CN107366532A - 油气管道出砂量监测实验装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种油气管道出砂量监测实验装置，包括信号感受单元、信号采集单元和信号处理单元，所述信号感受单元包括可利用声信号汇聚原理聚集管道发出的声信号的声信号感受组件，压力测量组件，流速测量组件，以及温度测量组件；所述信号采集单元用于采集所述信号感受单元测量的声信号、压力信号、流速信号和温度信号；所述信号处理单元对所述声信号、压力信号、流速信号和温度信号进行分析，以判断所述油气管道内的出砂量，本发明的油气管道出砂量监测实验装置具有较高的出砂量监测精度。本发明进一步提出一种油气管道出砂量监测方法，利用前述的油气管道出砂量监测实验装置，具有较高的出砂量监测精度。

Description

油气管道出砂量监测实验装置及监测方法

技术领域

本发明属于油气井开发工程技术领域，尤其涉及一种油气管道出砂量监测实验装置及监测方法。

背景技术

油田开采过程中不可避免出现油气管道出砂的问题，砂砾滤除不彻底会造成过度出砂，未经过滤除的砂砾会冲蚀管道，特别是弯头部分，甚至造成管道阻塞，影响油气安全生产；过度防砂则会影响油气的产量，增加原油的开采成本。为了将出砂量控制在合理范围，在油田开采过程中需要实时监测油气管道的出砂量，及时调整油气生产参数，指导油井的生产，提高油井产能。

目前，油气管道中出砂量的监测方法包括植入式出砂监测方法和非植入式出砂监测方法，其中，植入式出砂监测方法需要将出砂监测探头植入管道内部，根据探头电阻的变化监测油气管道内的出砂量，因此，植入式出砂监测方法需要改变原有管路中原油流动状态，现场安装困难，而且因电阻变化的延迟特点导致出砂量监测延迟；非植入式出砂监测方法即声波监测法，是指将信号接收敏感元件以贴合的方式直接安装到管壁外侧，接收砂砾冲击管壁产生的高频信号，进一步处理得到实时出砂量信息，但是该种方法会因流体本身以及施工现场的外界噪声而导致出砂监测精度的降低。

中国专利CN105672982A公开一种非植入式稠油油井出砂量监测系统，包括出砂信号感受、采集、处理校准装置，所述出砂信号感受装置为非植入式安装的一次仪表和超声流量测量装置，所述出砂信号采集装置为信号采集和放大转换装置，所述出砂信号处理校准装置为基于PC端的信号处理模块；本发明还包括一种上述系统的出砂量监测方法，包括采用两个相同一次仪表安装在相邻的下弯管管路外壁，采用冲击信号提取、特征出砂频段滤波、互相关流速计算与超声流速测量对比等方法对含砂原油信号中的油流信号降噪、出砂信号提取。但是，本发明非植入式稠油油井出砂量监测系统的出砂信号感受装置直接贴合安装于油气管道的外壁上，不可避免地引入经管道传播的环境噪声，进而降低了本发明非植入式稠油油井出砂量监测系统监测出砂量的精度。

因此，设计出一种油气管道出砂量监测试验装置及监测方法，具有较高的出砂监测精度，对于本领域技术人员来说，是非常必要的。

发明内容

本发明针对上述的油气管道出砂监测系统及方法出砂量监测精度低的技术问题，提出一种油气管道出砂量监测试验装置及监测方法，具有较高的出砂量监测精度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：包括：

信号感受单元：包括可利用声信号汇聚原理聚集管道发出的声信号的声信号感受组件，可测量所述管道压力的压力测量组件，可测量所述管道内流体流速的流速测量组件，以及可测量所述管道内流体温度的温度测量组件；所述声信号感受组件包括安装于所述管道上的声信号聚焦器，所述声信号聚焦器远离所述管道的一端设置有可测量所述声信号的传声器；

信号采集单元：用于采集所述信号感受单元测量的声信号、压力信号、流速信号和温度信号，所述信号采集单元分别与所述声信号感受组件、压力测量组件、流速测量组件及温度测量组件电性连接；

信号处理单元：与所述信号采集单元电性连接，并对所述声信号、压力信号、流速信号和温度信号进行分析，以判断所述油气管道内的出砂量。

作为优选，所述声信号聚焦器包括固定安装于所述管道上的主壳体，所述主壳体内部形成有可传播声信号的空腔，所述主壳体远离所述管道的一端设置有可聚集声信号至焦点的第一弧面，所述传声器与第一弧面的中心密封连接，所述传声器的一端位于所述空腔内并与所述焦点重合。

作为优选，所述声信号聚焦器进一步包括可卡设于所述管道上的连接件，所述连接件远离所述管道的一端安装有底座，所述主壳体固定安装于所述底座远离所述管道的一侧；所述连接件和底座内形成有可传播声信号的通道，所述通道与空腔相连通。

作为优选，所述连接件为圆筒状，所述连接件设置有与所述管道外表面相卡合的第二弧面；所述底座设置有第一通孔，所述连接件与第一通孔螺纹连接。

作为优选，所述第一弧面的中心设置有凸起部，所述凸起部设置有第二通孔，所述第二通孔中塞设有密封件，所述传声器与密封件穿设连接。

作为优选，所述管道包括曲率半径相同的上游弯头和下游弯头，所述声信号感受组件分别设置于所述上游弯头和下游弯头的下弯管2-3倍管径处；所述压力测量组件设置于上游弯头的上弯管处；所述温度测量组件设置于所述压力测量组件和上游弯头之间；所述流速测量组件设置于所述上游弯头和下游弯头之间。

作为优选，所述信号处理单元包括：

初始化自检模块：用于完成所述油气管道出砂量监测实验装置的参数初始化和自检；

油井参数设置模块：用于设置油井基本参数、出砂量报警值等；

信号采集模块：用于接受所述信号采集单元的声信号、压力信号、流速信号和温度信号；

压力判断模块：用于排除管道内压力变化对声信号时域幅值的影响；

温度判断模块：用于排除流体粘度变化对声信号时域幅值和频域幅值的影响；

流速判断模块：用于排除流体速度变化对声信号时域幅值和频域幅值的影响；

存储及分析模块：用于对采集的声信号进行时域分析、频域分析和能量谱分析；

携砂流冲击声信号提取模块：用于从采集的声信号中提取冲击声信号；

砂特征频段声信号识别模块：用于从冲击声信号中识别砂特征声信号；

液流声信号识别模块：用于从冲击声信号中识别流体声信号；

出砂声信号分析转换模块：用于将所述携砂流冲击声信号提取模块、砂特征频段声信号识别模块和液流信号识别模块的处理结果转化为出砂声信号；

出砂量计算输出模块：用于基于出砂声信号计算并输出管道内的出砂量。

一种油气管道出砂量监测方法，利用前述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对所述油气管道出砂量监测实验装置进行初始化和自检，并设置油井参数和出砂量报警值；

S2：测量管道产生的声信号、管流压力信号、管流流速信号和管流温度信号，并判断管道内流体是否处于稳定状态，若是，则执行步骤S3，若不是，则重复步骤S2；

S3：从所述声信号中提取冲击声信号，并对冲击声信号进行分析处理，以得到出砂声信号；

S4：对出砂声信号的有效性进行判断，若有效，则执行步骤S5，若无效，则重复步骤S3-S4；

S5：基于出砂声信号进行出砂量判断，若出砂量超过出砂量报警值则发出警报，若不超过，则重复步骤S2-S5。

作为优选，步骤S3中，从采集的声信号中提取冲击声信号，对冲击声信号进行时域幅值分析以提取流体声信号；对冲击声信号进行频域幅值分析和能量谱分析以得到砂特征声信号；对砂特征声信号进行小波包分析和滤波处理以得到出砂声信号。

作为优选，步骤S4中，将分别对所述上游弯头和下游弯头采集的声信号分析得到的出砂声信号进行比较，若两者误差小于或者等于5％，则认为出砂声信号有效，否则，则认为出砂声信号无效。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明的油气管道出砂量监测实验装置，其通过设置可传播并汇集所述管道发出的声信号的声信号感受组件，与现有技术中出砂信号感受装置直接贴合安装于管道的外壁上相比，避免了经管路传播和经空气传播的环境噪声对声信号的影响，提高了出砂量的监测精度。

2、本发明的油气管道出砂量监测实验装置，其通过对管流压力、管流流速和管流温度进行测量和分析，以判断待测量的管道流体处于稳定状态，进一步提高了由测量的声信号分析处理得到的出砂声信号的精确度，进而进一步提高了出砂量的检测精度。

3、本发明的油气管道出砂量监测方法，其通过设置可传播并汇集声信号的声信号感受组件，避免了经管路传播和经空气传播的环境噪声对声信号的影响，提高了出砂量的监测精度；其通过在出砂量监测前判断待测量的管道流体处于稳定状态，进一步提高了出砂量的检测精度；其通过对冲击信号进行时域幅值分析、频域幅值分析、能量谱分析、小波包分析和滤波处理，进一步降低了出砂声信号的误判率，提高了出砂声信号的分析处理精度，进而进一步提高了出砂量监测精度。

附图说明

图1为本发明油气管道出砂量监测实验装置的结构示意图；

图2为本发明信号感受单元的结构示意图；

图3为本发明信号处理单元的结构框图；

图4为本发明油气管道出砂量监测方法的流程图。

以上各图中：1、信号感受单元；11、声信号感受组件；111、主壳体；112、空腔；113、第一弧面；114、连接件；115、底座；116、第二弧面；117、第一通孔；118、凸起部；119、密封件；1110、固定件；1111、安装槽；1112、传声器；12、压力测量组件；13、流速测量组件；14、温度测量组件；2、信号采集单元；3、信号处理单元；31、初始化自检模块；32、油井参数设置模块；33、信号采集模块；34、压力判断模块；35、温度判断模块；36、流速判断模块；37、存储及分析模块；38、携砂流冲击声信号提取模块；39、砂特征频段声信号识别模块；310、液流声信号识别模块；311、出砂声信号分析转换模块；312、出砂量计算输出模块；4、管道入口,41、上游弯头；5、管道出口；51、下游弯头。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，从管道测量采集的声信号包括非冲击声信号，以及携砂流体冲击管壁产生的冲击声信号；冲击声信号包括流体冲击管壁产生的流体声信号，以及砂砾冲击管壁产生的砂特征声信号；术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明提出一种油气管道出砂量监测实验装置，包括信号感受单元1、信号采集单元2和信号处理单元3，所述信号感受单元1用于测量所述管道的出砂信号，包括管道发出的声信号、压力信号、流速信号和温度信号，具体地，所述信号感受单元1包括可利用声信号汇聚原理聚集管道发出的声信号的声信号感受组件11，可测量所述管道压力的压力测量组件12，可测量所述管道内流体流速的流速测量组件13，以及可测量所述管道内流体温度的温度测量组件14。所述声信号感受组件11包括安装于所述管道上的声信号聚焦器，所述声信号聚焦器远离所述管道的一端设置有可测量所述声信号的传声器1112，所述管道发出的声信号传播至所述声信号聚焦器中并被所述传声器1112接收，进而完成声信号的测量。

进一步地，所述信号采集单元2用于采集所述信号感受单元1测量的出砂信号，所述信号采集单元2分别与所述声信号感受组件11、压力测量组件12、流速测量组件13及温度测量组件14电性连接；所述信号处理单元3与所述信号采集单元2电性连接，并对出砂信号进行分析以判断所述油气管道内的出砂量。

本发明的油气管道出砂量监测实验装置，其通过设置可传播并汇集所述管道发出的声信号的声信号感受组件11，与现有技术中出砂信号感受装置直接贴合安装于管道的外壁上相比，避免了经管路传播和经空气传播的环境噪声对声信号的影响，提高了出砂量的监测精度。

需要说明的是，为了进一步确保本发明油气管道出砂量监测实验装置检测出砂量的精度，需要在所述管道内流体(即油气)处于稳定状态时监测出砂量，当管道内流体不稳定时，根据采集的声信号分析得到的出砂声信号也是不准确的，进而分析处理得到的出砂量也是不精确的。管道内流体处于稳定状态主要通过管流压力、管流流速和管流温度进行判断，当管流压力发生压力变化时，表明管路系统不稳定，管道内压力的变化会导致声信号感受组件11测量的声信号的时域幅值发生变化；管道发出的声信号对管流流速的变化十分敏感，管流流速变化会影响声信号时域和频域幅值发生变化；管流温度变化将导致流体粘度变化，进一步导致流体内砂砾受流体束缚力的变化，随之砂砾撞击管壁产生的信号发生变化，即影响声信号的精度。

本发明的油气管道出砂量监测实验装置，其通过对管流压力、管流流速和管流温度进行测量和分析，以判断待测量的管道流体处于稳定状态，进一步提高了由测量的声信号分析处理得到的出砂声信号的精确度，进而进一步提高了出砂量的检测精度。

继续参见图1，本发明的油气管道出砂量监测实验装置设置于具有两个相同曲率半径弯头的管道中，按照管道中流体的流向，靠近管道入口4的为上游弯头41，靠近管道出,5的为下游弯头51。所述所述声信号感受组件11为两个，所述两个声信号感受组件11分别设置于上游弯头41的下弯管2-3倍管径处，以及下游弯头51的下弯管2-3倍管径处，以分别检测携砂流体冲击上游弯头41和下游弯头51的管壁产生的声信号。所述压力测量组件12为压力变送器，并设置于所述管道入口4和上游弯头41之间；所述温度测量组件11设置于所述压力测量组件12和上游弯头41之间；所述流速测量组件13设置于所述两个弯头之间。

参见图2，所述声信号聚焦器包括包括连接件114，所述连接件114为圆筒状且一端设置有与所述管道外表面相配合的第二弧面116，以使所述连接件114卡设于所述管道上；所述连接件114远离所述管道的一端安装有底座115，所述底座115设置有第一通孔117，所述连接件114的外表面与所述第一通孔117的内表面螺纹连接，所述连接件114的圆筒内部和第一通孔117形成有可传播声信号的通道。

进一步地，所述底座115远离所述管道的一侧螺纹连接有主壳体111，所述主壳体11内部形成有可传播声信号的空腔112，所述通道与空腔112相连通以传播声信号至所述声信号聚焦器内；所述主壳体111远离所述管道的一端设置有第一弧面113，所述第一弧面113可聚集声信号至第一弧面113焦点处。

所述第一弧面113的中心设置有凸起部118，所述凸起部118设置有与所述空腔112相连通的第二通孔，所述第二通孔中塞设有橡胶材质的密封件119，所述密封件119设置有第三通孔，所述第三通孔中穿设有传声器1112，所述传声器1112的一端位于所述空腔112内并与所述焦点重合，以接收和测量所述管道发出的声信号。

作为优选，所述第一弧面113可为抛物面，所述焦点为抛物面的焦点；所述第一弧面113也可为圆弧面，所述焦点为该圆弧面所在球体的球心。

作为优选，所述传声器1112为压力场传声器，比如电容传声器。

继续参见图2，为了进一步保证所述传声器1112与第一弧面113之间的密封性能，所述凸起部118的外表面螺纹连接有固定件119，旋紧所述固定件119时可将压迫所述凸起部118变形，从而使所述密封件119与传声器1112紧密贴合，进而进一步密封所述传声器1112和凸起部118。所述固定件1110上设置有可容纳铁丝、绑带等绑扎物的安装槽1111，通过绑扎物将所述固定件1110与管道固定连接，进而将所述声信号感受组件11与管道固定连接在一起。

参见图3，所述信号处理单元包括初始化自检模块31，该模块用于完成所述油气管道出砂量监测实验装置的参数初始化和自检；油井参数设置模块32，该模块用于设置油井基本参数、出砂量报警值等；信号采集模块33，该模块用于接受所述信号采集单元的声信号、压力信号、流速信号和温度信号；压力判断模块34，该模块用于排除管道内压力变化对声信号时域幅值的影响；温度判断模块35，该模块用于排除流体粘度变化对声信号时域幅值和频域幅值的影响；流速判断模块36，该模块用于排除流体速度变化对声信号时域幅值和频域幅值的影响；存储及分析模块37，用于对采集的声信号进行时域分析、频域分析和能量谱分析；携砂流冲击声信号提取模块38，该模块用于从采集的声信号中提取携砂流体冲击管壁产生的冲击声信号；砂特征频段声信号识别模块39，该模块用于从冲击声信号中识别砂砾冲击管壁产生的砂特征声信号；液流声信号识别模块310，该模块用于从冲击声信号中识别流体冲击管壁产生的流体声信号；出砂声信号分析转换模块311，该模块用于将所述携砂流冲击声信号提取模块、砂特征频段声信号识别模块和液流信号识别模块的处理结果转化为出砂声信号；以及出砂量计算输出模块312，该模块用于基于出砂声信号计算并输出管道内的出砂量。

参见图4，本发明进一步提出一种油气管道出砂量监测方法，利用前述的油气管道出砂量监测实验装置，具体为：

S1：通过所述初始化自检模块31对所述油气管道出砂量监测实验装置进行初始化和自检，并在所述油井参数设置模块32设置油井参数和出砂量报警值；

S2：分别通过所述声信号感受组件11、压力测量组件12、流速测量组件13和温度测量组件14测量管道产生的声信号、压力信号、流速信号和温度信号，通过信号采集模块33将上述声信号、压力信号、流速信号和温度信号进行储存；分别通过压力判断模块34、温度判断模块35和流速判断模块36判断管道内流体是否处于稳定状态，若是，则执行步骤S3，若不是，则重复步骤S2；

S3：通过所述存储及分析模块37将上述声信号进行存储分析，通过所述携砂流冲击声信号提取模块38从上述声信号提取冲击声信号；通过所述液流声信号识别模块310对所述冲击声信号进行时域幅值分析以提取流体声信号；通过所述砂特征频段声信号识别模块39对所述冲击声信号进行频域幅值分析和能量谱分析以得到砂特征声信号；通过所述出砂声信号分析转换模块311对所述砂特征声信号进行小波包分析和带通滤波处理以得到出砂声信号；

S4：通过所述出砂声信号分析转换模块311比较从两个弯头采集的声信号分析得到的出砂声信号，若两者误差小于或者等于5％，则认为出砂声信号有效，则执行步骤S5，否则，则认为出砂声信号无效，则重复步骤S3-S4；

S5：通过所述出砂量计算输出模块2512基于出砂声信号进行出砂量判断，若出砂量超过出砂量报警值则发出警报，若不超过，则重复步骤S2-S5。

本发明的油气管道出砂量监测方法，其通过设置可传播并汇集声信号的声信号感受组件，避免了经管路传播和经空气传播的环境噪声对声信号的影响，提高了出砂量的监测精度；其通过在出砂量监测前判断待测量的管道流体处于稳定状态，进一步提高了出砂量的检测精度；其通过对冲击信号进行时域幅值分析、频域幅值分析、能量谱分析、小波包分析和滤波处理，进一步降低了出砂声信号的误判率，提高了出砂声信号的分析处理精度，进而进一步提高了出砂量监测精度。

Claims (10)

1.一种油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：包括：

信号感受单元：包括可利用声信号汇聚原理聚集管道发出的声信号的声信号感受组件，可测量所述管道压力的压力测量组件，可测量所述管道内流体流速的流速测量组件，以及可测量所述管道内流体温度的温度测量组件；所述声信号感受组件包括安装于所述管道上的声信号聚焦器，所述声信号聚焦器远离所述管道的一端设置有可测量所述声信号的传声器；

信号采集单元：用于采集所述信号感受单元测量的声信号、压力信号、流速信号和温度信号，所述信号采集单元分别与所述声信号感受组件、压力测量组件、流速测量组件及温度测量组件电性连接；

信号处理单元：与所述信号采集单元电性连接，并对所述声信号、压力信号、流速信号和温度信号进行分析，以判断所述油气管道内的出砂量。

2.根据权利要求1所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：所述声信号聚焦器包括固定安装于所述管道上的主壳体，所述主壳体内部形成有可传播声信号的空腔，所述主壳体远离所述管道的一端设置有可聚集声信号至焦点的第一弧面，所述传声器与第一弧面的中心密封连接，所述传声器的一端位于所述空腔内并与所述焦点重合。

3.根据权利要求2所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：所述声信号聚焦器进一步包括可卡设于所述管道上的连接件，所述连接件远离所述管道的一端安装有底座，所述主壳体固定安装于所述底座远离所述管道的一侧；所述连接件和底座内形成有可传播声信号的通道，所述通道与空腔相连通。

4.根据权利要求3所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：所述连接件为圆筒状，所述连接件设置有与所述管道外表面相卡合的第二弧面；所述底座设置有第一通孔，所述连接件与第一通孔螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：所述第一弧面的中心设置有凸起部，所述凸起部设置有第二通孔，所述第二通孔中塞设有密封件，所述传声器与密封件穿设连接。

6.根据权利要求1所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：所述管道包括曲率半径相同的上游弯头和下游弯头，所述声信号感受组件分别设置于所述上游弯头和下游弯头的下弯管2-3倍管径处；所述压力测量组件设置于上游弯头的上弯管处；所述温度测量组件设置于所述压力测量组件和上游弯头之间；所述流速测量组件设置于所述上游弯头和下游弯头之间。

7.根据权利要求1所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：所述信号处理单元包括：

初始化自检模块：用于完成所述油气管道出砂量监测实验装置的参数初始化和自检；

油井参数设置模块：用于设置油井基本参数、出砂量报警值等；

信号采集模块：用于接受所述信号采集单元的声信号、压力信号、流速信号和温度信号；

压力判断模块：用于排除管道内压力变化对声信号时域幅值的影响；

温度判断模块：用于排除流体粘度变化对声信号时域幅值和频域幅值的影响；

流速判断模块：用于排除流体速度变化对声信号时域幅值和频域幅值的影响；

存储及分析模块：用于对采集的声信号进行时域分析、频域分析和能量谱分析；

携砂流冲击声信号提取模块：用于从采集的声信号中提取冲击声信号；

砂特征频段声信号识别模块：用于从冲击声信号中识别砂特征声信号；

液流声信号识别模块：用于从冲击声信号中识别流体声信号；

出砂声信号分析转换模块：用于将所述携砂流冲击声信号提取模块、砂特征频段声信号识别模块和液流信号识别模块的处理结果转化为出砂声信号；

出砂量计算输出模块：用于基于出砂声信号计算并输出管道内的出砂量。

8.一种油气管道出砂量监测方法，利用如权利要求1-7任一项所述的油气管道出砂量监测实验装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对所述油气管道出砂量监测实验装置进行初始化和自检，并设置油井参数和出砂量报警值；

S2：测量管道产生的声信号、管流压力信号、管流流速信号和管流温度信号，并判断管道内流体是否处于稳定状态，若是，则执行步骤S3，若不是，则重复步骤S2；

S3：从所述声信号中提取冲击声信号，并对冲击声信号进行分析处理，以得到出砂声信号；

S4：对出砂声信号的有效性进行判断，若有效，则执行步骤S5，若无效，则重复步骤S3-S4；

S5：基于出砂声信号进行出砂量判断，若出砂量超过出砂量报警值则发出警报，若不超过，则重复步骤S2-S5。

9.根据权利要求8所述的油气管道出砂量监测方法，其特征在于：步骤S3中，从采集的声信号中提取冲击声信号，对冲击声信号进行时域幅值分析以提取流体声信号；对冲击声信号进行频域幅值分析和能量谱分析以得到砂特征声信号；对砂特征声信号进行小波包分析和滤波处理以得到出砂声信号。

10.根据权利要求9所述的油气管道出砂量监测方法，其特征在于：步骤S4中，将分别对所述上游弯头和下游弯头采集的声信号分析得到的出砂声信号进行比较，若两者误差小于或者等于5％，则认为出砂声信号有效，否则，则认为出砂声信号无效。