CN108775239A - 一种油井动液面深度检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油井动液面深度检测方法及装置，该装置包括地面部分和井下部分，地面部分为振动波接收解码装置，井下部分为测试及振动波发生装置，测试及振动波发生装置包括振动波发生器、传感器。油井动液面深度检测方法其步骤包括：a、通过井下固定在油管上的测试及振动波发生装置中的传感器采集井下动液面深度信息，并将信息加载到振动波发生器上，含有井下动液面深度信息的振动信号沿着套管或油管传输到井口。b、通过地面上的振动波接收解码装置接收井下信号并进行分析处理后得到井下动液面深度信息。本发明采用振动波作为载波，通过数字调制实现井下信息传递，结构简单，传输距离较远，可有效避免泡沫、温度等检测误差。
Description
技术领域
本发明涉及油井采油技术领域，特别涉及一种油井动液面深度检测方法及装置。
背景技术
机抽井井下测试信号传输方法发展至今，产生了比较多的方法。现在，关于井下测试信号传输中的动液面深度测试传输主要是采用声波法测试传输法，但由于井筒存在一定的泡沫段，导致测试的动液面深度误差较大；测试泵沉没深度的方法通常采用井下压力计测试，该方法优点是测试准确，但测试数据通常保存在存储卡中，待下次作业时起出地面才能读取，无法即时掌握泵沉没深度。
为确保机抽井实现高效采油，必须确保抽油泵具有合适沉没深度，为此需要准确掌握和测试动液面深度或泵沉没深度。通过对广泛的（钻井、完井、采油等）井下信号传输方法和其他测试信号远程传输方法、理论及设备的研究资料调研和分析，发现声波传输法耗能较大,结构复杂；脉冲传输法流量大小不好控制，传输距离有限，影响采油效率；浮筒探测法受井下结构影响大，传输信息存在不准确性；同位素标记法受油管液体流速影响较大，检测装置复杂。
测量机抽井井下的动液面技术发展至今，具有代表性的大致有井下压力探测法、示功图法、浮筒探测法、光纤测量法、声波探测法。结合抽采油工艺特点，研究出一种利用振动波进行信号传输，简单、可靠的油井动液面深度检测方法及装置，确保机抽井实现高效采油。
发明内容
本发明提供一种利用振动波进行信号传输的油井动液面深度检测方法及装置，确保能满足以下机抽井技术参数：泵挂深度2000m、泵沉没深度200m、排量40~50m3/d、套管尺寸5.5英寸、油管2.5英寸。
一种油井动液面深度检测方法及装置，包括地面部分和井下部分，其特征在于，所述地面部分为振动波接收解码装置，包含专用微振加速度传感器和解码控制板两部分；所述井下部分为测试及振动波发生装置，包含振动波发生器、传感器。
所述振动波接收解码装置，其特征在于负责接收并解码由油管或套管传递的振动信号，并将其转换成动液面深度信息。
所述专用微振加速度传感器，其特征在于灵敏度高，拥有良好的信息处理能力，信号拾取分辨率能达到4×10-4 m/s2。
所述振动波发生器，由控制电源系统和振动信号发生器组成。其特征在于产生振动波，通过油管或套管进行信号传输。
所述控制电源系统，由BOOST升压模块和同步驱动控制电路两部分组成。其特征在于驱动线圈产生交变磁场，驱动磁致伸缩材料振荡，实现电能到机械振荡能量的转换。
所述振动信号发生器，由3个驱动线圈和磁致伸缩材料棒组成，其特征在于当驱动线圈驱动磁致伸缩材料棒发生长度变化时，推动感应锤上下运动，感应锤在在重力和弹簧回复力作用下保持对磁致伸缩材料棒的压力并保持接触，磁致伸缩材料棒对基座的反作用力通过底面连接法兰向外传递。
所述振动信号调制方式，其特征在于采用开关键控方式。当调制数字信号为“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。
所述振动信号编码技术，其特征在于选择曼彻斯特编码，防止误码产生且保证系统稳定。
所述磁致伸缩材料棒，其特征在于在交变磁场作用下其长度发生变化，产生于交变磁场频率相同的机械振动。该材料具有伸缩应变量大、耐压高、能量转换频率高、能量密度高及响应速度快等特点，是理想的振动波发生换能材料。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为振动波传输系统图；
图2为测试及振动波发生装置；
图3为振动波传输电路图。
图中标记说明：1-振动波接收解码装置；2-测试及振动波发生装置；21-振动波发生装置；22-传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作具体描述：
参见图1、图2，一种油井动液面深度检测方法及装置，该装置包括地面部分和井下部分，其特征在于，所述地面部分为包含专用微振加速度传感器和解码控制板的振动波接收解码装置1，所述井下部分为测试及振动波发生装置2，包含振动波发生器21，传感器22。参见图3，振动波发生器21由控制电源系统和振动信号发生器组成。所述控制电源系统包含BOOST升压模块和同步驱动控制电路；所述振动信号发生器由三个驱动线圈和磁致伸缩材料棒组成。
本发明具体实施方式由图1所示，所述测试及振动波发生装置2固定在油管上，传感器22采集井下动液面深度信息，并将信息加载到振动波发生器21上，含有相关信息的振动信号沿着套管或油管传输到井口，井口的振动波接收解码装置1接收并解码由套管或油管传输的振动信号，获取油井动液面深度。
以上所述仅指的是本发明的实施方式，而对该技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原理下，所做的若干改进，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种油井动液面深度检测方法及装置，该装置包括地面部分和井下部分，其特征在于，所述地面部分为振动波接收解码装置（1），所述井下部分为测试及振动波发生装置（2），包含振动波发生器（21），传感器（22）。
2.根据权利要求1所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述方法确保能满足以下机抽井技术参数：泵挂深度2000m、泵沉没深度200m、排量40~50m3/d、套管尺寸5.5英寸、油管2.5英寸。
3.根据权利要求1所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述振动波接收解码装置（1）由专用微振加速度传感器和解码控制板两部分组成，负责接收并解码由油管或套管传递的振动信号，并将其转换成动液面深度信息。
4.根据权利要求3所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述专用微振加速度传感器，其特征在于灵敏度高，拥有良好的信息处理能力，信号拾取分辨率能达到4×10-4 m/s2。
5.根据权利要求1所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述振动波发生器（21），由控制电源系统和振动信号发生器两部分组成，产生的振动波通过油管或套管进行信号传输。
6.根据权利要求5所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述控制电源系统，由BOOST升压模块和同步驱动控制电路两部分组成，通过驱动线圈产生交变磁场，驱动磁致伸缩材料振荡，实现电能到机械振荡能量的转换。
7.根据权利要求5所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述振动信号发生器，由三个驱动线圈和磁致伸缩材料棒组成；当驱动线圈驱动磁致伸缩材料棒发生长度变化时，推动感应锤上下运动，感应锤在在重力和弹簧回复力作用下保持对磁致伸缩材料棒的压力并保持接触，磁致伸缩材料棒对基座的反作用力通过底面连接法兰向外传递。
8.根据权利要求7所述的一种油井动液面深度检测方法及装置，其特征在于：所述磁致伸缩材料棒，在交变磁场作用下其长度发生变化，产生于交变磁场频率相同的机械振动。
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