CN101117887A - 油井动态液位自动探测仪 - Google Patents
油井动态液位自动探测仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101117887A CN101117887A CNA2007101219957A CN200710121995A CN101117887A CN 101117887 A CN101117887 A CN 101117887A CN A2007101219957 A CNA2007101219957 A CN A2007101219957A CN 200710121995 A CN200710121995 A CN 200710121995A CN 101117887 A CN101117887 A CN 101117887A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electromagnetic valve
- sound
- sensor
- testing tube
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种油井动态液位自动探测仪,油田自动测试技术领域。由测试管(1)、传感器(2)、电磁阀(3)、容器(4)、电磁阀(5)、电子单元(6)、声速测定管(7)、盲端(8)组成;测试管(1)、电磁阀(5)和容器依次串联,便捷地触发、控制脉冲声源强度和宽度;容器(4)通过电磁阀(3)与测试管(1)相连,通过电磁阀(5)通大气或与外部低压管道相连;在测试管中间三通的传感器旁安装专用的细长盲管,用于测定实际声速;电子单元(6)控制电磁阀(3)和电磁阀(5)的启闭,并采集来自传感器(2)的信号,计算出液位深度,并将数据显示和远传。优点在于,能够自动触发声源且声源的强度、脉冲宽度可控;能够不受套管压力、温度、天然气含液量因素的影响,简洁、准确地测定声速。
Description
技术领域
本发明属于油田自动测试技术领域,特别是提供了一种油井动态液位自动探测仪。适于具有套管的油井,例如梁式抽油机采油井、螺杆泵采油井等。在套管压力高于0.1MPa的工况下,能够自动地测量井下液面深度。其输出信号可以就地用于抽油机的自动启停及转速控制,也可以远传到油田生产调度中心。
背景技术
当前测量油井液面普遍使用双频道回声探测仪。这种探测仪以火药弹的爆炸作为声源,所发出的声波从仪器与井口的接合处进入到井下的狭长套管空间,继续向下传播直到油/气分界面;声波在液面上被反射,待再次返回到井口时被传感器接收。传感器接收的回声信号经由滤波器分解成高频、低频两列声波信号,由人工或智能软件从高频声波信号中识别出接箍回声,从低频声波信号中识别出液面回声,从而计算出声速和井深。
现有的双频道回声探测仪有两个方面的缺陷,限制了它不能够用于自动测量,因此也就不能够在线地测量动态液面。其一,这种仪器所使用的火药弹的装卸、启爆必须靠人工操作;有限的火药弹装载量也不可能维持多次连续测试。其二,声波在井筒内传播时,能量被天然气及管壁吸收、衰减;管壁反射、筒内气体流动、压力起伏等因素会都会产生强噪声;在线测试中各种生产设备的运转也会加剧噪声;特别是由于接箍的反射截面很小,接箍回声的幅度是很弱的。在强噪声下对微弱接箍回声的准确自动识别是一个困难,而对接箍回声的误判和漏判会产生显著的声速误差,从而严重降低井深测量精度。总之,现有仪器在声源产生和接箍波声速测定两方面的不足,限制了其在动态液位测试中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油井动态液位自动探测仪,解决了传统测试仪所用的声源只能人工操作的问题,也解决了利用微弱接箍波测定声速误差大的问题。
本发明由测试管1、传感器2、电磁阀3、容器4、电磁阀5、电子单元6、声速测定管7、盲端8组成。
(1)测试管、电磁阀和低压容器依次串联的结构,可以便捷地触发、控制脉冲声源强度和宽度。
在图1中,测试管1是一段三通管道,下端与油井的套管相连,上端与电磁阀3相连,侧面开孔连接传感器2。传感器2用于测量测试管1内的气体压力。
容器4通过电磁阀3与测试管1相连,通过电磁阀5通大气(或与外部低压管道相连)。
电子单元6控制电磁阀3和电磁阀5的启闭,并采集来自传感器2的信号,计算出液位深度,并将数据显示和远传。
测试前,先开启电磁阀5,将容器4内的气体外泄直至压力降到低于测试管压力0.1MPa。此时,充满高压气体的测试管1、电磁阀3、容器4依次相串联的结构,是产生脉冲声源的关键,也是本仪器的第一个特征。然后,瞬间开启电磁阀3并迅速关闭,则在测试管内会形成一个负压波。电磁阀3的开通时间、容器4残留压力和容积,以及油井的套管尺寸等因素共同决定了这个负压波的宽度和强度。与常规测试中火药弹爆炸所形成的正压波类似,此负压波同样可以做为脉冲声源,同样能够向井下传播并在接箍、液面处产生回声,再由传感器接收此负压回声并经过电子单元处理和计算,即可得到声速和液位深度。
在电子单元6控制下重复进行上述过程,就可以得到一系列的动态液位数据。
(2)在测试管中部三通的传感器之外的另一个接口上,安装专用的细长盲管,用于测定实际声速,见图2。
井下液位测试算法中必然要用到实际声速数据。实际声速的测定既可以利用图1结构所测得的微弱接箍回声信号,也可以利用图2结构中单独设立的声速测定管7。声速测定管7的一端封闭成盲端8,另一端安装在测试管中部三通的传感器接口之外的另一个接口上,与测试管1相通。声速测定管7的长度应该在7-20米,以保障回声时差测定精度;内径应该在5-20毫米,以减小声波传播阻力;为了节省管子占据的空间,可以弯成盘管的形式,但是不能有尖锐的弯曲角度以减少弯曲部位对声波的反射。
在测试过程中,负压波脉冲声源除沿套管向井下传播之外,同时必然在声速测定管7中传播并在盲端8产生反射回声。分析传感器2采集的波形,找出这个回声信号的位置并确定时间差。这条管的长度精确已知,用长度的一半除以时间差就得到实际波速。
本声速测定管7的长度较井筒短得多,其回声要比接箍回声强大,容易被智能软件自动识别。所以,本仪器测得的声速数据要比常规方法测得的声速数据更可靠。这种邻近传感器安装的一根细长盲管,专门用来产生强回波,以便于自动识别并准确测算波速,是本仪器的第二个特征。
本仪器的优点是能够轻易地、自动地触发脉冲声源,并能够保证声源的幅度足够强、持续时间足够短;能够不受套管压力、温度、天然气含液量、设备运转等因素的影响,简洁、准确地测定声速。在此基础上,本仪器实现了全自动液位测试;前、后两次测试的时间间隔可以短达1分钟;通过在电子单元上设定恰当的测试时间间隔,可以得到液位的动态变化数值。
附图说明
图1为本发明的基本结构。其中,测试管1,传感器2,电磁阀3,容器4,电磁阀5,电子单元6。
图2为本发明的带有声速准确测试功能选项的结构。其中,声速测定管7,盲端8。
具体实施方式
(1)液位测量过程
在油井套管压力高于0.1MPa的工况下,液位测量过程如下。见图1,电子单元6控制电磁阀5开启,容器4的压力下降。当开启电磁阀5、容器4的压力低到测试管压力0.1MPa以后,关闭电磁阀5,为测试做好准备。然后电子单元6控制电磁阀3开启并迅速关闭,则在测试管1的腔内形成一个负压波。测试管1腔内压力由传感器2连续地采集到电子单元6内,形成波形。当负压波传播到井下并从液面上反射回来时,就能在波形上观察到明显的液面回声;同时负压波也会在相邻套管之间的接箍处产生回声,在波形上表现为微弱的接箍回声。通过软件记录下接箍回声的时差和液面回声的时差,由于相邻接箍的长度即单根套管的长度是已知的,所以可以算出声速=单根套管长度/相邻接箍回声时差/2且井深=声速*液面回声时差/2
(2)动态液位的测试
根据动态测井的要求,可以在本仪器的电子单元6上设置前后两次测试的时间间隔,则本仪器就会在测试时间到达后重复进行自动测试,获得一系列反映动态液面的井深数据。
(3)声速的独立精确测定
声速的测定除可以利用接箍回声时差之外,还可以采用本装置单独进行。在安装有声速测定管7的仪器中,负压波除向井下传播外,还会在声速测定管7内部传播,并在盲端8形成回波。因此,传感器接收的波形中,既包括明显的液面回声、微弱的接箍回声,也包括明显的声速测定管回声。声速测定管回声比接箍回声强,易于自动识别,时差测算更加准确可靠,则声速=声速测定管的长度/声速测定管的回声时差/2也更准确可靠,保障了井深测量的精度。
Claims (3)
1.一种油井动态液位自动探测仪,其特征在于,由测试管(1)、传感器(2)、电磁阀(3)、容器(4)、电磁阀(5)、电子单元(6)、声速测定管(7)、盲端(8)组成;测试管(1)、电磁阀(5)和容器依次串联,便捷地触发、控制脉冲声源强度和宽度;容器(4)通过电磁阀(3)与测试管(1)相连,通过电磁阀(5)通大气或与外部低压管道相连;在测试管三通的传感器接口之外的另一个接口上安装声速测定管(7),用于测定实际声速;电子单元(6)控制电磁阀(3)和电磁阀(5)的启闭,并采集来自传感器(2)的信号,计算出液位深度,并将数据显示和远传。
2.按照权利要求1所述的探测仪,其特征在于,测试管(1)是一段三通管道,下端与油井的套管相连,上端与电磁阀(3)相连,侧面开孔连接传感器(2),传感器(2)用于测量测试管(1)内的气体压力。
3.按照权利要求1所述的探测仪,其特征在于,单独设立的声速测定管(7),声速测定管(7)的一端封闭成盲端(8),另一端在传感器(2)接入到测试管(1)的三通接口上;声速测定管(7)的长度为7-20米,以保障回声时差测定精度,内径为5-20毫米,以减小声波传播阻力;为了节省管子占据的空间,可以弯成盘管的形式,但是不能有尖锐的弯曲角度以减少弯曲部位对声波的反射。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2007101219957A CN101117887B (zh) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | 油井动态液位自动探测仪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2007101219957A CN101117887B (zh) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | 油井动态液位自动探测仪 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101117887A true CN101117887A (zh) | 2008-02-06 |
CN101117887B CN101117887B (zh) | 2010-06-09 |
Family
ID=39054134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007101219957A Expired - Fee Related CN101117887B (zh) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | 油井动态液位自动探测仪 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101117887B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102175301A (zh) * | 2011-03-08 | 2011-09-07 | 中国矿业大学(北京) | 精确测量不同应力条件下波的传播速度的装置及方法 |
CN103061750A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-24 | 东北大学 | 一种有杆泵抽油井井下动态液位在线测量方法 |
CN104713631A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 一种油井内平均声速的检测方法 |
CN106837305A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-06-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 确定抽油井井下液面深度的方法和装置 |
CN107060734A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-18 | 哈尔滨理工大学 | 潜油往复抽油机液面信息在线采集装置及方法 |
CN108487901A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-09-04 | 大庆市亿动科技有限公司 | 基于音速传感器的油井多功能自动液面监测仪 |
CN110617056A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-27 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 一种用于高压油气井液面测试的击发方法及装置 |
CN110687388A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-14 | 保定天威新域科技发展有限公司 | 一种换流变压器内部缺陷探测电路 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2172463Y (zh) * | 1993-10-30 | 1994-07-20 | 哈尔滨师范大学 | 声液位探测仪传感装置 |
RU2232267C2 (ru) * | 2002-10-07 | 2004-07-10 | Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "Сибнефтеавтоматика" | Способ измерения уровня жидкости в скважине и устройство для его осуществления |
CN2685843Y (zh) * | 2004-03-20 | 2005-03-16 | 盘锦辽河油田裕隆实业有限公司 | 一种井下液位探测仪 |
CN2900783Y (zh) * | 2006-05-26 | 2007-05-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油井液位测量仪 |
-
2007
- 2007-09-19 CN CN2007101219957A patent/CN101117887B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102175301B (zh) * | 2011-03-08 | 2013-01-02 | 中国矿业大学(北京) | 精确测量不同应力条件下波的传播速度的装置及方法 |
CN102175301A (zh) * | 2011-03-08 | 2011-09-07 | 中国矿业大学(北京) | 精确测量不同应力条件下波的传播速度的装置及方法 |
CN103061750A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-24 | 东北大学 | 一种有杆泵抽油井井下动态液位在线测量方法 |
CN103061750B (zh) * | 2013-01-25 | 2015-07-15 | 东北大学 | 一种有杆泵抽油井井下动态液位在线测量方法 |
CN104713631A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 一种油井内平均声速的检测方法 |
CN104713631B (zh) * | 2013-12-16 | 2018-01-05 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 一种油井内平均声速的检测方法 |
CN106837305B (zh) * | 2016-12-28 | 2020-06-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 确定抽油井井下液面深度的方法和装置 |
CN106837305A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-06-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 确定抽油井井下液面深度的方法和装置 |
CN107060734A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-18 | 哈尔滨理工大学 | 潜油往复抽油机液面信息在线采集装置及方法 |
CN107060734B (zh) * | 2017-06-12 | 2023-08-01 | 哈尔滨理工大学 | 潜油往复抽油机液面信息在线采集装置及方法 |
CN108487901A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-09-04 | 大庆市亿动科技有限公司 | 基于音速传感器的油井多功能自动液面监测仪 |
CN110617056A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-27 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 一种用于高压油气井液面测试的击发方法及装置 |
CN110617056B (zh) * | 2019-11-07 | 2024-03-26 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 一种用于高压油气井液面测试的击发方法及装置 |
CN110687388A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-14 | 保定天威新域科技发展有限公司 | 一种换流变压器内部缺陷探测电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101117887B (zh) | 2010-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101117887B (zh) | 油井动态液位自动探测仪 | |
US12013303B2 (en) | Apparatus and method for non-intrusive pressure measurement and early identification of solids formation using selected guided ultrasonic wave modes | |
US7614302B2 (en) | Acoustic fluid analysis method | |
CA2681623C (en) | Determination of downhole pressure while pumping | |
NO331325B1 (no) | Fremgangsmate og apparat for ultrasonisk avbildning av en fôret bronn | |
CN106594529B (zh) | 基于短时能量和线性拟合的泄漏信号传播速度测量方法 | |
WO2000052442A1 (en) | Method and apparatus for detecting and quantifying seal leaks in installed emergency shut down or other valves, during production and during shutdown | |
NO320754B1 (no) | Oppblasing-verifiseringssystem for bruk i et bronnhull, samt fremgangsmate for verifisering av oppblasing av et oppblasbart bronnverktoy. | |
CN110645483A (zh) | 一种基于频谱分析的城市埋地管道早期泄漏诊断方法 | |
US6615657B2 (en) | Built-in test procedure for non-intrusive ultrasonic level sensing | |
CN203201548U (zh) | 用于识别沿着井的长度移动的活塞的位置的系统 | |
CN204552741U (zh) | 油井液面测试装置 | |
CN104568375B (zh) | 一种段塞流参数非介入测量装置及方法 | |
CN206281534U (zh) | 一种斜角反射超声波流量计 | |
WO2020034004A1 (en) | Leak detection and location system | |
GB2494170A (en) | Acoustic pipeline inspection | |
CN109780449A (zh) | 一种检测天然气管线冰堵位置的装置与方法 | |
MXPA02005323A (es) | Metodo de deteccion de fugas. | |
CN108362431A (zh) | 基于相邻纵波间时延间隔的非介入式压力检测方法和测量系统 | |
US5754495A (en) | Method for acoustic determination of the length of a fluid conduit | |
CN108627437B (zh) | 实验用储层条件下气体微流量测定装置及方法 | |
AU603644B2 (en) | Testing of pipelines | |
CN110440993A (zh) | 一种页岩气试气流程防刺蚀在线预警系统 | |
RU2792427C1 (ru) | Система диагностики процессов гидроразрыва пласта и способ её работы | |
CN111608650B (zh) | 一种利用次声波检测油井油管、套管缺陷的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100609 Termination date: 20120919 |