一种宽套压油井动液面无线测试装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种宽套压油井动液面无线测试装置及系统，属于油田节能监测技术领域。本发明专利技术的测试装置包括电磁阀组件、拉杆、平衡气腔、放气阀、出气阀、单片机和微音器；单片机与上盖和电磁阀组件连接；电磁阀组件与拉杆连接；平衡气腔上安装有放气阀，井口连接器与平衡气腔之间的气道上安装有出气阀；微音器与单片机连接；井口连接器与油井套管相通。还设有与测试装置内部气道连通的外置增压装置。本发明专利技术实现了远程电脑控制发声，可完成0

【技术实现步骤摘要】
一种宽套压油井动液面无线测试装置及系统


[0001]本专利技术涉及油田节能监测
，尤其涉及一种宽套压油井动液面无线测试装置及系统。

技术介绍

[0002]现有便携式动液面测试装置，如图5所示，目前油田节能测试分析普遍使用的测试装置，包括拉栓29、气室30、充调气嘴31、压杆32、现有装置中的放气阀33、现有装置中的微音器34和压力表35；测试时需要井口拉动抢拴发炮，套压低于1MPa时，需使用氮(氦)气瓶。
[0003]现有的便携式动液面测试装置只适用于低压、中低压和中压的装置，低压时需使用氮气瓶，而且是爆破发声。这类装置采用人工在井口拉动抢栓击发声波，测试时操作人员需多次拉动抢栓查看测试波形，需要长时间在油井井口带压区域操作，存在安全隐患；当油井套管压力低于1MPa时，需要使用氮气瓶向装置内充入高压氮气，以满足声波击发条件，氮气瓶属于压力容器，在运输、保管、使用时都有严格要求，且体积较大、笨重，操作不便利、成本高、不安全；需要人工操作，不能实现电脑控制，不能实现连续测试；配套主机的采集方法不够优化，液面波和接箍波不够明显，人工介入计算时准确度差；便携式动液面测试装置需与配套主机成套校验和使用，完成采集数据处理的单片机在主机上，错拿会影响测试准确度，同时主机计算程序错误时，使用人员无法修改；测试计算需现场完成，返回基地后不能实现历史数据再现和复算。
[0004]现有动液面自动监测装置，主要用于在线生产监测，装置固定在各油井井口长期使用，主要分为两种，一种为常规动液面自动监测装置，适用于有套管压力的油井(通常需高于1MPa)，当长期安装于监测套管压力较高(4
‑
8MPa)的油井时，存在安全隐患或无法安装及监测。另一种为无压油井液面自动监测装置，适用于套管无压或低压的油井，需配套增压装置进行增压。
[0005]用于在线生产监测的动液面自动监测装置，一是数据质量偏低，多数只能采用音速法计算动液面，在采用接箍和回音标法等算法计算动液面深度时误差大，不能满足节能测试分析数据质量的要求；二是非便携，单套装置可测油井压力范围有限，不适用于节能测试分析作业。
[0006]在中国专利申请文献CN 102022108 A中，公开了一种次声波无压油井液面自动监测仪，打开放气电磁阀，启动电机，通过管路抽取油井套管内气体，由活塞气缸压缩后的气体通过管路注入储气室内，增压到需求压力后，瞬间开启击发电磁阀，将储气室内的压缩气体快速释放到油井套管内。在井口处环空中的气体瞬间发生压缩，产生压缩次声冲击波。该次声波脉冲沿环空向井下传播，遇到油管接箍、音标、气液界面产生反射声波脉冲。由微音器接收声脉冲转换成电信号，经自动控制装置处理后得出油井液面深度。该装置只适用于无压或低压井，即套管内气体压力低于0.3MPa或0.5MPa(该文献中没有说明适应的最高压力)的情况，不能用于高压力井，其对信号未进行滤波和增益。
[0007]基于上述原理的动液面监测仪是由电磁阀动作产生的声波是次声波，相比爆破产
生的声波更弱，不易测量，采集数据质量偏低，影响接箍波或回音标波的测量，通常只能采用音速法计算动液面，在采用接箍和回音标法等算法计算动液面深度时误差大，不能满足节能测试分析数据质量的要求；同时单套装置可测油井压力范围有限，不适用于节能测试分析多井次连续作业时，需适应各种套压井况的要求。
[0008]现有技术相对于本申请具有如下不足之处：
[0009]1.不能同时用于低压/无压和高压的测试；
[0010]2.高压测试时需要氮气瓶，采用爆破发声，有安全隐患；
[0011]3.未对信号进行滤波和增益，结果不准确。

技术实现思路

[0012]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种宽套压油井动液面无线测试装置及系统，包括无线采集控制处理装置、气体发声装置、声波接收处理装置和充供电集成电路装置；无线采集控制处理装置和气体发声装置分别与充供电集成电路装置连接；无线采集控制处理装置分别与气体发声装置和声波接收处理装置连接；无线采集控制处理装置包括单片机、无线传输模块和天线，完成动液面的无线采集控制及处理；单片机与无线传输模块连接；无线传输模块与天线连接；气体发声装置包括井口连接器、电磁阀组件、拉杆和主腔体；电磁阀组件与拉杆固定连接；主腔体与井口连接器固定连接；主腔体还与拉杆套连接；主腔体上设置放气阀和出气阀；声波接收处理装置包括微音器和第一电路板，微音器与第一电路板连接，第一电路板与单片机连接；充供电集成电路装置包括第二电路板、电源开关、电池组和充电通讯接口；电源开关和充电通讯接口安装在上盖上，电池组分别与第一电路板、第二电路板、电源开关和充电通讯接口连接。本专利技术由上位机控制电磁阀带动拉杆动作，产生声波，测试人员可远离带压区域控制测试；同时设置一个放气阀和一个出气阀，在无压或低压井测试时，采用有电池组提供动力的外接的增压装置，抽取测试装置内的套管气，通过增压装置增压后再返回测试装置内，气体瞬间压缩发声，不需要使用氮气瓶，更安全，在有压井测试时，是直接利用测试装置内的套管气，气体瞬间膨胀发声，适用于0
‑
8MPa宽套压范围的油井测试。使用上位机控制测试过程，包括电磁阀动作、单片机采集及处理和增压装置运行等，实现了连续测试。采用自有的增益、滤波和分段加密采集方法，液面波和油管接箍声波特征明显，且上位机具备自动捕捉等功能，使人工介入计算时准确度更高。
[0013]本专利技术提供了一种宽套压油井动液面无线测试装置，包括：无线采集控制处理装置、气体发声装置、声波接收处理装置和充供电集成电路装置；
[0014]无线采集控制处理装置和气体发声装置分别与充供电集成电路装置连接；无线采集控制处理装置分别与气体发声装置和声波接收处理装置连接；
[0015]无线采集控制处理装置包括单片机、无线传输模块和天线，完成动液面的无线采集控制及处理；单片机与无线传输模块连接；无线传输模块与天线连接；
[0016]气体发声装置包括井口连接器、电磁阀组件、拉杆和主腔体；电磁阀组件与拉杆固定连接；主腔体与井口连接器固定连接；拉杆可以活动，在主腔体气道闭合时，拉杆与主腔体连接，主腔体气道开放时，拉杆与主腔体脱离；
[0017]主腔体上设置放气阀和出气阀；
[0018]声波接收处理装置包括微音器和第一电路板，微音器与第一电路板连接，第一电
路板和单片机连接；
[0019]充供电集成电路装置包括第二电路板、电源开关、电池组和充电通讯接口；
[0020]电池组分别与第一电路板、第二电路板、电源开关和充电通讯接口连接。
[0021]优选地，主腔体包括平衡气腔和气道；拉杆的一端贯穿平衡气腔，并与气道连接。
[0022]优选地，平衡气腔上安装有放气阀，气道上安装有出气阀。
[0023]优选地，气体发声装置还包括拉杆套，拉杆套套设在拉杆外侧，并固定于主腔体上，在主腔体气道闭合时，拉杆通过拉杆套与主腔体连接。
[0024]优选地，还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，包括：无线采集控制处理装置、气体发声装置、声波接收处理装置和充供电集成电路装置；无线采集控制处理装置和气体发声装置分别与充供电集成电路装置连接；无线采集控制处理装置分别与气体发声装置和声波接收处理装置连接；无线采集控制处理装置包括单片机、无线传输模块和天线，完成动液面的无线采集控制及处理；单片机与无线传输模块连接；无线传输模块与天线连接；气体发声装置包括井口连接器、电磁阀组件、拉杆和主腔体；电磁阀组件与拉杆固定连接；主腔体与井口连接器固定连接；拉杆可以活动，在主腔体气道闭合时，拉杆与主腔体连接，主腔体气道开放时，拉杆与主腔体脱离；主腔体上设置放气阀和出气阀；声波接收处理装置包括微音器和第一电路板，微音器与第一电路板连接，第一电路板和单片机连接；充供电集成电路装置包括第二电路板、电源开关、电池组和充电通讯接口；电池组分别与第二电路板、第一电路板、电源开关和充电通讯接口连接。2.根据权利要求1所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，主腔体包括平衡气腔和气道；拉杆的一端贯穿平衡气腔，并与气道相接。3.根据权利要求2所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，平衡气腔上安装有放气阀，气道上安装有出气阀。4.根据权利要求1所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，气体发声装置还包括拉杆套，拉杆套套设在拉杆外侧，并固定于主腔体上，在主腔体气道闭合时，拉杆通过拉杆套与主腔体连接。5.根据权利要求1所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，还包括上盖，无线采集控制处理装置与上盖连接。6.根据权利要求5所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，无线传输模块安装在上盖上，单片机与上盖连接，电源开关和充电通讯接口安装在上盖上。7.根据权利要求6所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，第二电路板和电磁阀组件连接。8.根据权利要求7所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，单片机和电磁阀组件均与第二电路板通过导线连接；单片机、微音器均与第一电路板通过导线连接；电池组与第二电路板、第一电路板、电源开关和充电通讯接口通过导线连接。9.一种宽套压油井动液面无线测试系统，使用权利要求1
‑
7任一项所述的宽套压油井动液面无线测试装置，其特征在于，还包括上位机；宽套压油井动液面无线测试装置与上位机之间进行无线通讯；宽套压油井动液面无线测试装置接收上位机的测试指令进行动作，使宽套压油井动液面无线测试装置利用套管内气体产生声波；声波在油管接箍及液面处反射，接收反射波并将反射波转变为电信号进行处理，并将电信号传送到上位机进行分析。10.根据权利要求9所述的宽套压油井动液面无线测试系统，其特征在于，宽套压油井动液面无线测试系统对有压井执行如下测试过程：
单片机接收到上位机发送的测试指...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿弦，葛苏鞍，马建国，张胜，张建华，赵福生，孟令俊，帕尔哈提，
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：