CN103256040A - 一种植入式稠油油井出砂监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：它包括一固定支架，所述固定支架上连接一电机，所述电机的输出端连接一带轮，所述带轮通过皮带连接另一带轮，所述另一带轮连接在一植入设备的砂粒激振器顶部，所述砂粒激振器的底部连接一叶轮,所述砂粒激振器上部设置有一法兰盘，所述法兰盘密封连接在生产管道的安装口上；所述法兰盘上设置有两向下拐弯延伸的拾振器，每一所述拾振器的上部设置一振动传感器和一超声传感器；所述振动传感器和超声传感器分别通过信号线缆连接一信号采集仪，所述信号采集仪通过信号线缆连接一计算机，所述信号采集仪采集所述振动信号和声音信号发送给所述计算机，由所述计算机给出处理后的含砂量及粒径变化信息。本发明可以广泛用于油田特别是稠油油田生产过程中。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测装置，特别是提供了一种植入式的稠油油井出砂监测装置。
背景技术
在油气开采过程中，出砂问题十分普遍，大量出砂或连续出砂会造成油气层砂埋、油管砂堵、地面管汇积砂等后果，严重影响油气井正常生产。严格控制出砂会严重影响产能，保持合理的出砂生产可以大幅提高油井产量。为了采用适度出砂开采技术，以保证油气井的效益最大化，需要一种能监测油井出砂的技术和设备，目前的出砂监测装置主要包括声测法和电阻法。声测法是将超声传感器贴在管壁上，通过接收砂粒对管壁撞击产生的声信号，识别出砂量的变化，但声测法监测具有监测信号较弱、适用于稀油出砂监测等特点。电阻法的出砂监测系统是将金属探头插入流动管道，其探头被耐腐蚀的敏感金属元件所覆盖，通过感知敏感元件收到砂粒冲蚀后阻抗发生的变化来得到出砂信息，主要是存在使用寿命短、监测延迟等问题。
对于稠油油田，由于原油粘度大，导致砂粒自然冲击管壁所产生的信号比较微弱，难以监测油流含砂的变化，监测难度较大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种监测效果明显提高，且能够实时了解油井出砂状况的植入式稠油油井出砂监测装置。
为了实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：它包括一固定支架，所述固定支架上连接一电机，所述电机的输出端连接一带轮，所述带轮通过皮带连接另一带轮，所述另一带轮连接在一植入设备的砂粒激振器顶部，所述砂粒激振器的底部连接一叶轮,所述砂粒激振器上部设置有一法兰盘，所述法兰盘密封连接在生产管道的安装口上；所述法兰盘上设置有两向下拐弯延伸的拾振器，每一所述拾振器的上部设置一振动传感器和一超声传感器；所述振动传感器和超声传感器分别通过信号线缆连接一信号采集仪，所述信号采集仪通过信号线缆连接一计算机，所述信号采集仪采集所述振动信号和声音信号发送给所述计算机，由所述计算机给出处理后的含砂量及粒径变化信息。
所述信号采集仪内设置有滤波模块、放大模块和模数转换模块，并对其采集到的所述振动信号和声音信号进行滤波、放大、模数转换后发送给所述计算机。
所述计算机内设置有数据实时处理模块、存储模块和超限报警模块，所述数据实时处理模块对实时获取的振动信号和声音信号与所述存储模块中存储的历史监测数据进行对比处理，给出含砂量及粒径变化信息；所述超限报警模块用于在监测信号超出设定阈值时进行报警。
所述法兰盘上设置的两拾振器上，对称地位于所述转盘中心的两侧。
本发明专利采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于将一植入设备连接在生产管道内，且在植入设备的砂粒激振器底部设置了一螺旋桨式叶轮，在砂粒激振器顶部连接了一套电机带动的皮带传动装置，因此启动电机就可以通过传动装置带动叶轮起到搅拌作用，放大砂粒冲击传感原件的信号强度，提高出砂监测的敏感度。2、本发明由于在植入设备中设置了两细长的拾振器，并在两拾振器上分别设置了振动传感器和超声传感器，因此被叶轮击起的砂粒可以通过拾振器感受到，通过振动传感器和超声传感器经信号采集仪传输给计算机，由计算机通过振动传感器和超声传感器的信号变化与砂粒含量和粒径之间的关系，得到出砂状况的变化，监测结果相比已有技术有很大提高。3、本发明由于采用皮带传动机构带动叶轮转动，因此减少了电机振动对信号采集产生的影响，使监测结果更为准确；同时由于将拾振器对称设置在法兰盘上，因此可以通过两侧的传感器信号相互印证，使监测效果更加真实可信。本发明结构简单，成本低，操作方便，可以广泛用于油田特别是稠油油田生产中的出砂监测过程中。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图2是本发明植入设备示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明包括计算机1，连接计算机的信号线缆2，连接信号线缆2的信号采集仪3，连接信号采集仪3的信号线缆4，连接信号线缆4的植入设备5，带动植入设备5转动的一套皮带传动装置6，驱动皮带传动装置6的电动机7，固定安装电动机7的固定支架8和生产管道9。
如图2所示，本发明的植入设备5包括一砂粒激振器10，砂粒激振器10的顶部连接有皮带传动装置6的一带轮11，砂粒激振器10的底部连接用于加速砂粒的一叶轮12，砂粒激振器10上部设置有用于连接生产管道9的一法兰盘13，在法兰盘13上对称设置有一对向下拐弯延伸的拾振器14，在每一拾振器14上部分别设置一振动传感器15和一超声传感器16，两振动传感器15和两超声传感器16通过信号线缆4与信号采集仪3连接。在生产管道9上方开有一个安装口，将植入设备5插入安装口中，并通过法兰盘13、螺栓和密封垫与生产管道9密封连接。
本发明的电机7用以提供旋转动力，电机7转速的大小取决于砂粒激振器10上叶轮11搅拌流体时，如何能够使产生的信号更有利于识别。砂粒激振器10底部的叶轮12可以是螺旋桨式叶轮，叶轮12能够加速流体中的砂粒在一定冲击力下撞击两拾振器14，进而产生较强的振动信号和超声信号。
信号采集仪3可以采用已有技术，也可以自行设置，信号采集仪3内应设置有滤波模块、放大模块和模数转换模块等。当信号采集仪3采集两振动传感器15和两超声传感器16的振动信号和声信号时，可以对采集的信号进行常规的滤波、放大、模数转换等数据处理，并将处理后的数据传输给计算机1。
计算机1内设置有数据实时处理模块、存储模块和超限报警模块，存储模块对输入的数据进行存储，数据实时处理模块根据出砂监测信号的变化与含砂量及粒径的关系，以及存储模块中存储的历史监测数据进行对比处理，给出含砂量及粒径变化信息，并通过存储模块存储处理结果，通过超限报警模块给出超限报警提醒。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (5)
1.一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：它包括一固定支架，所述固定支架上连接一电机，所述电机的输出端连接一带轮，所述带轮通过皮带连接另一带轮，所述另一带轮连接在一植入设备的砂粒激振器顶部，所述砂粒激振器的底部连接一叶轮,所述砂粒激振器上部设置有一法兰盘，所述法兰盘密封连接在生产管道的安装口上；所述法兰盘上设置有两向下拐弯延伸的拾振器，每一所述拾振器的上部设置一振动传感器和一超声传感器；所述振动传感器和超声传感器分别通过信号线缆连接一信号采集仪，所述信号采集仪通过信号线缆连接一计算机，所述信号采集仪采集所述振动信号和声音信号发送给所述计算机，由所述计算机给出处理后的含砂量及粒径变化信息。
2.如权利要求1所述的一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：所述信号采集仪内设置有滤波模块、放大模块和模数转换模块，并对其采集到的所述振动信号和声音信号进行滤波、放大、模数转换后发送给所述计算机。
3.如权利要求1或2所述的一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：所述计算机内设置有数据实时处理模块、存储模块和超限报警模块，所述数据实时处理模块对实时获取的振动信号和声音信号与所述存储模块中存储的历史监测数据进行对比处理，给出含砂量及粒径变化信息；所述超限报警模块用于在监测信号超出设定阈值时进行报警。
4.如权利要求1或2所述的一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：所述法兰盘上设置的两拾振器上，对称地位于所述转盘中心的两侧。
5.如权利要求3所述的一种植入式稠油油井出砂监测装置，其特征在于：所述法兰盘上设置的两拾振器上，对称地位于所述转盘中心的两侧。
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