一体化油井动态液面测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一体化油井动态液面测量装置及方法，该装置包括防爆外壳、传输管、声波测量机构和电气控制单元，传输管由测试管和放气管组成，测试管的侧壁上开设有声波接收气管和测压孔，测试管上设置有储气仓，声波测量机构包括爆破电磁阀、微音器、压力传感器、套管电磁阀，电气控制单元包括微控制器、通信模块、存储器、信号处理模块；该方法包括步骤：一、测量准备；二、调节防爆外壳内环境温度；三、检测油井套管内压力值并选择内爆或外爆的工作模式测量动态液面位置；四、数据远程传输及数据处理。本发明专利技术采用内爆或外爆的工作模式提供爆破发声条件，通过微音器进行动态液面连续准确测量，同时套管电磁阀的安装不影响工人注液洗井工作。

【技术实现步骤摘要】
一体化油井动态液面测量装置及方法
本专利技术属于油井动液面测量
，具体涉及一种一体化油井动态液面测量装置及方法。
技术介绍
在油田生产过程中，油管和套管之间的动液面是反映地层供液能力的一个重要指标，是采油生产中确定抽油泵合理沉没度、制定合理工作制度的重要依据，通过对油井动液面的监测分析，可以直接确定油井泵深、计算井底流体压力和静压，判断油井生产工作制度与地层能量的匹配情况，提高油井工作效率、保证油井稳定生产。传统的动液面测试方式是利用回声仪进行测试，使用无弹头火药子弹或氮气瓶声弹作为发声介质，由人工定期进行操作。由于使用的设备危险、笨重，因此很难长时间连续测试。而电动气枪、电动氮气瓶，由于其工艺结构复杂，成本较高，使用寿命短，推广起来比较困难。另外，动液面自动测量时，若井内压力过低时，无法在套管完全敞开的情况下对液面实时的准确测量，需满足测量空间封闭，才能使动液面测量的数据准确性高；若井内压力过高时，过高的压力会影响次声波的传输，需对套管内的压力进行泄放，因此，现如今缺少一种一体化油井动态液面测量装置及方法，可根据套管内的压力选择内爆或外爆的工作模式测量油井动态液面位置，避免传统安装手动球阀导致人工控制带来的不必要的麻烦。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种一体化油井动态液面测量装置，其设计新颖合理，采用内爆或外爆的工作模式提供爆破发声条件，通过微音器进行动态液面连续准确测量，同时套管电磁阀的安装不影响工人注液洗井工作，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：包括安装在套管支管上的防爆外壳、穿过防爆外壳且与套管支管对接的传输管以及设置在防爆外壳内的声波测量机构和电气控制单元，所述传输管由测试管和放气管组成，测试管的侧壁上开设有与测试管连通的声波接收气管和测压孔，声波接收气管通过安装盖封闭，安装盖上开设有微音器安装孔，测试管上靠近声波接收气管的位置处设置有与测试管加工作制为一体的储气仓，储气仓上设置有进气孔和储气仓出气管，进气孔上固定安装有伸出至防爆外壳外且用于连接加气泵向储气仓输入高压气体的进气管，所述声波测量机构包括固定安装在储气仓出气管出气端的爆破电磁阀、设置在声波接收气管内且卡装在微音器安装孔上用于接收声波信号的微音器、固定在测压孔上用于测量油井套管内压力的压力传感器以及固定在测试管与放气管之间用于调节油井套管内压力的套管电磁阀，微音器靠近储气仓的一侧与声波接收气管之间设置有空腔，爆破电磁阀远离储气仓出气管的一端连接有导气管，导气管远离爆破电磁阀的一端连接有伸入至所述空腔内的声波发射气管；电气控制单元包括微控制器以及均与微控制器连接的通信模块和存储器，压力传感器的信号输出端与微控制器的输入端相接，爆破电磁阀和套管电磁阀均由微控制器控制，微音器安装孔的外侧安装有用于处理微音器接收信号的信号处理模块，信号处理模块通过隔爆管线与微控制器连接。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述防爆外壳内安装有用于调节温度的加热板，电气控制单元还包括用于采集防爆外壳内温度的温度传感器，温度传感器的信号输出端与微控制器的输入端相接，加热板由微控制器控制。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述通信模块为有线通信模块或无线通信模块，微控制器通过有线通信或无线通信与上位机通信。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述安装盖与声波接收气管接触的位置处设置有密封垫。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述微音器的信号接收端和声波发射气管的信号输出端均与测试管的内壁齐平。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述防爆外壳上设置有用于为声波测量机构和电气控制单元供电的外接电路接头。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述放气管通过法兰盘固定安装在防爆外壳上。上述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述储气仓布设在声波接收气管与测压孔之间。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可通过内爆或外爆的工作模式进行一体化油井动态液面测量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、测量准备：首先，将测量装置安装在套管支管上，采用法兰盘将放气管密封固定安装在防爆外壳上；然后，将加气泵安装在进气管的进气端，将外部供电设备安装在外接电路接头上；最后，通过上电复位的方式初始化微控制器，在存储器中设置环境温度阈值和油井套管内压力阈值，保持套管电磁阀处于关闭状态，隔断测试管和放气管之间的通道；步骤二、调节防爆外壳内环境温度：为防爆外壳内安装加热板，同时在电气控制单元中设置温度传感器，采用温度传感器采集防爆外壳内环境温度值，当温度传感器采集的温度值低于存储器中存储的环境温度阈值时，微控制器控制加热板工作，使防爆外壳内环境温度值维持在环境温度阈值内；步骤三、检测油井套管内压力值并选择内爆或外爆的工作模式测量动态液面位置：采用压力传感器采集与油井套管连通的测试管内的压力值，当压力传感器采集的压力值低于存储器中存储的压力阈值时，选择外爆的工作模式测量动态液面位置：保持套管电磁阀关闭，采用加气泵通过进气管为储气仓输送高压气体，通过导通爆破电磁阀，高压气体通过导气管和声波发射气管向测试管内发出次声波，使用微音器接收回波信息并采用信号处理模块信号预处理后传输至微控制器；当压力传感器采集的压力值不低于存储器中存储的压力阈值时，选择内爆的工作模式测量动态液面位置：微控制器控制套管电磁阀开启，通过放气管泄气向测试管内发出次声波，使用微音器接收回波信息并采用信号处理模块信号预处理后传输至微控制器；步骤四、数据远程传输及数据处理：微控制器将接收的动态液面数据通过通信模块远程传输至上位机，上位机对动态液面数据进行处理得到动态液面实际位置。上述的方法，其特征在于：步骤四中通信模块为有线通信模块或无线通信模块，微控制器通过有线通信或无线通信与上位机通信；步骤三中微音器的信号接收端和声波发射气管的信号输出端均与测试管的内壁齐平。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术采用的一体化油井动态液面测量装置采用防爆外壳，安全可靠；通过设置套管电磁阀，可对油井套管封堵、压力泄放，同时当不需要测量油井动态液面时，微控制器通过控制套管电磁阀，保证油管和油井套管之间的空间敞开，便于工人正常注液洗井工作，可靠稳定，使用效果好。2、本专利技术采用的一体化油井动态液面测量装置通过将储气仓与测试管加工制作为一体，同时将储气仓靠近声波接收气管设置，减少测量装置的体积，减少高压气体流过的路程，将声波发射气管套设在声波接收气管内便于测量次声波的发射和接收，结构紧凑，使用效果好。3、本专利技术采用的方法，步骤简单，通过套管电磁阀和爆破电磁阀的配合实现内爆或外爆的工作模式测量动态液面位置，在满足测量装置正常工作的温度环境下，采用压力传感器检测油井套管内的压力值，当油井套管内的压力值低于存储器中存储的压力阈值时，采用外爆的工作模式测量动态液面位置；当油井套管内的压力值不低于存储器中存储的压力阈值时，采用内爆的工作模式测量动态液面位置，使用灵活，测量准确。综上所述，本专利技术设计新颖合理，采用内爆或外爆的工作模式提供爆破发声条件，通过微音器进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：包括安装在套管支管(25)上的防爆外壳(1)、穿过防爆外壳(1)且与套管支管(25)对接的传输管以及设置在防爆外壳(1)内的声波测量机构和电气控制单元(11)，所述传输管由测试管(13)和放气管(15)组成，测试管(13)的侧壁上开设有与测试管(13)连通的声波接收气管(2)和测压孔(24)，声波接收气管(2)通过安装盖(18)封闭，安装盖(18)上开设有微音器安装孔(20)，测试管(13)上靠近声波接收气管(2)的位置处设置有与测试管(13)加工作制为一体的储气仓(21)，储气仓(21)上设置有进气孔(23)和储气仓出气管(22)，进气孔(23)上固定安装有伸出至防爆外壳(1)外且用于连接加气泵向储气仓(21)输入高压气体的进气管(7)，所述声波测量机构包括固定安装在储气仓出气管(22)出气端的爆破电磁阀(6)、设置在声波接收气管(2)内且卡装在微音器安装孔(20)上用于接收声波信号的微音器(4)、固定在测压孔(24)上用于测量油井套管(27)内压力的压力传感器(9)以及固定在测试管(13)与放气管(15)之间用于调节油井套管(27)内压力的套管电磁阀(10)，微音器(4)靠近储气仓(21)的一侧与声波接收气管(2)之间设置有空腔，爆破电磁阀(6)远离储气仓出气管(22)的一端连接有导气管(5)，导气管(5)远离爆破电磁阀(6)的一端连接有伸入至所述空腔内的声波发射气管(19)；电气控制单元(11)包括微控制器(11‑1)以及均与微控制器(11‑1)连接的通信模块(11‑2)和存储器(11‑4)，压力传感器(9)的信号输出端与微控制器(11‑1)的输入端相接，爆破电磁阀(6)和套管电磁阀(10)均由微控制器(11‑1)控制，微音器安装孔(20)的外侧安装有用于处理微音器(4)接收信号的信号处理模块(3)，信号处理模块(3)通过隔爆管线与微控制器(11‑1)连接。...

【技术特征摘要】
1.一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：包括安装在套管支管(25)上的防爆外壳(1)、穿过防爆外壳(1)且与套管支管(25)对接的传输管以及设置在防爆外壳(1)内的声波测量机构和电气控制单元(11)，所述传输管由测试管(13)和放气管(15)组成，测试管(13)的侧壁上开设有与测试管(13)连通的声波接收气管(2)和测压孔(24)，声波接收气管(2)通过安装盖(18)封闭，安装盖(18)上开设有微音器安装孔(20)，测试管(13)上靠近声波接收气管(2)的位置处设置有与测试管(13)加工作制为一体的储气仓(21)，储气仓(21)上设置有进气孔(23)和储气仓出气管(22)，进气孔(23)上固定安装有伸出至防爆外壳(1)外且用于连接加气泵向储气仓(21)输入高压气体的进气管(7)，所述声波测量机构包括固定安装在储气仓出气管(22)出气端的爆破电磁阀(6)、设置在声波接收气管(2)内且卡装在微音器安装孔(20)上用于接收声波信号的微音器(4)、固定在测压孔(24)上用于测量油井套管(27)内压力的压力传感器(9)以及固定在测试管(13)与放气管(15)之间用于调节油井套管(27)内压力的套管电磁阀(10)，微音器(4)靠近储气仓(21)的一侧与声波接收气管(2)之间设置有空腔，爆破电磁阀(6)远离储气仓出气管(22)的一端连接有导气管(5)，导气管(5)远离爆破电磁阀(6)的一端连接有伸入至所述空腔内的声波发射气管(19)；电气控制单元(11)包括微控制器(11-1)以及均与微控制器(11-1)连接的通信模块(11-2)和存储器(11-4)，压力传感器(9)的信号输出端与微控制器(11-1)的输入端相接，爆破电磁阀(6)和套管电磁阀(10)均由微控制器(11-1)控制，微音器安装孔(20)的外侧安装有用于处理微音器(4)接收信号的信号处理模块(3)，信号处理模块(3)通过隔爆管线与微控制器(11-1)连接。2.按照权利要求1所述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述防爆外壳(1)内安装有用于调节温度的加热板(8)，电气控制单元(11)还包括用于采集防爆外壳(1)内温度的温度传感器(11-3)，温度传感器(11-3)的信号输出端与微控制器(11-1)的输入端相接，加热板(8)由微控制器(11-1)控制。3.按照权利要求1所述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述通信模块(11-2)为有线通信模块或无线通信模块，微控制器(11-1)通过有线通信或无线通信与上位机通信。4.按照权利要求1所述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述安装盖(18)与声波接收气管(2)接触的位置处设置有密封垫(17)。5.按照权利要求1所述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于：所述微音器(4)的信号接收端和声波发射气管(19)的信号输出端均与测试管(13)的内壁齐平。6.按照权利要求1所述的一体化油井动态液面测量装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乃禄，范琳龙，孟智彬，王水航，翟磊，赵太，皇甫王欢，
申请(专利权)人：西安海联石化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61