CN109113721A - 一种高温井抽油泵下泵深度测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温井抽油泵下泵深度测量系统，所述系统与油管顶端连接，油管底端与抽油泵连接，包括：测量装置本体、电阻应变式传感器及控制器；测量装置本体与油管的顶端连接，测量装置本体具有一凹槽；电阻应变式传感器设置于测量装置本体的凹槽中，并与控制器电连接，用于确定测量装置本体所受的拉力，并将拉力发送至控制器；控制器根据油管密度、油管横截面外径及测量装置本体下方油管的长度，确定测量装置本体下方油管所受的重力，并根据重力与拉力确定抽油泵的下泵深度。本发明可以准确的确定出抽油泵的下泵深度，同时也可以彻底实现精确测量动液面，根据动液面修改抽油机冲次，从而保证正常的采油速率，从而提升抽油系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及高温油井领域，尤指一种高温井抽油泵下泵深度测量系统。
背景技术
动液面数值是分析油井供液能力、抽油泵沉没度的重要参数。回声法实时动态监测油井动液面是数字化与智能化油田建设的一项传统技术，已逐步在各大油田推广应用。回声法是利用次声波在油管与套管之间的环形空间传播，遇到液面时产生反射信号的原理进行连续测量动液面，由于油井生产与现场环境等复杂性，包括油套环空中的蒸汽、死油、泡沫等井况，严重影响该方法监测结果的准确性和可靠性，动液面测量的不准确会直接导致无法准确确定抽油泵的下泵深度。
因此，目前针对蒸汽驱井、火驱井和高凝油井，现有测量动液面技术都存在测量不准确，无法准确确定抽油泵下泵深度的问题。
发明内容
为了解决目前高温油井无法准确确定抽油泵下泵深度的问题，本发明实施例提供一种高温井抽油泵下泵深度测量系统，所述系统与油管顶端连接，所述油管底端与抽油泵连接，所述系统包括：测量装置本体、电阻应变式传感器及控制器；
所述测量装置本体与所述油管的顶端连接，所述测量装置本体具有一凹槽；
所述电阻应变式传感器设置于所述测量装置本体的凹槽中，并与所述控制器电连接，用于确定所述测量装置本体所受的拉力，并将所述拉力发送至所述控制器；
所述控制器根据油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力，并根据所述重力与拉力确定所述抽油泵的下泵深度。
可选的，在本发明的一实施例中，所述控制器根据油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力，并根据所述重力与拉力确定所述抽油泵的下泵深度，包括：获取油井中流体密度、油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度；根据所述油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力；根据所述重力与所述拉力确定所述测量装置本体下方油管所受的浮力；根据所述浮力、流体密度、油管密度及油管横截面外径，确定所述抽油泵的下泵深度。
可选的，在本发明的一实施例中，所述控制器包括：检测模块，用于获取油井中流体密度、油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度；通信模块，与所述电阻应变式传感器及所述检测模块电连接。
可选的，在本发明的一实施例中，所述系统还包括：密封圈及封闭螺母；所述密封圈设置于所述电阻应变式传感器与所述封闭螺母之间，所述密封圈与所述封闭螺母用于封闭所述电阻应变式传感器。
可选的，在本发明的一实施例中，所述系统还包括：信号线，用于连接所述电阻应变式传感器与所述控制器；信号线保护罩，设置于所述测量装置本体上，用于保护所述信号线。
可选的，在本发明的一实施例中，所述测量装置本体呈圆筒型，与所述油管的顶端通过螺纹连接。
本发明通过测量油井口下方的油管顶端所承受的重力与拉力，可以准确的确定出抽油泵的下泵深度，同时也可以彻底实现精确测量动液面，根据动液面修改抽油机冲次，从而保证正常的采油速率，从而提升抽油系统效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种高温井抽油泵下泵深度测量系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种高温井抽油泵下泵深度测量系统。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示为本发明实施例一种高温井抽油泵下泵深度测量系统的结构示意图，所述系统与油管顶端连接，所述油管底端与抽油泵连接，所述系统包括：测量装置本体4、电阻应变式传感器3及控制器；
所述测量装置本体4与所述油管的顶端连接，所述测量装置本体4具有一凹槽；
所述电阻应变式传感器3设置于所述测量装置本体4的凹槽中，并与所述控制器电连接，用于确定所述测量装置本体4所受的拉力，并将所述拉力发送至所述控制器；
所述控制器根据油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体4下方油管的长度，确定所述测量装置本体4下方油管所受的重力，并根据所述重力与拉力确定所述抽油泵的下泵深度。
在本实施例中，从图1中可看出，测量装置本体4与油管顶端连接，具体的，测量装置本体4与井口下方的油管顶端连接，油管底端与抽油泵连接。若油管是有一根根短油管连接而成的，那么，测量装置本体4与井口下方的第一根油管顶端连接，抽油泵则与最后一根油管连接。
其中，在测量装置本体4上设置一凹槽，电阻应变式传感器3设置于该凹槽中。电阻应变式传感器3可根据测量装置本体4的形变，确定测量装置本体4所受的拉力，电阻应变式传感器3与控制器电连接，并将该拉力发送至控制器。
控制器可设置于井口外部的作业现场，并不设置于油管上，以避免在工作时被流体侵蚀，因此，控制器并没有显示于图1中。控制器根据油管密度、油管横截面外径及测量装置本体4下方油管的长度，可以计算出测量装置本体4下方油管的重力。根据该重力与电阻应变式传感器3发送的拉力，可以确定动液面深度，进而确定抽油泵的下泵深度。
作为本发明的一个实施例，所述控制器根据油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力，并根据所述重力与拉力确定所述抽油泵的下泵深度，包括：获取油井中流体密度、油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度；根据所述油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力；根据所述重力与所述拉力确定所述测量装置本体下方油管所受的浮力；根据所述浮力、流体密度、油管密度及油管横截面外径，确定所述抽油泵的下泵深度。
在本实施例中，获取油管密度、油管横截面外径可通过油管下井前进行测量，获取测量装置本体4下方油管的长度可通过在油管底端设置采集设备进行检测，检测当前油管底端在井中所处的深度。由此可以计算出测量装置本体4下方油管所受的重力：
G油管＝S油管L油管ρ油管g (1)
式(1)中，S油管为油管的横截面积，可通过油管横截面外径计算得出，L油管为测量装置本体4下方的油管长度，ρ油管为油管的密度。
在本实施例中，井中流体的密度可通过采样确定。在得到测量装置本体4下方油管所受的重力与拉力后，重力与拉力的差值为油管所受的浮力。该浮力是由于井中油管一部分没入了流体中。根据油管所受的浮力可计算出油管没入流体中的高度：
F油管＝ρ流体gS油管h油管 (2)
式(2)中，ρ流体为井中的流体密度，h油管为油管没入流体中的高度。计算测量装置本体4下方的油管长度L油管与油管没入流体中的高度h油管的差值，即为动液面深度。油管没入流体中的高度h油管为当前抽油泵的下泵深度，根据实际情况需求，一般将抽油泵下放至距离动液面500m的位置，由此可以调节抽油泵的下泵深度。
作为本发明的一个实施例，所述控制器包括：检测模块，用于获取油井中流体密度、油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度；通信模块，与所述电阻应变式传感器及所述检测模块电连接。
在本实施例中，控制器通过通信模块与电阻应变式传感器3及检测模块进行数据传输，检测模块可获取流体密度、油管密度、油管横截面外径及测量装置本体4下方油管的长度。流体密度、油管密度、油管横截面外径及测量装置本体4下方油管的长度可通过检查装置实时测量，也可以在提前预设或者采样测量后，检测模块直接获取相应数值。
作为本发明的一个实施例，所述系统还包括：密封圈2及封闭螺母1；所述密封圈2设置于所述电阻应变式传感器3与所述封闭螺母1之间，所述密封圈2与所述封闭螺母1用于封闭所述电阻应变式传感器3。
在本实施例中，从图1中可看出，封闭螺母1与密封圈2将电阻应变式传感器3封闭于测量装置本体4的凹槽中，使其与外界压力、流体、水蒸气等隔绝开来，保证阻应变式传感器3的测量精度。其中，密封圈2可呈O型，并与封闭螺母1通过螺纹连接。
作为本发明的一个实施例，所述系统还包括：信号线，用于连接所述电阻应变式传感器3与所述控制器；信号线保护罩5，设置于所述测量装置本体4上，用于保护所述信号线。
在本实施例中，电阻应变式传感器3与控制器通过信号线电连接。从图1中可看出，测量装置本体4上还设置有信号线保护罩5，用以保护信号线。其中，信号线保护罩5不限于图1中的位置，可就近设置于电阻应变式传感器3附近。
作为本发明的一个实施例，所述测量装置本体4呈圆筒型，与所述油管的顶端通过螺纹连接。从图1中可看出，测量装置本体4呈圆筒型，套接于油管顶端，并通过螺纹与油管顶端固定连接。
通过测量油井口下方的油管顶端所承受的重力与拉力，可以准确的确定出抽油泵的下泵深度，同时也可以彻底实现精确测量动液面，测得精度可达5/10000，根据动液面修改抽油机冲次，从而保证正常的采油速率，从而提升抽油系统效率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高温井抽油泵下泵深度测量系统，其特征在于，所述系统与油管顶端连接，所述油管底端与抽油泵连接，所述系统包括：测量装置本体、电阻应变式传感器及控制器；
所述测量装置本体与所述油管的顶端连接，所述测量装置本体具有一凹槽；
所述电阻应变式传感器设置于所述测量装置本体的凹槽中，并与所述控制器电连接，用于确定所述测量装置本体所受的拉力，并将所述拉力发送至所述控制器；
所述控制器根据油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力，并根据所述重力与拉力确定所述抽油泵的下泵深度。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器根据油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力，并根据所述重力与拉力确定所述抽油泵的下泵深度，包括：
获取油井中流体密度、油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度；
根据所述油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度，确定所述测量装置本体下方油管所受的重力；
根据所述重力与所述拉力确定所述测量装置本体下方油管所受的浮力；
根据所述浮力、流体密度、油管密度及油管横截面外径，确定所述抽油泵的下泵深度。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：
检测模块，用于获取油井中流体密度、油管密度、油管横截面外径及所述测量装置本体下方油管的长度；
通信模块，与所述电阻应变式传感器及所述检测模块电连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：密封圈及封闭螺母；所述密封圈设置于所述电阻应变式传感器与所述封闭螺母之间，所述密封圈与所述封闭螺母用于封闭所述电阻应变式传感器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
信号线，用于连接所述电阻应变式传感器与所述控制器；
信号线保护罩，设置于所述测量装置本体上，用于保护所述信号线。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量装置本体呈圆筒型，与所述油管的顶端通过螺纹连接。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190101 |
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