一种基于电阻测量的油井动液面深度测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于电阻测量的油井动液面深度测量系统，包括：电压测量装置、电流测量装置、直流电源、定值电阻，所述油井包括金属套管、潜油铠装电缆、油管，所述金属套管与所述油管之间具有井液。该系统针对使用三相潜油铠装电缆供电的地下采油设备(电动潜油离心泵，潜油直线电机往复泵等)，利用潜油电缆铠皮与金属套管在动液面处通过导电性井液串联的特点，在井口测量电缆铠皮与油井套管之间的电阻，然后折算出油井的动液面深度。相对传统声波测量系统，该系统只需要在井口测量电阻，设备要求低，操作简单，且检测时油井不需要停机。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电阻测量的油井动液面深度测量系统
本技术涉及石油开采
，特别是涉及一种油井动液面深度测量系统。
技术介绍
在石油开采中，为充分利用油井的产液能力，一般将诸如磕头机、离心泵之类的抽油机的采油速率与油井的渗液率相匹配。但在实际情况中，即使同一口井，其渗液率也会随着开采阶段与地质条件的变化而变化，在抽油机采油速率不变的情况下，油井渗液率的变化就体现为油井动液面深度(油井动液面相对井口的距离)的变化，油井渗液率降低则动液面深度增加，油井渗液率增加则动液面深度降低。定期测量油井动液面深度可间接判断油井渗液率的变化，进而为调节抽油机的采油速率提供依据，实现油井高产。油田当前多采用回声法测量动液面深度。测量时采用声弹或其它发声装置向井下发射声波，声波遇到动液面后反射回井口，在井口检测声波发出与接收之间的时差，该时差乘声速得到的距离即为两倍的动液面深度。该方法原理简单，但实际声波回波易受油井管壁结腊等异常干扰，不易判读测量结果，同时为避免采油机运行噪声对声波的干扰，往往需要油井停采，不利油井高产。当前我国多数油田采用传统油梁式磕头机采油，磕头机技术成熟，结构简单，但也存在效率偏低，存在管杆偏磨等问题。在此背景下，诸如潜油直线电机往复泵，电动潜油直线电机往复泵等新型无杆采油设备逐渐在油田推广试用，这类无杆采油由位于井口的变频器，潜油铠装电缆与井下的电机组成，变频器通过潜油铠装电缆驱动井下的电机运行。潜油铠装电缆外层包裹防磨的金属铠皮，油井的套管也为金属材料，这两种材料的导电特性为开发针对性的动液面测量系统提供可能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供油井动液面深度检测系统，该系统适用于采用潜油铠装电缆供电的地下采油设备。该系统只需要在井口测量铠皮与套管之间的电阻就可以计算得到油井动液面深度，因而测量设备要求低，操作简单，且不影响油井正常生产。本技术提供一种基于电阻测量的油井动液面深度测量系统，其特征在于，包括：电压测量装置、电流测量装置、直流电源、定值电阻，所述油井包括金属套管、潜油铠装电缆、油管，所述金属套管与所述油管之间具有井液，所述电压测量装置并联连接在所述直流电源的两端，所述定值电阻的第一端与所述直流电源串联连接，所述定值电阻的第二端连接第一测量端子；所述电流表的第一端与所述直流电源串联连接，并且所述电流表的第二端连接第二测量端子；所述第一测量端子连接至所述潜油铠装电缆的铠皮；所述第二测量端子连接至所述金属套管；所述电流表用于测量回路中的电流，所述电压表用于测量所述直流电源两端的输出电压，所述油井动液面深度测量系统基于所述输出电压和电流值以及单位长度所述潜油铠装电缆的铠皮电阻和所述金属套管的电阻确定所述油井动液面深度。在一种优选实现方式中，所述潜油铠装电缆包括从里到外分别为三根单芯铜质电缆，三根电缆外分别包覆的铅皮，铅皮外包覆的玻璃丝带，铠皮。在另一种优选实现方式中，所述直流电源的额定输出电压为5V。在另一种优选实现方式中，所述定值电阻的阻值为1Ω。在另一种优选实现方式中，电压测量装置测量范围为0～10V，测量精度等级为0.1级。在另一种优选实现方式中，电压测量装置测量范围为0～10A，测量精度等级为0.1级。在另一种优选实现方式中，所述油井动液面深度测量系统基于下述公式计算油井动液面深度：H＝R1/R0＝(V/I-Ri)/(R01+R02)，其中，V,I分别为电压表与电流表的读数，Ri为测量系统中的定值电阻阻值，R01与R02分别为单位长度的铠皮电阻与套管电阻。本技术的优点是：1、实现简单；2、测量设备要求低；3.不影响油井正常生产。附图说明图1为本技术中所测量的油井的示意图；图2为本技术的测量系统的电路示意图。附图标记：1-井壁2-套管(金属材料)3-潜油铠装电缆4-油管5-井液6-泵组具体实施方式图1是本技术的测量油井液面一个实施例的示意图。油井包括金属套管2、潜油铠装电缆3、油管4，所述金属套管与所述油管之间具有井液5。从图中可以看出，圆柱形油井的四周由金属材料的套管支撑，起到支撑加固井壁作用；三相铠装电缆由井口的控制柜引出，然后延伸至井下以驱动泵组6采油；井液将泵组淹没，保证泵组良好进液；泵组将油液通过油管送出井口；H为待测量的油井动液面深度。图2是对应图1的井口铠装电缆与套管间的电阻等效电路图。图中A点为井口铠皮测量点，B点为井口套管测量点；R01与R02分别为单位长度的铠装电缆电阻与套管电阻，可与预先测得，H为油井动液面深度；R01*H与R02*H分别代表从井口至动液面的铠皮电阻与套管电阻；Rw为动液面处连接铠皮与套管的井液电阻。本技术的测量系统包括电压测量装置(比如，电压表)、电流测量装置(电流表)、直流电源、定值电阻Ri，所述电压测量装置并联连接在所述直流电源的两端，所述定值电阻的第一端与所述直流电源串联连接，所述定值电阻的第二端连接第一测量端子；所述电流表的第一端与所述直流电源串联连接，并且所述电流表的第二端连接第二测量端子；所述第一测量端子连接至所述潜油铠装电缆的铠皮；所述第二测量端子连接至所述金属套管；所述电流表用于测量回路中的电流，所述电压表用于测量所述直流电源两端的输出电压，所述油井动液面深度测量系统基于所述输出电压和电流值以及单位长度所述潜油铠装电缆的铠皮电阻和所述金属套管的电阻确定所述油井动液面深度。从图2中可以看出，根据电压与电流表得到的电阻:V/I＝Ri+R01*H+R02*H+Rw＝Ri+(R01+R02)*H+Rw上式中，V,I分别为电压表与电流表的读数。从井口测量得到的铠皮与套管之间的电阻:R1＝V/I-Ri＝(R01+R02)*H+Rw。由于井液一般含水量大，因为导电性能好，因此Rw数值上远小于铠皮电阻与套管电阻，实际计算时可忽略。因此:R1＝R01*H+R02*H＝(R01+R02)*H综合上述各式，可得油井动液面深度为：H＝R1/R0＝(V/I-Ri)/(R01+R02)本测量系统测量油井动液面深度时，首先在地面截取单位长度的铠皮与油井套管，采用高精度万用表测量得到铠皮与电缆两端电阻,其值分别为R01与R02。将本测量装置的两个检测端在井口分别连接潜油电缆铠皮与套管，读取电压表数值V与电流表数值I。待测的油井动液面深度则为(V/I-Ri)/(R01+R02)。以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本
的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本
的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电阻测量的油井动液面深度测量系统，其特征在于，包括：电压测量装置、电流测量装置、直流电源、定值电阻，所述油井包括金属套管、潜油铠装电缆以及油管，所述金属套管与所述油管之间具有井液，/n所述电压测量装置并联连接在所述直流电源的两端，/n所述定值电阻的第一端与所述直流电源串联连接，所述定值电阻的第二端连接第一测量端子；/n所述电流测量装置的第一端与所述直流电源串联连接，并且所述电流测量装置的第二端连接第二测量端子；/n所述第一测量端子连接至所述潜油铠装电缆的铠皮；/n所述第二测量端子连接至所述金属套管；/n所述电流测量装置用于测量回路中的电流，所述电压测量装置用于测量所述直流电源两端的输出电压，所述油井动液面深度测量系统基于所述输出电压和电流值以及单位长度所述潜油铠装电缆的铠皮电阻和所述金属套管的电阻确定所述油井动液面深度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻测量的油井动液面深度测量系统，其特征在于，包括：电压测量装置、电流测量装置、直流电源、定值电阻，所述油井包括金属套管、潜油铠装电缆以及油管，所述金属套管与所述油管之间具有井液，
所述电压测量装置并联连接在所述直流电源的两端，
所述定值电阻的第一端与所述直流电源串联连接，所述定值电阻的第二端连接第一测量端子；
所述电流测量装置的第一端与所述直流电源串联连接，并且所述电流测量装置的第二端连接第二测量端子；
所述第一测量端子连接至所述潜油铠装电缆的铠皮；
所述第二测量端子连接至所述金属套管；
所述电流测量装置用于测量回路中的电流，所述电压测量装置用于测量所述直流电源两端的输出电压，所述油井动液面深度测量系统基于所述输出电压和电流值以及单位长度所述潜油铠装电缆的铠皮电阻和所述金属套管的电阻确定所述油井动液面深度。


2.根据权利要求1所述的基于电阻测量的油井动液面深度测量系统，其特征在于，所述潜油铠装电缆从里到外分别为：三根单芯铜质电缆，三根电缆外分别包覆的铅皮，铅皮外...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尚伟，欧阳晖，柳明，彭新，方芸，林莉，雷阳，张高明，杜红彪，许磊，杨辉，谢炜，陈涛，魏华，罗伟，耿攀，徐正喜，蔡凯，吴浩伟，李锐，李鹏，李小谦，姜波，李可维，邢贺鹏，金惠峰，李兴东，吴大立，
申请(专利权)人：武汉海王科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42