一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置，属于油田测井技术领域。具体地，该发声装置包括具有第一内腔的本体，在该第一内腔中设置有压力传感器、与压力传感器电连接的信号处理单元、与信号处理单元电连接的纵波换能器，以及用于供电的电源装置；本发明专利技术实施例提供的发声装置通过压力传感器测取压力信号，由信号处理单元将电信号转换为声信号，再由纵波换能器将声波转换为纵波，从而将井下压力无线传输至地面接收装置，进一步再通过地面接收装置计算得到动液面等参数信息；该发声装置能够改变声波类型，实现声波的远距离传输，解决了传统回声仪测量法对原油性质要求高、出现“油帽子”等情况测不准的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置
本专利技术涉及油田测井
，特别涉及一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置。
技术介绍
在油井开采过程中，需要对油井的温度、压力、动液面等参数进行测量，以监控采油过程。其中，动液面是指油套环形空间中的液面深度，是及时掌握油井供液能力和调节机械采油的重要依据，是油井测量的一个很重要的参数。目前，对于油井动液面的测量，普遍采用回声仪测量技术，其工作原理为：在井口激发信号发生器，产生的声波信号在油套管环形空间内向下传播，经过若干油管接箍最终到达液面；其中每一个油管接箍和液面都是声波的反射界面，反射声波被井口微音器接收，最后结合油管长度算出动液面的深度。在实现本专利技术的过程中，本专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：采用回声仪测量动液面时，存在于油套管环形空间内的任何障碍物，都可能对正常的声波序列造成扰动甚至破坏；尤其在面对稠油井的几十米的“油帽子”时，回声仪往往不能准确测出液面深度。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置。具体而言，包括以下的技术方案：一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置，所述发声装置安装在抽油机的下端，包括本体，所述本体具有封闭的第一内腔；在所述第一内腔内设置有：压力传感器，所述压力传感器的探头从所述本体伸出；与所述压力传感器电连接的信号处理单元；所述信号处理单元用于将压力信号转换为声信号；与所述信号处理单元电连接的纵波换能器；以及用于对所述压力传感器、所述信号处理单元和所述纵波换能器供电的电源装置。优选地，所述本体为圆柱形结构。进一步地，所述发声装置还包括连接在所述本体的两端的加长结构，所述加长结构具有与所述本体相同的形状。优选地，所述第一内腔为位于所述本体的内部的圆柱形空腔；且所述本体和所述第一内腔共轴线。进一步地，所述本体还具有位于所述第一内腔的内部、密封的第二内腔；所述电源装置包括电池和电压转换器，所述电池位于所述第二内腔中，所述电压转换器位于所述第一内腔中，所述电池与所述电压转换器电连接。优选地，所述第二内腔的一端为与所述本体一体成型的密封结构，所述第二内腔的另一端具有开口，所述开口通过堵塞部件密封。优选地，所述第二内腔为位于所述本体的内部的圆柱形空腔；且所述第二内腔和所述第一内腔共轴线。优选地，所述纵波换能器为圆管形换能器，所述圆管形换能器环绕所述第二内腔设置。优选地，所述本体的一端设置有用于与所述抽油机连接的螺纹结构。优选地，所述本体的振动频率在1200Hz和1400Hz之间。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果：提供了一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置，具体地，该发声装置包括具有第一内腔的本体，在该第一内腔中设置有压力传感器、与压力传感器电连接的信号处理单元、与信号处理单元电连接的纵波换能器，以及用于供电的电源装置；本专利技术实施例提供的发声装置通过压力传感器测取压力信号，由信号处理单元将电信号转换为声信号，再由纵波换能器将声波转换为纵波，从而将井下压力无线传输至地面接收装置，进一步再通过地面接收装置计算得到动液面等参数信息，该发声装置能够改变声波类型，实现声波的远距离传输，解决了传统回声仪测量法对原油性质要求高、出现“油帽子”等情况测不准的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置的结构示意图。图中的附图标记分别表示：1、本体；2、第一内腔；3、压力传感器；4、信号处理单元；5、纵波换能器；6、电源装置；7、第二内腔；8、开口。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。本专利技术实施例提供一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置，该发声装置安装在抽油机的下端，如图1所示，包括本体1，本体1具有封闭的第一内腔2；在第一内腔2内设置有：压力传感器3，压力传感器3的探头从本体1伸出；与压力传感器3电连接的信号处理单元4；信号处理单元4用于将压力信号转换为声信号；与信号处理单元4电连接的纵波换能器5；以及用于对压力传感器3、信号处理单元4和纵波换能器5供电的电源装置6。需要说明的是，信号处理单元4是一种根据特定需求设计的信号处理电路板，本专利技术实施例中所涉及的信号处理单元4通过对压力信号进行编码，将电信号转换为声信号，属于本领域常规的技术手段。另外，换能器是一种将电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置，本专利技术实施例中，由于纵波有利于在油管的管壁上传播，纵波换能器5即为将声波转换为纵波的装置。本专利技术实施例提供的一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置的工作原理为：在抽油机的下端安装该发声装置，使得发声装置随抽油机一起下放入油井中。工作时，由于压力传感器3的探头从本体1伸出，使得压力传感器3可测取油套环形空间中液面的压力信息，然后将测取到的压力(电信号)传输给信号处理单元4，信号处理单元4将该电信号转换为声信号(声波)，并进一步通过纵波换能器5将声波转换为纵波，然后通过油管的管壁进行传输至地面接收装置，进一步计算得到动液面等参数信息。由于纵波有利于在油管的管壁上传播，将声波转换为纵波可实现声波的远距离传输。本专利技术实施例提供的发声装置通过将电信号转换为声信号，再将声波转换为纵波，从而将井下压力无线传输至地面接收装置，进一步再通过地面接收装置计算得到动液面等参数信息，该发声装置能够改变声波类型，实现声波的远距离传输，解决了传统回声仪测量法对原油性质要求高、出现“油帽子”等情况测不准的问题。同时，该发声装置简单易行，能有效降低测量成本，具有极高的推广价值。在上述的发声装置中，为了方便下放至油井中，可设置本体1为圆柱形结构，粗细可与油管粗细相近，以避免下放时本体1发生卡井的现象。在上述的发声装置中，为了使纵波换能器5传输的声波能量能最大利用，以进一步保证远距离传输，可使封闭的第一内腔2形成谐振腔，也即是，使换能后的声波在第一内腔2中形成谐振后再沿油管的管壁传播出去，保证能量的最大利用。例如，为了减小声波在油管传输中的衰减，可选择在油管传播中衰减最小的频率进行传输，例如可选用1200Hz-1400Hz作为传输频率；而声波的频率在800-4000HZ之间，因此，可设置本体1的谐振频率在1200Hz和1400Hz之间，从而使该频率段的声波在谐振腔内形成谐振后再传输出去，以加大声波的传播能量，便于地面接收装置的接收，同时，进一步加强了声波的远距离传输能力。此外，还可通过在本体1的两端设置加长结构来调整本体1的谐振频率，使连接后的本体1的谐振频率在1200Hz-1400Hz之间。例如，在一种可能的实施方式中，本体1的长度约为30-40厘米，其谐振频率约为7kHz左右，通过在其两端分别连接1.2米左右的短管(加长结构)，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置，其特征在于，所述发声装置安装在抽油机的下端，包括本体(1)，所述本体(1)具有封闭的第一内腔(2)；在所述第一内腔(2)内设置有：压力传感器(3)，所述压力传感器(3)的探头从所述本体(1)伸出；与所述压力传感器(3)电连接的信号处理单元(4)；所述信号处理单元(4)用于将压力信号转换为声信号；与所述信号处理单元(4)电连接的纵波换能器(5)；以及用于对所述压力传感器(3)、所述信号处理单元(4)和所述纵波换能器(5)供电的电源装置(6)。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量动液面的井下压力无线传输的发声装置，其特征在于，所述发声装置安装在抽油机的下端，包括本体(1)，所述本体(1)具有封闭的第一内腔(2)；在所述第一内腔(2)内设置有：压力传感器(3)，所述压力传感器(3)的探头从所述本体(1)伸出；与所述压力传感器(3)电连接的信号处理单元(4)；所述信号处理单元(4)用于将压力信号转换为声信号；与所述信号处理单元(4)电连接的纵波换能器(5)；以及用于对所述压力传感器(3)、所述信号处理单元(4)和所述纵波换能器(5)供电的电源装置(6)。2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述本体(1)为圆柱形结构。3.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，所述发声装置还包括连接在所述本体(1)的两端的加长结构，所述加长结构具有与所述本体(1)相同的形状。4.根据权利要求2所述的发声装置，其特征在于，所述第一内腔(2)为位于所述本体(1)的内部的圆柱形空腔；且所述本体(1)和所述第一内腔(2)共轴线。5.根据权利要求4所述的发声装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：任桂山，米立飞，马先平，苏锋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11