一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置及防喷系统的制作方法

本发明属于气井钢丝提捞排液采气，具体涉及一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置及防喷系统。

背景技术：

1、在气田开发后期，由于气藏压力及天然气流动速度逐步降低，导致气藏内部存在的积液无法伴随气流流出井筒，这时就会淤积在井筒内部，形成液柱，导致天然气被液柱压死，无法采气。针对现场气田积液井、关停井的不断增多，气田现场常用钢丝提捞排液采气技术，通过钢丝绳将井下捞液装置下入井筒内上下往复运动将积液排出井口，同时利用井下捞液装置下部产生的低压，使地层内液体不断流至井筒内，如此往复，达到排液采气的目的。

2、目前的钢丝提捞排液采气技术主要由操作人员根据钢丝应力变化和钢丝计长、井口压力等信息人为估算井筒内的液面位置和每次排液量，也没有推荐的提捞速度和力度，完全靠操作人员的经验进行。这样容易存在人为误判液面位置，液面位置判断浅了，钢丝绳下放井下捞液装置进入液面下的深度就小，导致每次排液效率低，井下捞液装置磨损快，或者液面位置判断深了，钢丝绳下放井下捞液装置进入液面下的深度就大，钢丝可能拉不动，强拉可能拉断钢丝，只能多次尝试上拉并且等积液漏失一定量后才能拉上来。同时，现场操作人员对于井下下放和提捞过程中的井下温度压力数据一无所知，虽然现有的井下捞液装置可以携带存储式压力计，但地面控制器要获取采集的井下温度压力数据时，需要在井下捞液装置回到井口防喷管时，打开井口防喷管取出存储式压力计才能得到井下温度压力数据，然后进行数据分析，再指导现场操作人员施工。因此，目前这种现场操作方式存在现场施工效率低以及打开井口防喷管时如果操作不当容易引起井喷的安全隐患。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置及防喷系统，可在不开启井口防喷管的情况下，实现每次携带无线压力计的井下捞液装置回到井口时将采集的井下温度压力数据无线传输到地面控制器，以获得液面位置和每次排液量，大幅提升工作效率，提高现场操作安全性。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、本发明提供一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其特征在于：包括定制防喷管和无线通信模块，所述无线通信模块包括主备天线、第一无线通信单元、第二无线通信单元和主控单元，所述主备天线设置在定制防喷管的管壳上，所述第一无线通信单元、第二无线通信单元和主控单元均设置在所述定制防喷管的管壳外部且所述第一无线通信单元和第二无线通信单元均与所述主控单元电连接，所述第一无线通信单元通过与其电连接的主备天线和井下捞液装置无线通信，用于将井下捞液装置采集的井下温度压力数据无线传输至所述主控单元，所述第二无线通信单元用于将所述主控单元接收的井下温度压力数据无线传输至地面控制器。

4、进一步，所述主备天线包括第一主备天线和第二主备天线，所述第一主备天线设置在所述定制防喷管的管壳的上端部内，所述第二主备天线相对设置在所述定制防喷管的管壳的下端部内，所述第一主备天线和第二主备天线均与所述第一无线通信单元电连接；所述第二无线通信单元上设置有板载天线，所述第二无线通信单元通过所述板载天线与地面控制器无线通信连接。

5、进一步，所述无线通信模块还包括电池及电池管理单元，所述电池及电池管理单元与所述第一无线通信单元、第二无线通信单元和主控单元均电连接，用于为所述第一无线通信单元、第二无线通信单元和主控单元提供电源。

6、进一步，所述无线通信模块还包括电路板，所述第一无线通信单元、第二无线通信单元、主控单元和电池及电池管理单元的电池管理模组均设置在所述电路板上，所述第一主备天线和第二主备天线均电连接所述第一无线通信单元。

7、进一步，所述定制防喷管的管壳上设置有安装孔，所述第一主备天线和所述第二主备天线均通过灌胶封装后密封在相应的所述安装孔内。

8、进一步，所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元分别通过spi接口与所述主控单元电连接，所述第一无线通信单元通过单刀双掷射频开关分别与所述第一主备天线和所述第二主备天线电连接，所述单刀双掷射频开关由所述主控单元根据所述第一主备天线和第二主备天线的输入信号强度选择控制切换。

9、进一步，所述第一无线通信单元上设置有信号强度指示寄存器，所述信号强度指示寄存器用于监测所述第一主备天线或所述第二主备天线的输入信号强度。

10、进一步，还包括壳体，所述壳体设置在所述定制防喷管的外周，所述电路板设置在所述壳体内。

11、进一步，所述主控单元和电池及电池管理单元通过电路板走线连接用于监测电池电量和低电量告警。

12、本发明还提供一种用于气井提捞排液的井口无线防喷系统，其特征在于：包括本发明的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，还包括井口防喷管、携带无线压力计的井下捞液装置、地面控制器、钢丝作业车和采气树，所述防喷装置串接在采气树和井口防喷管之间，所述防喷装置与所述井下捞液装置和所述地面控制器无线通信连接，所述井下捞液装置由钢丝作业车上的钢丝悬吊穿过所述防喷装置下入井下用于采集井下温度压力数据，所述井下捞液装置上提位于所述防喷装置内时将所述井下温度压力数据通过所述防喷装置无线传输至地面控制器。

13、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

14、本发明提供的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置及防喷系统，当每次携带无线压力计的井下捞液装置回到防喷装置时，无需打开井口防喷管取出压力计读取井下温度压力数据，防喷装置能够将井下采集的井下温度压力数据通过无线方式传输给地面控制器，地面控制器再对井下温度压力数据进行分析后获得井下实际液面位置和每次排液量，从而指导现场操作人员及时调整提捞速度和力度，减少了人为操作环节，提升工作效率，有效预防打开井口防喷管容易导致井喷的安全隐患，提高现场操作安全性。

技术特征：

1.一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其特征在于：包括定制防喷管（11）和无线通信模块（12），所述无线通信模块（12）包括主备天线、第一无线通信单元（122）、第二无线通信单元（123）和主控单元（121），所述主备天线设置在所述定制防喷管（11）的管壳上，所述第一无线通信单元（122）、第二无线通信单元（123）和主控单元（121）均设置在所述定制防喷管（11）的管壳外部且所述第一无线通信单元（122）和第二无线通信单元（123）均与所述主控单元（121）电连接，所述第一无线通信单元（122）通过与其电连接的主备天线和井下捞液装置（3）无线通信，用于将井下捞液装置（3）采集的井下温度压力数据无线传输至所述主控单元（121），所述第二无线通信单元（123）用于将所述主控单元（121）接收的井下温度压力数据无线传输至地面控制器（4）。

2.根据权利要求1所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其特征在于：所述主备天线包括第一主备天线（13）和第二主备天线（14），所述第一主备天线（13）设置在所述定制防喷管（11）的管壳的上端部内，所述第二主备天线（14）相对设置在所述定制防喷管（11）的管壳的下端部内，所述第一主备天线（13）和第二主备天线（14）均与所述第一无线通信单元（122）电连接；所述第二无线通信单元（123）上设置有板载天线（125），所述第二无线通信单元（123）通过所述板载天线（125）与所述地面控制器（4）无线通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其特征在于：所述无线通信模块（12）还包括电池及电池管理单元（124），所述电池及电池管理单元（124）与所述第一无线通信单元（122）、第二无线通信单元（123）和主控单元（121）均电连接，用于为所述第一无线通信单元（122）、第二无线通信单元（123）和主控单元（121）提供电源。

4.根据权利要求3所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其

5.根据权利要求4所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其

6.根据权利要求5所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其

7.根据权利要求6所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其

8.根据权利要求7所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其

9.根据权利要求8所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，其特征在于：所述主控单元（121）和电池及电池管理单元（124）通过电路板走线连接用于监测电池电量和低电量告警。

10.一种用于气井提捞排液的井口无线防喷系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置，还包括井口防喷管（2）、携带无线压力计的井下捞液装置（3）、地面控制器（4）、钢丝作业车（5）和采气树（7），防喷装置（1）串接在采气树（7）和井口防喷管（2）之间，所述防喷装置（1）与所述井下捞液装置（3）和所述地面控制器（4）无线通信连接，所述井下捞液装置（3）由钢丝作业车（5）上的钢丝（6）悬吊穿过所述防喷装置（1）下入井下用于采集井下温度压力数据，所述井下捞液装置（3）上提位于所述防喷装置（1）内时将所述井下温度压力数据通过所述防喷装置（1）无线传输至地面控制器（4）。

技术总结本发明涉及一种用于气井提捞排液的井口无线防喷装置及防喷系统，防喷装置包括定制防喷管和无线通信模块，无线通信模块包括主备天线、第一无线通信单元、第二无线通信单元和主控单元，主备天线设置在定制防喷管的管壳上，第一无线通信单元、第二无线通信单元和主控单元设置在管壳外部且第一无线通信单元和第二无线通信单元均与主控单元电连接，第一无线通信单元通过与其电连接的主备天线和井下捞液装置无线通信用于将井下温度压力数据传输至主控单元，第二无线通信单元用于将主控单元接收的井下温度压力数据无线传输至地面控制器。本发明可在不开启井口防喷管的情况下，将井下温度压力数据无线传输到地面控制器，增强现场操作安全性。技术研发人员：牛云鹏,杨瑞军,骆坛,夏成涛,周力受保护的技术使用者：西安洛科电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11