CN109267997A - 集散式动液面监测方法 - Google Patents
集散式动液面监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109267997A CN109267997A CN201811161964.9A CN201811161964A CN109267997A CN 109267997 A CN109267997 A CN 109267997A CN 201811161964 A CN201811161964 A CN 201811161964A CN 109267997 A CN109267997 A CN 109267997A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- well
- oil well
- microcontroller
- casing
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims abstract description 182
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 89
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 19
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 241000486406 Trachea Species 0.000 description 2
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/04—Measuring depth or liquid level
- E21B47/047—Liquid level
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种集散式动液面监测方法，包括步骤：一、构建集散式动液面监测系统；二、对油井及其油井井口套管上安装的井口仪表进行编号；三、对油井进行分类；四、油井动液面探测及预处理；五、油井动液面数据的上传及处理；六、结果反馈及查阅。本发明通过在油田井场Q个不同区域分别布设集中式动液面监测仪，利用一个后台服务器与Q个集中式动液面监测仪配合，对整个油田井场中所有油井的动液面监测，实现“一拖多”的监测模式，实现简单，功能完备，人工操作成本低，且每个油井根据自身的压力选择合适的内爆或外爆的测量方式，实现井口仪表分散安装，后台服务器集中监测，使用效果好。
Description
技术领域
本发明属于动液面监测技术领域，具体涉及一种集散式动液面监测方法。
背景技术
在油田生产中，需要了解油井各方面参数，来获取油井采油的工作情况，其中动液面深度是反映地层供液能力的重要参数，根据准确的动液面数据能够设置合理的间抽制度，从而提高油田产量，降低开发成本，动液面深度的实时准确测量对油田产量的提高具有重大意义。现有对油田动液面监测的多为固定式动液面监测系统，固定式动液面监测系统存在以下的几点不足：第一，需要每口油井都安装一台，就一个采油厂来说，往往有几千口油井，如果每口井都要安装一台固定式的动液面测量仪，其资金成本太高；第二，根据油井现有的设备安装规范，在油井安装固定式动液面测量仪，则需要规范的施工作业，因此需要耗费大量的人工作业成本；第三，仅依靠GPRS模块传输数据，当井场的信号不稳定时，容易造成数据丢失，无法上传动液面数据的情况。为了节省开支，相继出现了便携式动液面监测仪或移动式动液面监测仪，便携式动液面监测仪虽然克服了固定式的成本高的问题，但是依然存在一下不足：第一，利用氮气瓶来制造测量声源，一个氮气瓶声源装置仅能提供5～7次的测量，不能满足井场长期的监测，如果长期利用便携式动液面监测仪进行动液面数据采集，则会使用大量的氮气瓶，依然会增大测量成本；第二，油井每进行一次测量，都需要现场人员实地进行辅助测量，对于一个油田井场中的几千口油井则需要大量的人工操作，由此产生大量的人工劳动，人工成本高；移动式动液面监测仪在切换油井测量时，需要移动控制箱，同样需要不断的耗费人力，且多次的拆装容易对井口仪表带来损耗，无法满足长期多次的测量使用，且便携式动液面监测仪或移动式动液面监测仪系统性不强且尚无高效可行的集散式动液面监测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种集散式动液面监测方法，通过在油田井场Q个不同区域分别布设集中式动液面监测仪，利用一个后台服务器与Q个集中式动液面监测仪配合，对整个油田井场中所有油井的动液面监测，实现“一拖多”的监测模式，实现简单，功能完备，人工操作成本低，且每个油井根据自身的压力选择合适的内爆或外爆的测量方式，实现井口仪表分散安装，后台服务器集中监测，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：集散式动液面监测方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
步骤一、构建集散式动液面监测系统：在监控室内布设后台服务器，将油田井场划分为Q个不同区域，在每个区域内布设一个与后台服务器通信的集中式动液面监测仪，每个区域内包含M个油井，Q个集中式动液面监测仪与油田井场的Q个不同区域一一对应，其中，Q为大于1的正整数，后台服务器与客户终端进行无线数据通信，客户终端、后台服务器和Q个集中式动液面监测仪构成集散式动液面监测系统；每个所述集中式动液面监测仪包括井场集中控制仪和M个分别安装在M个油井井口套管上且均与井场集中控制仪连接的井口仪表，M个所述井口仪表与M个油井井口套管一一对应，其中，M为大于1的正整数；井场集中控制仪内设置有井场集中电路板、气泵和与气泵连通的储气罐，所述井场集中电路板上集成有第一微控制器和开关电源，以及均与第一微控制器连接的触摸屏、第一存储器、第一通信模块和与后台服务器通信的远程通信模块，气泵由第一微控制器控制，每个所述井口仪表包括安装在油井井口套管上的动液面采集管和与动液面采集管连接的井口监测盒，动液面采集管内设置有微音器、压力传感器和与油井井口套管连通的防爆管，防爆管上安装有电磁阀，井口监测盒包括第二微控制器以及均与第二微控制器连接的第二存储器、用于与抽油机联动通信的备用通信模块和用于与第一通信模块通信的第二通信模块，第二微控制器的信号输入端连接有用于预处理微音器和压力传感器采集的数据的信号调理电路，电磁阀由第二微控制器控制；
步骤二、对油井及其油井井口套管上安装的井口仪表进行编号：在一个区域内对该区域内的每一个油井进行编号，并将每一个油井的编号赋予各自油井井口套管上的井口仪表，达到油井及其油井井口套管上安装的井口仪表的编号一致，将每个井口仪表的编号存储在后台服务器以及各自对应的第二微控制器和第一微控制器内，每个区域内的油井及其油井井口套管上安装的井口仪表的编号方式均相同；
步骤三、对油井进行分类：预先在一个区域内的第二微控制器内存储油井井口套管内套压阈值，采用压力传感器采集对应油井井口套管内套压，当压力传感器采集的对应油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值时，将油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第一类油井，第一类油井的数据为N个，将第一类油井上的防爆管通过主气管与气泵连通；
当压力传感器采集的对应油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值时，将油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第二类油井，第二类油井的数据为U个，将第二类油井上的防爆管与大气连通，其中，N和U均为非负整数且N+U＝M；
每个区域内的油井进行分类方式均相同；
步骤四、油井动液面探测及预处理：在一个区域内对该区域内的井场集中控制仪进行参数设置，所述参数包括井口仪表的编号、气泵的加压时长和各个电磁阀的动作时间间隔，第一微控制器通过第一通信模块与各个第二通信模块通信，实现第一微控制器与各个第二微控制器的通信；
当待测油井为第一类油井时，第一微控制器启动气泵工作，当气泵的加压时长达到预设值时，第一微控制器向对应的第二微控制器发出测量指令，对应的第二微控制器接收到测量指令后控制电磁阀工作，从而产生次声波，利用对应的微音器将声波回波接收，利用对应的压力传感器将该套管中的套压接收，该微音器和压力传感器将接收的数据通过信号调理电路预处理，实现以外爆的方式探测待测油井的动液面数据；
当待测油井为第二类油井时，第一微控制器向对应的第二微控制器发出测量指令，对应的第二微控制器接收到测量指令后控制电磁阀工作，从而产生次声波，利用对应的微音器将声波回波接收，利用对应的压力传感器将该套管中的套压接收，该微音器和压力传感器将接收的数据通过信号调理电路预处理，实现以内爆的方式探测待测油井的动液面数据；
每个区域内的油井动液面探测方式均相同且各个区域内的油井动液面探测可同时进行；
步骤五、油井动液面数据的上传及处理：步骤四中的第二微控制器将预处理后的动液面数据通过远程通信模块上传至后台服务器，后台服务器对预处理后的动液面数据进行识别，获取精确的动液面深度结果和套压值；
步骤六、结果反馈及查阅：后台服务器将步骤五中处理的精确的动液面深度结果和套压值根据井口仪表的编号反馈给对应的第一微控制器，第一微控制器通过触摸屏显示处理结果；同时，客户终端可查阅后台服务器识别的精确的动液面深度结果和套压值。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述客户终端为PC机终端或手机终端，后台服务器为工控机，后台服务器通过GSM模块与客户终端进行无线数据通信。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述M的取值范围满足：2≤M≤12。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述Q个集中式动液面监测仪中的P个集中式动液面监测仪通过RTU模块与后台服务器进行通信，P为非负整数且P≤Q。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：M个所述井口仪表中的N个防爆管均通过支路气管与主气管连通。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述第一通信模块通过总线与第二通信模块通信，所述第一通信模块和第二通信模块均为串口通信模块，所述串口通信模块为RS485串口通信模块，所述总线为RS485总线；所述备用通信模块为RS485串口通信模块。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述第一微控制器和第二微控制器均为DSP微控制器或ARM微控制器。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述信号调理电路包括信号放大电路和与所述信号放大电路信号输出端连接的滤波电路，所述滤波电路的信号输出端与第二微控制器的ADC引脚连接，所述滤波电路为四阶带通切比雪夫滤波电路。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述远程通信模块包括GPRS模块、无线内网模块、以太网通信模块和USB通信模块；所述无线内网模块为无线WIFI模块。
上述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述RTU模块与P个集中式动液面监测仪中的无线WIFI模块进行无线通信。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过在油田井场Q个不同区域分别布设集中式动液面监测仪，利用一个后台服务器与Q个集中式动液面监测仪配合，实现对整个油田井场中所有油井的动液面监测，实现简单，功能完备，人工操作成本低，通过对油井及其油井井口套管上安装的井口仪表进行编号，实现油井与井口仪表一一对应，便于后台服务器向井场集中控制仪反馈信息时路径唯一，避免数据的传输混乱而带来的不必要的麻烦。
2、本发明通过对油井进行分类，利用压力传感器采集油井套压，当压力传感器采集的油井的油井套压小于预设的压力阈值时，将油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第一类油井，将第一类油井上的防爆管通过主气管与对应的气泵连通，采用外爆的方式实现第一类油井的动液面测量；当压力传感器采集的油井的油井套压不小于预设的压力阈值时，将油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第二类油井，将第二类油井上的防爆管与大气连通，采用内爆的方式实现第二类油井的动液面测量，实现简单，功能完备，可靠稳定，适用性强。
3、本发明方法步骤简单，实现井口仪表分散安装，后台服务器集中监测，便于推广使用。
综上所述，本发明通过在油田井场Q个不同区域分别布设集中式动液面监测仪，利用一个后台服务器与Q个集中式动液面监测仪配合，对整个油田井场中所有油井的动液面监测，实现“一拖多”的监测模式，实现简单，功能完备，人工操作成本低，且每个油井根据自身的压力选择合适的内爆或外爆的测量方式，实现井口仪表分散安装，后台服务器集中监测，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明采用的集散式动液面监测系统的电路原理框图。
图2为本发明采用的集中式动液面监测仪的结构连接示意图。
图3为本发明采用的集中式动液面监测仪的电路原理框图。
图4为本发明方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—动液面采集管； 2—微音器； 3—压力传感器；
4—防爆管； 5—电磁阀； 6—支路气管；
7—主气管； 8—井口监测盒； 8-1—第二微控制器；
8-2—信号调理电路； 8-3—第二存储器； 8-4—第二通信模块；
8-5—备用通信模块； 9—总线； 10—井场集中控制仪；
10-1—第一微控制器； 10-2—触摸屏； 10-3—第一存储器；
10-4—第一通信模块； 10-5—开关电源； 10-6—远程通信模块；
11—储气罐； 12—气泵；
13—井口仪表； 14—RTU模块；
15—后台服务器； 16—客户终端。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的集散式动液面监测方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
步骤一、构建集散式动液面监测系统：在监控室内布设后台服务器15，将油田井场划分为Q个不同区域，在每个区域内布设一个与后台服务器15通信的集中式动液面监测仪，每个区域内包含M个油井，Q个集中式动液面监测仪与油田井场的Q个不同区域一一对应，其中，Q为大于1的正整数，后台服务器15与客户终端16进行无线数据通信，客户终端16、后台服务器15和Q个集中式动液面监测仪构成集散式动液面监测系统；每个所述集中式动液面监测仪包括井场集中控制仪10和M个分别安装在M个油井井口套管上且均与井场集中控制仪10连接的井口仪表13，M个所述井口仪表13与M个油井井口套管一一对应，其中，M为大于1的正整数；井场集中控制仪10内设置有井场集中电路板、气泵12和与气泵12连通的储气罐11，所述井场集中电路板上集成有第一微控制器10-1和开关电源10-5，以及均与第一微控制器10-1连接的触摸屏10-2、第一存储器10-3、第一通信模块10-4和与后台服务器15通信的远程通信模块10-6，气泵12由第一微控制器10-1控制，每个所述井口仪表13包括安装在油井井口套管上的动液面采集管1和与动液面采集管1连接的井口监测盒8，动液面采集管1内设置有微音器2、压力传感器3和与油井井口套管连通的防爆管4，防爆管4上安装有电磁阀5，井口监测盒8包括第二微控制器8-1以及均与第二微控制器8-1连接的第二存储器8-3、用于与抽油机联动通信的备用通信模块8-5和用于与第一通信模块10-4通信的第二通信模块8-4，第二微控制器8-1的信号输入端连接有用于预处理微音器2和压力传感器3采集的数据的信号调理电路8-2，电磁阀5由第二微控制器8-1控制；
需要说明的是，通过在油田井场Q个不同区域分别布设集中式动液面监测仪，利用一个后台服务器15与Q个集中式动液面监测仪配合，对整个油田井场中所有油井的动液面监测，实现“一拖多”的监测模式，实现井口仪表13分散安装，后台服务器15集中监测，使用效果好；在油田井场任一区域中通过设置一个井场集中控制仪10与M个井口仪表13配合，减少气泵12和储气罐11的使用，节省设备成本，且井场集中控制仪10与M个井口仪表13安装简单，可实现井场井口仪表13的一次安装到位，M个油井的多次测量，避免人工反复操作，节省人力成本，通过设置与抽油机联动通信的备用通信模块8-5，通过对应的井口仪表13获取动液面数据直接反馈给该油井对应的抽油机，快速可靠的指导抽油机工作，可靠稳定，使用效果好。
优选的油田井场为丛式井场。
步骤二、对油井及其油井井口套管上安装的井口仪表13进行编号：在一个区域内对该区域内的每一个油井进行编号，并将每一个油井的编号赋予各自油井井口套管上的井口仪表13，达到油井及其油井井口套管上安装的井口仪表13的编号一致，将每个井口仪表13的编号存储在后台服务器15以及各自对应的第二微控制器8-1和第一微控制器10-1内，每个区域内的油井及其油井井口套管上安装的井口仪表13的编号方式均相同；
需要说明的是，通过对油井及其油井井口套管上安装的井口仪表13进行编号，实现油井与井口仪表13一一对应，便于后台服务器向井场集中控制仪反馈信息时路径唯一，避免数据的传输混乱而带来的不必要的麻烦。
步骤三、对油井进行分类：预先在一个区域内的第二微控制器8-1内存储油井井口套管内套压阈值，采用压力传感器3采集对应油井井口套管内套压，当压力传感器3采集的对应油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值时，将油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第一类油井，第一类油井的数据为N个，将第一类油井上的防爆管4通过主气管7与气泵12连通；
当压力传感器3采集的对应油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值时，将油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第二类油井，第二类油井的数据为U个，将第二类油井上的防爆管4与大气连通，其中，N和U均为非负整数且N+U＝M；
每个区域内的油井进行分类方式均相同；
需要说明的是，N和U均为非负整数且N+U＝M，实现油井分类测量，设置非负整数N的目的是将压力传感器3采集的油井的油井套压小于预设的压力阈值的油井统计为第一类油井，当N为0时，即该井场中不存在外爆方式测量的油井，则无需使用主气管7，此时，气泵12和储气罐11也可不安装，使用灵活；设置非负整数U的目的是将压力传感器3采集的油井的油井套压不小于预设的压力阈值的油井统计为第二类油井，当U为0时，即该井场中不存在内爆方式测量的油井，仅采用一个气泵12和一个储气罐11即可实现井场多口油井的动液面监测；当N和U均不为0时，可根据井场中油井的油井套压选择性的连接主气管7，实现一个井场中多口油井之间外爆与内爆测量方式共存的动液面测量自适应模式，实现简单，功能完备。
步骤四、油井动液面探测及预处理：在一个区域内对该区域内的井场集中控制仪10进行参数设置，所述参数包括井口仪表13的编号、气泵12的加压时长和各个电磁阀5的动作时间间隔，第一微控制器10-1通过第一通信模块10-4与各个第二通信模块8-4通信，实现第一微控制器10-1与各个第二微控制器8-1的通信；
当待测油井为第一类油井时，第一微控制器10-1启动气泵12工作，当气泵12的加压时长达到预设值时，第一微控制器10-1向对应的第二微控制器8-1发出测量指令，对应的第二微控制器8-1接收到测量指令后控制电磁阀5工作，从而产生次声波，利用对应的微音器2将声波回波接收，利用对应的压力传感器3将该套管中的套压接收，该微音器2和压力传感器3将接收的数据通过信号调理电路8-2预处理，实现以外爆的方式探测待测油井的动液面数据；
当待测油井为第二类油井时，第一微控制器10-1向对应的第二微控制器8-1发出测量指令，对应的第二微控制器8-1接收到测量指令后控制电磁阀5工作，从而产生次声波，利用对应的微音器2将声波回波接收，利用对应的压力传感器3将该套管中的套压接收，该微音器2和压力传感器3将接收的数据通过信号调理电路8-2预处理，实现以内爆的方式探测待测油井的动液面数据；
每个区域内的油井动液面探测方式均相同且各个区域内的油井动液面探测可同时进行；
步骤五、油井动液面数据的上传及处理：步骤四中的第二微控制器8-1将预处理后的动液面数据通过远程通信模块10-6上传至后台服务器15，后台服务器15对预处理后的动液面数据进行识别，获取精确的动液面深度结果和套压值；
需要说明的是，后台服务器15通过专利号为201810168944.8公开的发明专利“一种油井动液面识别方法”对预处理后的动液面数据进行识别，获取精确的动液面深度结果和套压值。
步骤六、结果反馈及查阅：后台服务器15将步骤五中处理的精确的动液面深度结果和套压值根据井口仪表13的编号反馈给对应的第一微控制器10-1，第一微控制器10-1通过触摸屏10-2显示处理结果；同时，客户终端16可查阅后台服务器15识别的精确的动液面深度结果和套压值。
本实施例中，所述客户终端16为PC机终端或手机终端，后台服务器15为工控机，后台服务器15通过GSM模块与客户终端16进行无线数据通信。
需要说明的是，客户终端16采用PC机终端或手机终端的目的是可使客户利用PC机终端或手机终端随时随地调取油田井场中油井动液面的监测数据，高效可靠。
本实施例中，所述M的取值范围满足：2≤M≤12。
需要说明的是，一个油井的动液面探测周期在2～4小时，M的取值范围满足：2≤M≤12是为了满足每个油井每天的动液面数据可探测一次或两次。
本实施例中，M个所述井口仪表13中的N个防爆管4均通过支路气管6与主气管7连通。
需要说明的是，井场中每个油井上安装的井口仪表13结构均相同，当一井口仪表13中压力传感器3测量的对应油井中的压力数据小于预设的压力阈值时，将该井口仪表13中防爆管4通过支路气管6与主气管7连通。
本实施例中，所述第一通信模块10-4通过总线9与第二通信模块8-4通信，所述第一通信模块10-4和第二通信模块8-4均为串口通信模块，所述串口通信模块为RS485串口通信模块，所述总线9为RS485总线；所述备用通信模块8-5为RS485串口通信模块。
本实施例中，所述第一微控制器10-1和第二微控制器8-1均为DSP微控制器或ARM微控制器。
需要说明的是，DSP微控制器或ARM微控制器自带ADC引脚，可将获取的模拟信号直接转换为数字信号，电路简单可靠。
本实施例中，所述信号调理电路8-2包括信号放大电路和与所述信号放大电路信号输出端连接的滤波电路，所述滤波电路的信号输出端与第二微控制器8-1的ADC引脚连接，所述滤波电路为四阶带通切比雪夫滤波电路。
需要说明的是，由于电磁阀5控制爆破声音，产生次声波，利用微音器2获取次声波的回波信号存在大量的杂波，第二微控制器8-1的信号输入端连接信号调理电路8-2的目的是对微音器2和压力传感器3采集的数据进行去噪，减少干扰信号。
实际使用时，微音器2和压力传感器3采集的模拟信号通过信号放大电路将模拟信号放大，在通过四阶带通切比雪夫滤波电路滤波，去除大量的干扰信号，优选的所述信号放大电路采用TLC084信号放大电路。
本实施例中，所述远程通信模块10-6包括GPRS模块、无线内网模块、以太网通信模块和USB通信模块；所述无线内网模块为无线WIFI模块。
本实施例中，所述RTU模块14与P个集中式动液面监测仪中的无线WIFI模块进行无线通信。
需要说明的是，井场集中电路板上集成远程通信模块10-6，实现自动上传与人工导出双模式的数据传输，利用GPRS模块或者无线内网模块远程无线自动上传数据，利用以太网通信模块远程有线自动上传数据，实现了动液面数据的自动测量，又利用USB通信模块以人工导出的方式弥补了某些偏远油井GPRS信号不稳定的问题，实现两种模式的数据统一，具有良好的应用价值。
本实施例中，所述Q个集中式动液面监测仪中的P个集中式动液面监测仪通过RTU模块14与后台服务器15进行通信，P为非负整数且P≤Q。
实际使用中，无线WIFI模块信号不稳定且传输距离有限，当P取0时，远程通信模块10-6未使用无线WIFI模块，Q个集中式动液面监测仪采用GPRS模块与后台服务器15进行无线通信，或采用以太网通信模块与后台服务器15进行有线通信；当P取Q时，远程通信模块10-6仅使用无线WIFI模块与后台服务器15进行无线通信；当0<P<Q时，P个集中式动液面监测仪中通过无线WIFI模块与RTU模块14通信，RTU模块14再与后台服务器15进行无线通信，Q-P个集中式动液面监测仪采用GPRS模块或以太网通信模块与后台服务器15进行通信，可根据油田井场中实际情况选择合适的通信方式，使用方便灵活。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.集散式动液面监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、构建集散式动液面监测系统：在监控室内布设后台服务器(15)，将油田井场划分为Q个不同区域，在每个区域内布设一个与后台服务器(15)通信的集中式动液面监测仪，每个区域内包含M个油井，Q个集中式动液面监测仪与油田井场的Q个不同区域一一对应，其中，Q为大于1的正整数，后台服务器(15)与客户终端(16)进行无线数据通信，客户终端(16)、后台服务器(15)和Q个集中式动液面监测仪构成集散式动液面监测系统；
每个所述集中式动液面监测仪包括井场集中控制仪(10)和M个分别安装在M个油井井口套管上且均与井场集中控制仪(10)连接的井口仪表(13)，M个所述井口仪表(13)与M个油井井口套管一一对应，其中，M为大于1的正整数；井场集中控制仪(10)内设置有井场集中电路板、气泵(12)和与气泵(12)连通的储气罐(11)，所述井场集中电路板上集成有第一微控制器(10-1)和开关电源(10-5)，以及均与第一微控制器(10-1)连接的触摸屏(10-2)、第一存储器(10-3)、第一通信模块(10-4)和与后台服务器(15)通信的远程通信模块(10-6)，气泵(12)由第一微控制器(10-1)控制，每个所述井口仪表(13)包括安装在油井井口套管上的动液面采集管(1)和与动液面采集管(1)连接的井口监测盒(8)，动液面采集管(1)内设置有微音器(2)、压力传感器(3)和与油井井口套管连通的防爆管(4)，防爆管(4)上安装有电磁阀(5)，井口监测盒(8)包括第二微控制器(8-1)以及均与第二微控制器(8-1)连接的第二存储器(8-3)、用于与抽油机联动通信的备用通信模块(8-5)和用于与第一通信模块(10-4)通信的第二通信模块(8-4)，第二微控制器(8-1)的信号输入端连接有用于预处理微音器(2)和压力传感器(3)采集的数据的信号调理电路(8-2)，电磁阀(5)由第二微控制器(8-1)控制；
步骤二、对油井及其油井井口套管上安装的井口仪表(13)进行编号：在一个区域内对该区域内的每一个油井进行编号，并将每一个油井的编号赋予各自油井井口套管上的井口仪表(13)，达到油井及其油井井口套管上安装的井口仪表(13)的编号一致，将每个井口仪表(13)的编号存储在后台服务器(15)以及各自对应的第二微控制器(8-1)和第一微控制器(10-1)内，每个区域内的油井及其油井井口套管上安装的井口仪表(13)的编号方式均相同；
步骤三、对油井进行分类：预先在一个区域内的第二微控制器(8-1)内存储油井井口套管内套压阈值，采用压力传感器(3)采集对应油井井口套管内套压，当压力传感器(3)采集的对应油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值时，将油井井口套管内套压小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第一类油井，第一类油井的数据为N个，将第一类油井上的防爆管(4)通过主气管(7)与气泵(12)连通；
当压力传感器(3)采集的对应油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值时，将油井井口套管内套压不小于油井井口套管内套压阈值的油井视为第二类油井，第二类油井的数据为U个，将第二类油井上的防爆管(4)与大气连通，其中，N和U均为非负整数且N+U＝M；
每个区域内的油井进行分类方式均相同；
步骤四、油井动液面探测及预处理：在一个区域内对该区域内的井场集中控制仪(10)进行参数设置，所述参数包括井口仪表(13)的编号、气泵(12)的加压时长和各个电磁阀(5)的动作时间间隔，第一微控制器(10-1)通过第一通信模块(10-4)与各个第二通信模块(8-4)通信，实现第一微控制器(10-1)与各个第二微控制器(8-1)的通信；
当待测油井为第一类油井时，第一微控制器(10-1)启动气泵(12)工作，当气泵(12)的加压时长达到预设值时，第一微控制器(10-1)向对应的第二微控制器(8-1)发出测量指令，对应的第二微控制器(8-1)接收到测量指令后控制电磁阀(5)工作，从而产生次声波，利用对应的微音器(2)将声波回波接收，利用对应的压力传感器(3)将该套管中的套压接收，该微音器(2)和压力传感器(3)将接收的数据通过信号调理电路(8-2)预处理，实现以外爆的方式探测待测油井的动液面数据；
当待测油井为第二类油井时，第一微控制器(10-1)向对应的第二微控制器(8-1)发出测量指令，对应的第二微控制器(8-1)接收到测量指令后控制电磁阀(5)工作，从而产生次声波，利用对应的微音器(2)将声波回波接收，利用对应的压力传感器(3)将该套管中的套压接收，该微音器(2)和压力传感器(3)将接收的数据通过信号调理电路(8-2)预处理，实现以内爆的方式探测待测油井的动液面数据；
每个区域内的油井动液面探测方式均相同且各个区域内的油井动液面探测可同时进行；
步骤五、油井动液面数据的上传及处理：步骤四中的第二微控制器(8-1)将预处理后的动液面数据通过远程通信模块(10-6)上传至后台服务器(15)，后台服务器(15)对预处理后的动液面数据进行识别，获取精确的动液面深度结果和套压值；
步骤六、结果反馈及查阅：后台服务器(15)将步骤五中处理的精确的动液面深度结果和套压值根据井口仪表(13)的编号反馈给对应的第一微控制器(10-1)，第一微控制器(10-1)通过触摸屏(10-2)显示处理结果；同时，客户终端(16)可查阅后台服务器(15)识别的精确的动液面深度结果和套压值。
2.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述客户终端(16)为PC机终端或手机终端，后台服务器(15)为工控机，后台服务器(15)通过GSM模块与客户终端(16)进行无线数据通信。
3.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述M的取值范围满足：2≤M≤12。
4.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述Q个集中式动液面监测仪中的P个集中式动液面监测仪通过RTU模块(14)与后台服务器(15)进行通信，P为非负整数且P≤Q。
5.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：M个所述井口仪表(13)中的N个防爆管(4)均通过支路气管(6)与主气管(7)连通。
6.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述第一通信模块(10-4)通过总线(9)与第二通信模块(8-4)通信，所述第一通信模块(10-4)和第二通信模块(8-4)均为串口通信模块，所述串口通信模块为RS485串口通信模块，所述总线(9)为RS485总线；所述备用通信模块(8-5)为RS485串口通信模块。
7.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述第一微控制器(10-1)和第二微控制器(8-1)均为DSP微控制器或ARM微控制器。
8.按照权利要求1所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述信号调理电路(8-2)包括信号放大电路和与所述信号放大电路信号输出端连接的滤波电路，所述滤波电路的信号输出端与第二微控制器(8-1)的ADC引脚连接，所述滤波电路为四阶带通切比雪夫滤波电路。
9.按照权利要求4所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述远程通信模块(10-6)包括GPRS模块、无线内网模块、以太网通信模块和USB通信模块；所述无线内网模块为无线WIFI模块。
10.按照权利要求9所述的集散式动液面监测方法，其特征在于：所述RTU模块(14)与P个集中式动液面监测仪中的无线WIFI模块进行无线通信。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811161964.9A CN109267997B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 集散式动液面监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811161964.9A CN109267997B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 集散式动液面监测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109267997A true CN109267997A (zh) | 2019-01-25 |
| CN109267997B CN109267997B (zh) | 2019-09-27 |
Family
ID=65195094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811161964.9A Active CN109267997B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 集散式动液面监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109267997B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110130878A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-08-16 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种钻完井、修井试油液面检测装置及方法 |
| CN112228044A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-01-15 | 胜利油田大源节能设备有限公司 | 一种内外爆一体化动液面测量装置以及测量方法 |
| CN112412401A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-02-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种采用无线测量的抽油机间抽控制系统及其方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100238971A1 (en) * | 2007-06-25 | 2010-09-23 | Schlumberger Technology Corporation | Fluid level indication system and technique |
| CN102478849A (zh) * | 2011-04-25 | 2012-05-30 | 李英 | 一种抽油机节能采油自动控制系统 |
| WO2014149293A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto |
| WO2016204725A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Application of depth derivative of distributed temperature survey (dts) to identify fluid level as a tool of down hole pressure control |
| CN107288620A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-10-24 | 重庆科技学院 | 一种石油钻井井口防溢管钻井液液位智能检测装置 |
| CN206668251U (zh) * | 2017-04-14 | 2017-11-24 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种基于wifi的油井动液面监测系统 |
| CN207004512U (zh) * | 2017-06-29 | 2018-02-13 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种存储式油井动液面监测系统 |
| CN207212325U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-04-10 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种采用内爆声源装置气枪发射的油井动液面监测仪 |
-
2018
- 2018-09-30 CN CN201811161964.9A patent/CN109267997B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100238971A1 (en) * | 2007-06-25 | 2010-09-23 | Schlumberger Technology Corporation | Fluid level indication system and technique |
| CN102478849A (zh) * | 2011-04-25 | 2012-05-30 | 李英 | 一种抽油机节能采油自动控制系统 |
| WO2014149293A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto |
| WO2016204725A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Application of depth derivative of distributed temperature survey (dts) to identify fluid level as a tool of down hole pressure control |
| US20180119539A1 (en) * | 2015-06-15 | 2018-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Application of depth derivative of distributed temperature survey (dts) to identify fluid level as a tool of down hole pressure control |
| CN206668251U (zh) * | 2017-04-14 | 2017-11-24 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种基于wifi的油井动液面监测系统 |
| CN207004512U (zh) * | 2017-06-29 | 2018-02-13 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种存储式油井动液面监测系统 |
| CN107288620A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-10-24 | 重庆科技学院 | 一种石油钻井井口防溢管钻井液液位智能检测装置 |
| CN207212325U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-04-10 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种采用内爆声源装置气枪发射的油井动液面监测仪 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张乃禄等: "基于WiFi的油井动液面监测系统", 《现代电子技术》 * |
| 张乃禄等: "存储式油井动液面监测系统研制", 《现代电子技术》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110130878A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-08-16 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种钻完井、修井试油液面检测装置及方法 |
| CN110130878B (zh) * | 2019-06-26 | 2023-11-17 | 西安海联石化科技有限公司 | 一种钻完井、修井试油液面检测装置及方法 |
| CN112412401A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-02-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种采用无线测量的抽油机间抽控制系统及其方法 |
| CN112228044A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-01-15 | 胜利油田大源节能设备有限公司 | 一种内外爆一体化动液面测量装置以及测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109267997B (zh) | 2019-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109267997B (zh) | 集散式动液面监测方法 | |
| CN109356569A (zh) | 集散式动液面监测平台 | |
| CN103899300A (zh) | 一种基于示功图的二流量试井分析的方法及系统 | |
| CN205572431U (zh) | 一种智能视觉机器人的拼装系统 | |
| CN203241817U (zh) | 抽油机运行参数在线智能分析及控制系统 | |
| CN106869906A (zh) | 一种油井液面自动监测装置、方法及系统 | |
| CN110285964B (zh) | 一种风力发电机齿轮箱油液在线监测系统 | |
| CN106869863A (zh) | 一种气井全生命周期工艺试验系统 | |
| CN104453981B (zh) | 一种煤矿采动区煤层气井参数监测系统及方法 | |
| CN104196520A (zh) | 远程连续液面测量及油井间抽智能控制系统 | |
| CN108086965A (zh) | 基于动液面与套压的抽油控制系统及方法 | |
| CN204041061U (zh) | 一种煤层气气井自动液面测试仪 | |
| CN207004512U (zh) | 一种存储式油井动液面监测系统 | |
| CN205228986U (zh) | 高分子吸水树脂材料性能检测机构 | |
| CN208934686U (zh) | 集散式动液面监测系统 | |
| CN109991902A (zh) | 一种高原高海拔集中供氧远程控制系统 | |
| CN208934685U (zh) | 集中式动液面监测仪 | |
| CN206668251U (zh) | 一种基于wifi的油井动液面监测系统 | |
| CN202946145U (zh) | 一种油井动液面智能采集与监控系统 | |
| CN206057897U (zh) | 抽油机智能集成监控组件 | |
| CN205983252U (zh) | 一种可调控博物馆展柜恒湿系统 | |
| CN112761614A (zh) | 一种抽油机电功率计产装置和方法 | |
| CN203785711U (zh) | 一种真空设备中抽真空系统气体抽除速度测量装置 | |
| CN208763855U (zh) | 云端数据采集压缩空气系统 | |
| CN108334137B (zh) | 基于labview的壁挂炉实时在线调试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |