CN102900426B - 遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及试油井下管柱工作参数测量技术领域，是一种遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置；其包括位于井口下方且能够连接靠近井口处的上下两段油管的测试短节、能够固定在井口上方设备上的数据发送装置，以及安装在安全距离以外监控室内的数据接收分析装置；测试短节的内部有测试节内腔，测试短节上安装有传感检测装置。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过本体、套筒、内压传感器、外压传感器、轴向应变片、温度传感器、电路板、数据信号发射装置和数据接收分析装置的配合使用，实现井下管柱工作参数实时监测的目的，具有安全可靠和适用范围广的特点，方便了操作，提高了工作效率。

Description

遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置

技术领域

本发明涉及试油井下管柱工作参数测量技术领域，是一种遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置。

背景技术

为了保证井下管柱在试油过程中安全高效地工作，需实时、准确了解管柱的轴向力、内外压力及温度等工作参数。目前获取试油井下管柱工作参数的方法有理论估算法及现场测试法。理论估算法是通过相关管柱理论计算获得试油井下管柱工作参数的，因地层的不确定性及管柱在井下受力与变形的复杂性，试油井下管柱力学理论计算的准确性缺乏现场试验验证。现场测试法多采用存储式测量装置；将带有存储功能的测量装置与管柱一同下井，测试并存储试油井下管柱的工作参数；待试油结束，该装置与管柱出井后，方可回放存储的测量数据。此方法不能实时读取井下管柱工作参数，无法实时监测井下管柱的工作状态，具有一定的局限性。

发明内容

本发明提供了一种遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有装置无法实时监测井下管柱工作参数的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，包括位于井口下方且能够连接靠近井口处的上下两段油管的测试短节、能够固定在井口上方设备上的数据发送装置，以及安装在安全距离以外监控室内的数据接收分析装置；测试短节的内部有测试节内腔，测试短节上安装有传感检测装置，传感检测装置的信号输出端子通过数据线缆与数据发送装置的输入端子电连接在一起，数据发送装置上有无线信号发射天线，数据接收分析装置上有能够接收无线信号发射天线发出的数据信号的无线信号接收天线。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述测试短节可包括本体和外套筒；测试节内腔位于本体的内部，在本体的上部外侧固定有上凸台，在本体的下部外侧固定有下凸台，外套筒的上端固定安装在上凸台的下部外侧，外套筒的下端套装在下凸台的上部外侧，外套筒和本体的中部形成环形安装腔，传感检测装置固定安装在环形安装腔内，在本体内有至少一个出线孔，出线孔内部安装有数据线缆，数据线缆的一端与传感检测装置的信号输出端子电连接在一起，数据线缆的另一端与数据发送装置的输入端子电连接在一起。

上述传感检测装置可包括电路板、轴向应变片、温度传感器、内压传感器和外压传感器，在电路板上可有控制采集与信号放大变送模块、输入端子、输出端子和电源端子；轴向应变片和温度传感器分别固定安装在环形安装腔的下部内壁上，电路板固定安装在应变片和温度传感器的外侧，在环形安装腔的底端面上分别有内压传感器安装槽和外压传感器安装槽，在内压传感器安装槽内固定安装有内压传感器，在外压传感器安装槽内固定安装有外压传感器，在本体的下部体内有连通内压传感器安装槽底部与测试节内腔的内压传压孔，在本体的下部体内有连通外压传感器安装槽底部与本体外部的外压传压孔，轴向应变片、温度传感器、内压传感器和外压传感器的接线端子分别与电路板的输入端子电连接在一起，电路板的输出端子及电源端子分别通过数据线缆及电源线缆与数据发送装置电连接在一起，数据线缆及电源线缆安装在出线孔内部。

上述数据发送装置可包括数据发射器、电源、电源开关和工作指示灯；无线信号发射天线、电源、电源开关和工作指示灯固定安装在数据发射器上，在数据发射器内部固定有信号中继模块，电源通过电源开关和电源线缆与电路板的电源端子电连接在一起；数据接收分析装置包括数据接受器和计算机，无线信号接受天线固定安装在数据接受器上，数据接受器的输出端子和计算机的输入端子通过线缆电连接在一起。

上述在靠近内压传感器上方的环形安装腔内壁上可固定安装有缓冲块。

上述在本体的上部可有内螺纹或外螺纹；在本体的下部可有内螺纹或外螺纹。

上述外套筒和本体可通过螺纹固定安装在一起；在内压传感器安装槽的内壁上可有螺纹，内压传感器通过螺纹固定安装在内压传感器安装槽内；在外压传感器安装槽的内壁上可有螺纹，外压传感器通过螺纹固定安装在外压传感器安装槽内。

上述在外套筒的上端和本体之间可固定安装有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本体之间可固定安装有至少一道密封圈，在本体的下部外侧可有环形密封安装槽。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过本体、套筒、内压传感器、外压传感器、轴向应变片、温度传感器、电路板、数据信号发射装置和数据接收分析装置的配合使用，实现井下管柱工作参数实时监测的目的，具有安全可靠和适用范围广的特点，方便了操作，提高了工作效率。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图1的A-A向剖视结构示意图。

附图3为附图2的B-B向剖视结构示意图。

附图4为数据发送装置的主视结构示意图。

附图5为数据接收分析装置的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为无线信号发射天线，2为无线信号接收天线，3为本体，4为外套筒，5为上凸台，6为下凸台，7为环形安装腔，8为出线孔，9为电路板，10为轴向应变片，11为温度传感器，12为内压传感器，13为外压传感器，14为内压传压孔，15为外压传压孔，16为数据发射器，17为电源，18为电源开关，19为工作指示灯，20为数据接受器，21为计算机，22为缓冲块，23为环形密封安装槽。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、4、5所示，该遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置包括位于井口下方且能够连接靠近井口处的上下两段油管的测试短节、能够固定在井口上方设备上的数据发送装置，以及安装在安全距离以外监控室内的数据接收分析装置；测试短节的内部有测试节内腔，测试短节上安装有传感检测装置，传感检测装置的信号输出端子通过数据线缆与数据发送装置的输入端子电连接在一起，数据发送装置上有无线信号发射天线1，数据接收分析装置上有能够接收无线信号发射天线1发出的数据信号的无线信号接收天线2。将测试短节直接连接在靠近井口的管柱上，测试短节上的传感检测装置进行实时监控，得到的检测数据由数据发送装置通过无线数据信号发送至监控室，由监控室内的数据接收分析装置收取并进行分析处理。

可根据实际需要，对上述遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，测试短节包括本体3和外套筒4；测试节内腔位于本体3的内部，在本体3的上部外侧固定有上凸台5，在本体3的下部外侧固定有下凸台6，外套筒4的上端固定安装在上凸台5的下部外侧，外套筒4的下端套装在下凸台6的上部外侧，外套筒4和本体3的中部形成环形安装腔7，传感检测装置固定安装在环形安装腔7内，在本体3内有至少一个出线孔8，出线孔8内部安装有数据线缆，数据线缆的一端与传感检测装置的信号输出端子电连接在一起，数据线缆的另一端与数据发送装置的输入端子电连接在一起。

如附图1、2、3所示，传感检测装置包括电路板9、轴向应变片10、温度传感器11、内压传感器12和外压传感器13，在电路板9上有控制采集与信号放大变送模块、输入端子、输出端子和电源端子；轴向应变片10和温度传感器11分别固定安装在环形安装腔7的下部内壁上，电路板9固定安装在应变片10和温度传感器11的外侧，在环形安装腔7的底端面上分别有内压传感器安装槽和外压传感器安装槽，在内压传感器安装槽内固定安装有内压传感器12，在外压传感器安装槽内固定安装有外压传感器13，在本体3的下部体内有连通内压传感器安装槽底部与测试节内腔的内压传压孔14，在本体3的下部体内有连通外压传感器安装槽底部与本体3外部的外压传压孔15，轴向应变片10、温度传感器11、内压传感器12和外压传感器13的接线端子分别与电路板9的输入端子电连接在一起，电路板9的输出端子及电源端子分别通过数据线缆及电源线缆与数据发送装置电连接在一起，数据线缆及电源线缆安装在出线孔8内部。控制采集与信号放大变送模块为现有公知公用的信号采集放大装置。

如附图4、5所示，数据发送装置包括数据发射器16、电源17、电源开关18和工作指示灯19；无线信号发射天线1、电源17、电源开关18和工作指示灯19固定安装在数据发射器16上，在数据发射器16内部固定有信号中继模块，电源17通过电源开关18和电源线缆与电路板9的电源端子电连接在一起；数据接收分析装置包括数据接受器20和计算机21，无线信号接受天线2固定安装在数据接受器20上，数据接受器20的输出端子和计算机21的输入端子通过线缆电连接在一起。信号中继模块为现有公知公用的信号中继放大装置。

如附图1所示，在靠近内压传感器12上方的环形安装腔7内壁上固定安装有缓冲块22。

如附图1所示，在本体3的上部有内螺纹或外螺纹；在本体3的下部有内螺纹或外螺纹。这样，便于本体3与上方油管及下方油管的安装和拆卸。

如附图1所示，外套筒4和本体3通过螺纹固定安装在一起；在内压传感器安装槽的内壁上有螺纹，内压传感器12通过螺纹固定安装在内压传感器安装槽内；在外压传感器安装槽的内壁上有螺纹，外压传感器13通过螺纹固定安装在外压传感器安装槽内。外套筒4和本体3使用螺纹连接便于外套筒4和本体3之间的安装和拆卸，内压传感器12通过螺纹安装在内压传感器安装槽内便于内压传感器12的安装和拆卸，外压传感器13通过螺纹安装在外压传感器安装槽内便于外压传感器13的安装和拆卸。

如附图1、3所示，在外套筒4的上端和本体3之间固定安装有至少一道密封圈，在外套筒4的下端和本体3之间固定安装有至少一道密封圈，在本体3的下部外侧有环形密封安装槽23。外套筒4和本体3之间的密封圈便于外套筒4和本体3之间保持密封。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：安装使用时，数据发送装置通过磁铁固定在井口上方设备上，如试油用的控制头或采油树上方的油管壁外侧，数据接收分析装置安装在距井口安全距离以外的监控室内，两者通过无线传输数据信号，数据接受器20将所测数据传输至带有相应数据处理、监测软件的计算机21中，即可在监控室对计算机21进行操作，对数据进行处理和实时监测，完成数据显示、数据存储、安全预警及图表打印等工作。

Claims (8)

1.一种遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于包括位于井口下方且能够连接靠近井口处的上下两段油管的测试短节、能够固定在井口上方设备上的数据发送装置，以及安装在安全距离以外监控室内的数据接收分析装置；测试短节的内部有测试节内腔，测试短节上安装有传感检测装置，传感检测装置的信号输出端子通过数据线缆与数据发送装置的输入端子电连接在一起，数据发送装置上有无线信号发射天线，数据接收分析装置上有能够接收无线信号发射天线发出的数据信号的无线信号接收天线；其中：测试短节包括本体和外套筒；测试节内腔位于本体的内部，在本体的上部外侧固定有上凸台，在本体的下部外侧固定有下凸台，外套筒的上端固定安装在上凸台的下部外侧，外套筒的下端套装在下凸台的上部外侧，外套筒和本体的中部形成环形安装腔，传感检测装置固定安装在环形安装腔内，在本体内有至少一个出线孔，出线孔内部安装有数据线缆，数据线缆的一端与传感检测装置的信号输出端子电连接在一起，数据线缆的另一端与数据发送装置的输入端子电连接在一起；传感检测装置包括电路板、轴向应变片、温度传感器、内压传感器和外压传感器，在电路板上有控制采集与信号放大变送模块、输入端子、输出端子和电源端子；轴向应变片和温度传感器分别固定安装在环形安装腔的下部内壁上，电路板固定安装在应变片和温度传感器的外侧，在环形安装腔的底端面上分别有内压传感器安装槽和外压传感器安装槽，在内压传感器安装槽内固定安装有内压传感器，在外压传感器安装槽内固定安装有外压传感器，在本体的下部体内有连通内压传感器安装槽底部与测试节内腔的内压传压孔，在本体的下部体内有连通外压传感器安装槽底部与本体外部的外压传压孔，轴向应变片、温度传感器、内压传感器和外压传感器的接线端子分别与电路板的输入端子电连接在一起，电路板的输出端子及电源端子分别通过数据线缆及电源线缆与数据发送装置电连接在一起，数据线缆及电源线缆安装在出线孔内部；数据发送装置包括数据发射器、电源、电源开关和工作指示灯；无线信号发射天线、电源、电源开关和工作指示灯固定安装在数据发射器上，在数据发射器内部固定有信号中继模块，电源通过电源开关和电源线缆与电路板的电源端子电连接在一起；数据接收分析装置包括数据接受器和计算机，无线信号接受天线固定安装在数据接受器上，数据接受器的输出端子和计算机的输入端子通过线缆电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于靠近内压传感器上方的环形安装腔内壁上固定安装有缓冲块。

3.根据权利要求1或2所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于本体的上部有内螺纹或外螺纹；在本体的下部有内螺纹或外螺纹。

4.根据权利要求1或2所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于外套筒和本体通过螺纹固定安装在一起；在内压传感器安装槽的内壁上有螺纹，内压传感器通过螺纹固定安装在内压传感器安装槽内；在外压传感器安装槽的内壁上有螺纹，外压传感器通过螺纹固定安装在外压传感器安装槽内。

5.根据权利要求3所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于外套筒和本体通过螺纹固定安装在一起；在内压传感器安装槽的内壁上有螺纹，内压传感器通过螺纹固定安装在内压传感器安装槽内；在外压传感器安装槽的内壁上有螺纹，外压传感器通过螺纹固定安装在外压传感器安装槽内。

6.根据权利要求1或2或5所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于外套筒的上端和本体之间固定安装有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本体之间固定安装有至少一道密封圈，在本体的下部外侧有环形密封安装槽。

7.根据权利要求3所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于外套筒的上端和本体之间固定安装有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本体之间固定安装有至少一道密封圈，在本体的下部外侧有环形密封安装槽。

8.根据权利要求4所述的遥测式试油井下管柱工作参数实时监测装置，其特征在于外套筒的上端和本体之间固定安装有至少一道密封圈，在外套筒的下端和本体之间固定安装有至少一道密封圈，在本体的下部外侧有环形密封安装槽。