堵塞危险级别，计算距离发生完全堵塞所需时间，发出报警指令以及水合物抑制剂注入指令，报警器接收到报警指令后，发出相应级别的预警信号，提示作业人员深水气井测试管柱内水合物堵塞严重程度以及距离管柱被水合物完全堵塞还剩余的时间；水合物抑制剂自动注入系统，包括：水合物抑制剂储罐、第一水合物抑制剂注入泵、第二水合物抑制剂注入泵、第三水合物抑制剂注入泵、第一水合物抑制剂注入管线、第二水合物抑制剂注入管线和第三水合物抑制剂注入管线；水合物抑制剂储罐安装在测试平台上，用于储存水合物抑制剂，水合物抑制剂储罐分别通过管线与第一水合物抑制剂注入泵、第二水合物抑制剂注入泵和第三水合物抑制剂注入泵相连，向第一水合物抑制剂注入泵、第二水合物抑制剂注入泵和第三水合物抑制剂注入泵提供水合物抑制剂；根据平台控制系统发出的指令，第一水合物抑制剂注入泵、第二水合物抑制剂注入泵和第三水合物抑制剂注入泵执行相应的操作，包括启泵与停泵；第一水合物抑制剂注入接头安装于泥线以下600m处的深水气井测试管柱上；第二水合物抑制剂注入接头安装于海面以下300m处的深水气井测试管柱上；第一水合物抑制剂注入管线连接第一水合物抑制剂注入泵和第一水合物抑制剂注入接头，第二水合物抑制剂注入管线连接第二水合物抑制剂注入泵和水下测试树，第三水合物抑制剂注入管线连接第三水合物抑制剂注入泵和第二水合物抑制剂注入接头；第一水合物抑制剂注入泵、第二水合物抑制剂注入泵和第三水合物抑制剂注入泵独立工作，可同时进行启动或停泵；深水气井测试管柱内水合物堵塞严重程度达到三级预警信号和四级预警信号，则启动相应的水合物抑制剂注入泵，向深水气井测试管柱内注入水合物抑制剂；若深水气井测试管柱有效内径减小最快的位置位于水下测试树的下方，则启动第一水合物抑制剂注入泵，通过第一水合物抑制剂注入接头向深水气井测试管柱中注入水合物抑制剂；若测试管柱有效内径减小最快的位置位于水下测试树和第二水合物抑制剂注入接头之间，则启动第二水合物抑制剂注入泵，通过水下测试树向深水气井测试管柱中注入水合物抑制剂；若测试管柱有效内径减小最快的位置位于第二水合物抑制剂注入接头以上，则启动第三水合物抑制剂注入泵，通过第二水合物抑制剂注入接头向深水气井测试管柱中注入水合物抑制剂。