自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,包括自动测试装置和加压装置,测试前通过自动测试装置内部的压力变送器测试套管压力,在套管压力高于0.1MPa的情况下通过自动测试装置内的电路板控制与套管连通的有压激发机构激发,释放部分套管气体形成次声波,根据声波反射的原理进行液面深度测试。在套管压力低于0.1MPa的情况下通过自动测试装置内的电路板控制装置外配备的加压装置进行5~10秒钟气体压缩后关闭加压装置,然后控制无压激发机构激发,将压缩的气体瞬间释放到套管内部形成次声波,根据声波反射的原理进行液面深度测试。本设备适用于长期连续监测及油气田数字化建设中液面参数获取配套设备。
【专利说明】自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型提供了一种自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,属于油气田开采【技术领域】。
[0003]技术背景:
[0004]液面深度测试是油气田常规开采中一项必不可少的工作,很多重点井、间抽井及新修井需要长时间连续监测液面深度变化情况。油气田数字化建设中液面深度这项关键参数的获取方式比较单一,目前市场上采用的办法是根据是否有套管压力来决定次声波产生的方式,对于有套管压力的井采用瞬间释放套管内部气体形成次声波进行液面深度测试,对于没有套管压力的井需要更换配有外置气体声源的测试仪器,通过外部加压形成气体声源瞬间释放到套管内部进行液面深度测试,然而有些油气井在生产过程中套管压力时有时无,这样的话随着套压变化进行设备更换十分麻烦。同时由于液面的连续监测设备需要长期放置在野外使用现场,有些使用环境的温度能达到零下40摄氏度,这种情况下常规设备的微音器由于没有加热装置,经常在其表面形成由冷凝水结成的薄冰,导致灵敏度下降,设备失灵。
[0005]
【发明内容】
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[0006]本实用新型提供一种自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,能够连续监测套压在(T5MPa有杆泵井液面深度的装置。
[0007]本实用新型公开的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其具体解决方案如下:
[0008]包括安装在有杆泵井套管口的自动测试装置和用于没有套管压力测试时形成高压气体的外部加压装置,所述的自动测试装置包括有压激发机构、无压激发机构、压力变送器、电路板、连接底座、壳体、微声音换能器组件、顶盖,有压激发机构进气端通过连接件与底座连通,出气端通过连接件与顶盖连接,无压激发机构进气端通过连接件与外置加压装置的输出接口连接,出气端通过连接件与底座连通,压力变送器通过螺纹连接方式固定在不与套管连通侧的底座上,微音器组件固定在与套管连通侧的底座上。
[0009]所述的无压激发机构包括先导式电磁阀、单向阀、连接件和加热片,单向阀的进气端与先导式电磁阀的出气端连接,单向阀的出气端作为无压激发结构的出气端,先导式电磁阀的进气端作为无压激发机构的进气端,加热片通过导热硅胶粘贴在电磁阀的侧面。
[0010]所述的有压激发机构包括先导式电磁阀、加热片及连接件,加热片通过导热硅胶粘贴在电磁阀侧面,电磁阀的进气端通过连接件与连接底座连接,且与套管相连通,电磁阀的出气端通过连接件元顶盖连通,且与大气相通。
[0011]所述的微音器组件包括微音器、保护壳体及加热装置,其中加热装置通过导热硅胶粘贴在保护壳体外侧。
[0012]所述的外部加压装置包括箱体、空压机、继电器、输入接口、输出接口、供电接口、通讯接口、备用电源及接线端子,其中空压机固定在箱体底部。
[0013]所述的电路板包括阻抗变换电路、滤波电路、放大电路、A/D采集电路、存储电路、缓存电路、实时时钟电路、增益控制电路、控制激发电路、控制加热电路、控制加压电路、RS232通讯接口电路、RS485通讯接口电路。
[0014]所述的自动测试装置内部可安装GPRS模块实现数据的远程传输。
[0015]所述的自动测试装置内部的加热片可通过电路板的加热控制电路控制加热。
[0016]本实用新型的积极效果在于: [0017]采用一套设备即可实现对有套压井(0.1飞MPa)和无套压井((H).1MPa)进行液面深度连续监测,不需因井口套压变化更改测试设备;能够连续监测套压在(T5MPa有杆泵井液面深度的装置,其特点是能根据套管压力自动选择声波产生方式,微音器及激发机构上均配有加热装置,保证设备工作温度在-40-120摄氏度范围内正常使用,同时配备变频接口,可与变频器形成闭环,根据液面深度变化随时调整变频频率,从而提高抽采效率。激发机构及微音器组件上配备加热模块,工作温度范围加宽至-45~120摄氏度。设备配备带隔离的标准输出电气接口,有助于形成闭环系统,提高抽采效率。最小测试间隔能做到60秒。无压井测试时声波产生方式通过压缩气体,节省费用。
[0018]【专利附图】
【附图说明】:
[0019]图1为实用新型自动测试装置结构示意图;
[0020]图2为实用新型外部加压装置结构示意图;
[0021]图中:1-1.连接底座;1-2.压力变送器;1-3.单向阀;1-4.无压加热片;1_5.无压电磁阀;1-6.壳体;1-7.加压连接口 ;1-8.开关指示灯;1-9.放气口 ;1-10.顶盖;1_11.有压加热片;1-12.有压电磁阀;1-13.电路板;1-14.微音器组件;2-1.输入接口 '2-2.输出接口 ;2-3.供电接口 ;2-4.通信接口 ;2-5.箱体;2-6.备用电源;2_7.空压机;2_8.继电器;2-9.接线端子。
[0022]【具体实施方式】:
[0023]如图1及图2所示,自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置包括自动测试装置及外部加压装置,所述的自动测试装置包括连接底座1-1、压力变送器1-2、有压激发机构、无压激发机构、电路板1-13、壳体1-6、微音器组件1-14、顶盖1-10、放气口 1_9、加压连接口 1-7、开关指示灯1-8,所述的微音器组件1-14固定在连接底座1-1与套管相通一侦牝通过导线与电路板1-13连接,有压激发机构的一端通过连接件固定在连接底座1-1与套管不通一侧,另外一端通过连接件与放气孔1-9连接,无压激发机构一端通过连接件固定在连接底座1-1与套管不通一侧,另外一端通过连接件与加压接口 1-7连接,开关指示灯1-8固定在顶盖上,通过导线与电路板1-13连接。
[0024]其中,有压激发机构由有压电磁阀1-12及有压加热片1-11组成,其中有压加热片ι-ll通过导热硅胶粘贴在有压电磁阀1-12的侧面,有压电磁阀1-12及有压加热片1-11通过导线与电路板1-13连接。
[0025]无压激发机构由无压电磁阀1-5、单向阀1-3及无压加热片1-4组成,无压加热片1-4通过导热硅胶粘贴在无压电磁阀1-5的侧面,无压电磁阀1-5的进气端通过连接件与加压连接口 1-7连接,无压单向阀1-5的出气端通过连接件与单向阀1-3的进气端连接,单向阀1-3的出气端通过连接件与连接底座1-1与套管不相同的一侧连接,且与套管连通,无压电磁阀1-5及无压加热片1-4通过导线与电路板1-13连接。
[0026]压力变送器1-2固定在连接底座1-1与套管不通的一侧,且与套管相通。[0027]壳体1-6将电路板1-13、有压激发机构、无压激发机构、压力变送器1-2保护在装置内部,起到保护及防水作用。
[0028]加压装置包括输入接口 2-1、输出接口 2-2、供电接口 2-3、通信接口 2-4、箱体2-5、备用电源2-6、空压机2-7、继电器2-8、接线端子2-9,空压机2_7的出气管路通过丝扣与输出接口 2-2连接,空压机2-7电源线正极继电器2-8开关点导线连接,空压机2-7电源线负极通过导线接到接线端子2-9上,继电器2-8供电及输入端通过导线与接线端子2-9进行连接,继电器2-8控制端通过导线与输入接口 2-1连接,外部供电导线通过供电接口 2-3连接,通信接口 2-4输出控制信号可与有杆泵井的控制柜内部的变频器连接。
[0029]备用电源2-6、空压机2-7、接线端子2-9固定在箱体2_5底部。
[0030]本实用新型可长期安装在油气井现场,通过现场DC12供电可实现最短60秒测试间隔的连续液面监测功能,同时避免了因套管压力变化造成无法测试及因使用环境温度过低造成设备结冰无法使用的弊端,小型化防水设计有效的提高了设备的稳定性及可靠性,同时为液面连续监测的需求提供了完善的解决方案。
[0031]其工作过程为:
[0032]测试前压将自动测试装置通过连接底座1-1与有杆泵井套管口连接,将外部加压装置的输出接口 2-2通过尼龙软管与自动测试装置的加压连接口 1-7连接,测试时间到的时候压力变送器1-2首先检测套管压力,当套管压力高于0.1MPa时,电路板1-13的激发控制电路控制有压激发机构激发,瞬间释放一部分套管气体,形成膨胀次声波沿有杆泵井的油套环形空间向下传,遇到井口、节箍、回音标及液面形成反射波,反射波被微音器组件1-14接收后转换成弱电信号,此信号通过电路板1-13的阻抗变换电路进行阻抗变换,然后依次通过信号放大电路、信号滤波电路、A/D采集电路,最后进行存储及自动计算液面深度。当套管压力套压低于0.1MPa时,电路板1-13的加压控制电路控制外部加压装置内部的空压机2-7启动5?10后关闭,然后电路板1-13的激发控制电路控制无压激发机构激发,将外部加压装置压缩的气体瞬间释放进入到有杆泵井的油套环形空间内部,形成的压缩声波延有杆泵井的油套环形空间向下传,遇到井口、节箍、回音标及液面形成反射波,反射波被微音器组件1-14接收后转换成弱电信号,此信号通过电路板1-13的阻抗变换电路进行阻抗变换,然后依次通过信号放大电路、信号滤波电路、A/D采集电路,最后进行存储及自动计算液面深度。
【权利要求】
1.一种自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于: 包括安装在有杆泵井套管口的自动测试装置和用于没有套管压力测试时形成高压气体的外部加压装置,所述的自动测试装置包括有压激发机构、无压激发机构、压力变送器、电路板、连接底座、壳体、微声音换能器组件、顶盖,有压激发机构进气端通过连接件与底座连通,出气端通过连接件与顶盖连接,无压激发机构进气端通过连接件与外置加压装置的输出接口连接,出气端通过连接件与底座连通,压力变送器通过螺纹连接方式固定在不与套管连通侧的底座上,微音器组件固定在与套管连通侧的底座上。
2.根据权利要求1所述的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于: 无压激发机构包括先导式电磁阀、单向阀、连接件和加热片,单向阀的进气端与先导式电磁阀的出气端连接,单向阀的出气端作为无压激发结构的出气端,先导式电磁阀的进气端作为无压激发机构的进气端,加热片通过导热硅胶粘贴在电磁阀的侧面。
3.根据权利要求1所述的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于: 有压激发机构包括先导式电磁阀、加热片及连接件,加热片通过导热硅胶粘贴在电磁阀侧面,电磁阀的进气端通过连接件与连接底座连接,且与套管相连通,电磁阀的出气端通过连接件元顶盖连通,且与大气相通。
4.根据权利要求1所述的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于: 所述的微音器组件包括微音器、保护壳体及加热装置,其中加热装置通过导热硅胶粘贴在保护壳体外侧。
5.根据权利要求1所述的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于: 所述的外部加压装置包括箱体、空压机、继电器、输入接口、输出接口、供电接口、通讯接口、备用电源及接线端子,其中空压机固定在箱体底部。
6.根据权利要求1所述的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于:所述的电路板包括阻抗变换电路、滤波电路、放大电路、A/D采集电路、存储电路、缓存电路、实时时钟电路、增益控制电路、控制激发电路、控制加热电路、控制加压电路、RS232通讯接口电路、RS485通讯接口电路。
7.根据权利要求1所述的自动转换测试方式的有杆泵井远程液面监控装置,其特征在于: 所述的自动测试装置内部可安装GPRS模块实现数据的远程传输。
【文档编号】E21B47/04GK203515557SQ201320402114
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】董立国, 董文志 申请人:松原市金奥祥石油技术有限公司