本发明专利技术公开一种监测井下液位的装置，涉及井下液位监测领域，包括井口套管连接组件、气液分离组件、气体压缩组件、高压气存储组件和控制组件，井口套管连接组件连接井口套管，气液分离组件通过套管气进管路与井口套管连接组件连接，气体压缩组件与气液分离组件连接，高压气存储组件包括用于收集高压气体的储气罐，储气罐通过高压输出管路与气体压缩组件，储气罐通过声波发射管路与井口套管连接组件连接，声波发射管路上设置有测试阀。本发明专利技术通过抽取井内套管气再对其加压的方式形成高压气源，利用声波反射原理测试井下液位深度。测试过程中尾气不外排，安全环保，可达到连续监测井下液位的效果。本发明专利技术还公开一种监测井下液位的方法。液位的方法。液位的方法。
【技术实现步骤摘要】
一种监测井下液位的装置及方法
[0001]本专利技术涉及井下液位监测领域，特别是涉及一种监测井下液位的装置及方法。
技术介绍
[0002]对于油井的日常管理，需要及时测试井下液面深度，这是数字化油田（“数字油田”）的一项现场重要参数，需要根据液面深度及时调节抽油机的工作参数，尽量在做到不损伤设备的同时多产油。
[0003]目前市场上连续监测液位的设备主要分为两种，一种是利用井内高压气体外排来产生声波，这种方式容易污染井场，随着环保要求的日益提升，外排气测试模式将逐步被禁止使用。当井内含有硫化氢等腐蚀性气体时，这种方式更是不允许使用。另一种测试方式是利用压缩空气向井内释放产生声波，这种方式如果长期使用，会改变井内的气体成分，容易造成油井设备氧化腐蚀，空气与井内甲烷气混合后存在爆炸隐患。因此，能够做到安全可靠、符合环保和安全要求，并且能够连续监测各种油井液面深度的技术尚属空白。
[0004]综上所述，有必要提出一种能够做到安全可靠、符合环保和安全要求，并且能够连续监测各种油井液面深度的技术方案，以填补相关领域的技术空白。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种监测井下液位的装置及方法，其监测方式安全可靠，符合环保要求，能够解决上述现有技术存在的污染井场以及存在爆炸隐患的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种监测井下液位的装置，包括：井口套管连接组件，所述井口套管连接组件的一端用于连接井口套管，以将井内套管气导出；气液分离组件，所述气液分离组件的进气口通过套管气进管路与所述井口套管连接组件的另一端连接，用以将所述套管气内的液体分离；气体压缩组件，所述气体压缩组件的进气口与所述气液分离组件的出气口连接，用于将所述气液分离组件排出的气体增压，以形成高压气体；高压气存储组件，所述高压气存储组件包括用于收集所述高压气体的储气罐，所述储气罐的进气口通过高压输出管路与所述气体压缩组件的出气口连接，所述储气罐的出气口通过声波发射管路与所述井口套管连接组件连接，以向井内发射声波；所述声波发射管路上设置有测试阀；控制组件，所述控制组件包括控制中心、套管压力传感器、声波传感器和储气罐压力传感器，所述套管压力传感器和所述声波传感器均安装于所述井口套管连接组件上，所述储气罐压力传感器与所述储气罐相连，所述控制中心与所述套管压力传感器、所述声波传感器和所述储气罐压力传感器通讯连接。
[0007]可选的，所述井口套管连接组件为井口连接器。
[0008]可选的，还包括过滤组件，所述过滤组件设置于所述井口连接器内，所述过滤组件的出气口与所述套管气进管路的进气端连接。
[0009]可选的，所述过滤组件为筒式过滤器，其悬置于所述井口套管内。
[0010]可选的，所述气液分离组件为气液分离罐，所述气液分离罐的底部设置进气口和排液口，顶部设置出气口。
[0011]可选的，所述气体压缩组件包括压缩气缸、凸轮、电机和齿轮减速机，所述电机通过所述齿轮减速机与所述凸轮连接，所述凸轮位于所述压缩气缸的顶部，以驱动所述压缩气缸的内部活塞往复运动；所述压缩气缸的进气口与所述气液分离组件的出气口连接，所述压缩气缸的出气口与所述高压输出管路的进气端连接。
[0012]可选的，所述声波发射管路上设置有单向阀，所述套管气进管路上设置有进气阀，所述单向阀、所述进气阀以及所述测试阀均与所述控制中心通讯连接。
[0013]可选的，还包括三通阀，所述三通阀的三个阀口分别与所述高压输出管路的出气端、所述储气罐的进气口以及所述储气罐压力传感器连接。
[0014]可选的，还包括防爆箱体，所述井口套管连接组件嵌置于所述防爆箱体的侧壁，所述气液分离组件、所述气体压缩组件、所述高压气存储组件和所述控制组件均设置于所述防爆箱体内。
[0015]本专利技术还提出一种监测井下液位的方法，采用上述监测井下液位的装置实施，包括：步骤一：在油井内安装套管，并将所述井口套管连接组件连接于所述套管的顶端；步骤二：启动所述气液分离组件和所述气体压缩组件，将所述套管内的套管气抽至所述气体压缩组件内进行压缩加压，并将形成的高压气体输送至所述储气罐内存储；步骤三：启动所述测试阀，所述储气罐内的高压气流以脉冲形式进入油井内的油管与所述套管之间的环空并产生冲击声波，所述冲击声波经油井下液面反射后，由所述声波传感器接收；步骤四：所述控制中心根据所述声波传感器接收的声波信号计算出液位深度。
[0016]上述步骤四中液位深度的计算方法可为接箍法或音速法。两种方法均是通过识别控制中心采集接收的声波反射曲线来实现，控制软件在曲线上自动识别出井口位置、液面位置、接箍信号个数等信息后，结合声波脉冲传输时间和油井的自身参数（接箍平均管长、套管压力、气体成分等），计算出液位深度。其中：（1）油管接箍法计算方式如下：液位深度 De =(B
‑
A)*L*N/(D
‑
C)；其中：A
‑
井口高度位置；B
‑
液面高度位置；C
‑
参考节箍波起点；D
‑
参考节箍波终点；L
‑
单节井管长度；N
‑
介于C和D之间的参考节箍波的个数。
[0017]（2）音速法计算方式如下：液位深度 De = V · t ；其中：V—声波脉冲在油套环形空间中的传播速度，m/s；t—声波脉冲传播时间，s；De—液面深度，m。
[0018]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提出的监测井下液位的装置及方法，利用油井内自身的套管气，并对其进
行气液分离、加压后，形成大于油井套管内压力的高压气源，该高压气源储存在储气罐内，当需要测试时，瞬间击发到油井套管内形成脉冲声波。本专利技术通过抽取井内套管气再对其加压的方式形成高压气源，利用声波反射原理测试井下液位深度。测试过程中尾气不外排，安全环保，适用于“数字油田”的井下液位关键参数的自动监测。整个装置由人工智能系统，即控制中心自动控制连续运行，可达到连续监测井下液位的效果。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
[0020]图1为本专利技术实施例所公开的监测井下液位的装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例所公开的油管接箍法计算液位深度的声波反射曲线图。
[0021]其中，附图标记为：100监测井下液位的装置、1井口套管连接组件、2过滤组件、3套管气进管路、4进气阀、5气液分离罐、6进气管、7压缩气缸、8高压输出管路、9储气罐、10三通阀、11储气罐压力传感器、12测试阀、13套管压力传感器、14声波传感器、15声波发射管路、16单向阀、17通讯天线、18控制中心、19防爆箱体、20电机、21齿轮减速机、22本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种监测井下液位的装置，其特征在于，包括：井口套管连接组件，所述井口套管连接组件的一端用于连接井口套管，以将井内套管气导出；气液分离组件，所述气液分离组件的进气口通过套管气进管路与所述井口套管连接组件的另一端连接，用以将所述套管气内的液体分离；气体压缩组件，所述气体压缩组件的进气口与所述气液分离组件的出气口连接，用于将所述气液分离组件排出的气体增压，以形成高压气体；高压气存储组件，所述高压气存储组件包括用于收集所述高压气体的储气罐，所述储气罐的进气口通过高压输出管路与所述气体压缩组件的出气口连接，所述储气罐的出气口通过声波发射管路与所述井口套管连接组件连接，以向井内发射声波；所述声波发射管路上设置有测试阀；控制组件，所述控制组件包括控制中心、套管压力传感器、声波传感器和储气罐压力传感器，所述套管压力传感器和所述声波传感器均安装于所述井口套管连接组件上，所述储气罐压力传感器与所述储气罐相连，所述控制中心与所述套管压力传感器、所述声波传感器和所述储气罐压力传感器通讯连接。2.根据权利要求1所述的监测井下液位的装置，其特征在于，所述井口套管连接组件为井口连接器。3.根据权利要求2所述的监测井下液位的装置，其特征在于，还包括过滤组件，所述过滤组件设置于所述井口连接器内，所述过滤组件的出气口与所述套管气进管路的进气端连接。4.根据权利要求3所述的监测井下液位的装置，其特征在于，所述过滤组件为筒式过滤器，其悬置于所述井口套管内。5.根据权利要求1~4任意一项所述的监测井下液位的装置，其特征在于，所述气液分离组件为气液分离罐，所述气液分离罐的底部设置进气口和排液口，顶部设置出气口。6.根据权利要求1~4任意一项所述的监测井下液位的装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳强，陈明，谢云鹏，陈璐，
申请(专利权)人：沈阳新石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。