CN204462875U - 一种水源井深水位监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气开采技术领域，具体是一种水源井深水位监控系统。本实用新型实施例提供了一种水源井深水位监控系统，包括，深水位监测装置，监控服务器；深水位监测装置进一步包括，传感器，通信单元，射频导纳液位变送器，RF电压跟随器，防粘附保护套；射频导纳液位变送器与传感器相连接，防粘附保护套包裹与传感器的一部分，RF电压跟随器连接于射频导纳液位变送器与防粘附保护套之间，射频导纳液位变送器还与水源井的管壁相连接；传感器用于监测水源井中水的状况，通过通信单元向监控服务器反馈水信息；监控服务器根据水信息控制水源井中的电潜泵抽水或者停止。以此，可以对水源井进行实时监控，防止电潜泵损坏，并且能够降低电潜泵的能耗。

Description

一种水源井深水位监控系统

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术领域，特别涉及一种水源井深水位监控系统。

背景技术

目前，油田水源井主要存在的问题有：

大部分水源井水位处于失控状态，区域水位无法监测，给后期油水布井带来了困难，单井水位无法监测，水量下降，水源井供水不足，注水不够，地层压力降低，采收率减少，直接影响了原油产量的完成。

水源井因未装水位监控装置，动液面无法监测，每次修井时，只能通过出水管观察静液面，每年因水抽干不能及时断掉电源，烧坏的泵占电潜泵总数的15％左右，电潜泵空转不只不安全，还存在浪费大量电能的问题。导致修井周性期短、费用高，员工劳动强度大；

水源井液位监测资料缺失，记载不完整，水位、出水压力、出水流量、电潜泵的电压、电流、功率因数等生产参数不能实时远传，满足不了现阶段数字化油田建设的需要。

实用新型内容

为了解决现有技术中对水源井无法实时监控，倒是水源井的电潜泵能好过高，并且容易损坏的问题提出了一种水源井深水位监控系统。

本实用新型实施例提供了一种水源井深水位监控系统，包括，

深水位监测装置，监控服务器；

所述深水位监测装置进一步包括，传感器，通信单元，射频导纳液位变送器，RF电压跟随器，防粘附保护套；

所述射频导纳液位变送器与所述传感器相连接，所述防粘附保护套包裹与所述传感器的一部分，所述RF电压跟随器连接于所述射频导纳液位变送器与所述防粘附保护套之间，所述射频导纳液位变送器还与水源井的管壁相连接；所述传感器用于监测所述水源井中水的状况，通过所述通信单元向所述监控服务器反馈水信息；

所述监控服务器根据所述水信息控制所述水源井中的电潜泵抽水或者停止。

根据本实用新型实施例提供的一种水源井深水位监控系统的一个进一步的方面，所述传感器还包括，压力传感器、流量传感器、水位传感器和电潜泵传感器，所述压力传感器用于监测所述水源井中的水压，所述流量传感器用于监测所述水源井中水的流量，所述水位传感器用于监测所述水源井中水的液位，电潜泵传感器用于检测所述电潜泵的工作参数，所述水信息包括水源井中的水压信息、水的流量信息、水位信息和电潜泵的工作参数。

根据本实用新型实施例提供的一种水源井深水位监控系统的再一个进一步的方面，所述通信单元包括，无线通信单元或有线通信单元。

根据本实用新型实施例提供的一种水源井深水位监控系统的另一个进一步的方面，所述无线通信单元包括WiFi通信单元，蓝牙通信单元或Zigbee通信单元；所述有线通信单元包括，以太网通信单元，串口通信单元或者USB接口。

根据本实用新型实施例提供的一种水源井深水位监控系统的另一个进一步的方面，所述监控服务器还包括声光报警单元，用于当所述水信息超过相应的门限值时发出警报。

根据上述实施例可以水源井进行实时监控，防止电潜泵损坏，并且能够降低电潜泵的能耗。

附图说明

结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本实用新型的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。

图1给出了根据本实用新型的实施例一种水源井深水位监控系统的结构图；

图2所示为本实用新型实施例深水位监测装置的具体结构图；

图3所示为本实用新型实施例监控服务器的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了进行重复性的电路仿真的方法和系统。下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本实用新型。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本实用新型的实质和范围的情况下，本实用新型定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本实用新型不只限于所示的实施例，本实用新型涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。

下面的详细说明以流程图、逻辑模块和其他的符号操作表达的形式给出，可以在计算机系统上执行。一个程序、计算机执行步、逻辑块，过程等，在这里被设想为得到所希望的结果的一个或多个步骤或指令的自洽序列。这些步骤是对物理量的物理操作。这些物理量包括电、磁或者无线电信号，它们在计算机系统中被存储、传输、组合、比较以及其他操作。这些信号可是比特、数值、元素、符号、字符、条件、数字等。每个步骤都可以通过硬件、软件、固件或它们的组合执行。

本实用新型具体提供一种水源井深水位监控系统，具体包含：深水位监测装置，监控服务器；所述深水位监测装置进一步包括，传感器，通信单元，射频导纳液位变送器，RF电压跟随器，防粘附保护套；所述射频导纳液位变送器与所述传感器相连接，所述防粘附保护套包裹与所述传感器的一部分，所述RF电压跟随器连接于所述射频导纳液位变送器与所述防粘附保护套之间，所述射频导纳液位变送器还与水源井的管壁相连接；所述传感器用于监测所述水源井中水的状况，通过所述通信单元向所述监控服务器反馈水信息；所述监控服务器根据所述水信息控制所述水源井中的电潜泵抽水或者停止。

该水源井深水位监控系统请参考图1与图2所示，图1给出了根据本实用新型的实施例一种水源井深水位监控系统的结构图。

包括深水位监测装置101，监控服务器102。

所述深水位监测装置101进一步包括，传感器1011，通信单元1012，

所述传感器1011用于监测所述水源井中水的状况，通过所述通信单元1012向所述监控服务器102反馈水信息。

所述监控服务器102根据所述水信息控制所述水源井中的电潜泵抽水或者停止。

作为本实用新型的一个实施例，所述传感器1011还包括，压力传感器、流量传感器、水位传感器和电潜泵传感器。其中所述压力传感器用于监测所述水源井中的水压，所述流量传感器用于监测所述水源井中水的流量，所述水位传感器用于监测所述水源井中水的液位，电潜泵传感器用于检测所述电潜泵的工作参数；所述水信息包括水源井中的水压信息、水的流量信息、水位信息和电潜泵的工作参数。

所述水位传感器可以采用三端技术，在电路单元测量信号上引出一根线，经同相放大器放大，其输出与同轴电缆屏蔽层相连，然后又连到探头的屏蔽层上。该同相放大器输出信号与输入单位等电位、同相位、同频率但互相隔离。由于同轴电缆中的中心线与外层屏蔽之间存在上述关系，所以二者没有电位差，也就没有电流流过，相当于二者之间没有电容或电容等于零。

作为本实用新型的一个实施例，所述通信单元1012包括，无线通信单元或有线通信单元。

作为本实用新型的一个实施例，所述无线通信单元包括WiFi通信单元，蓝牙通信单元或Zigbee通信单元；所述有线通信单元包括，以太网通信单元，串口通信单元或者USB接口。

作为本实用新型的一个实施例，所述监控服务器102还包括声光报警单元，用于当所述水信息超过相应的门限值时发出警报。

根据上述本实用新型的实施例，通过监测水源井中水的各种参数，并将该参数传送给远端服务器，可以实现水源井的远程监控，根据液位信息使被水源井供水调节量得到更平稳的调节，增强了系统的稳定性和可靠性，减少了空载，提高了电潜泵功率因数，保证电潜泵的功率与实际负荷相匹配，达到系统节能运行的目的。功率因数可提高到0.98以上，综合节电率可达到10％以上。

如图2所示为本实用新型实施例深水位监测装置的具体结构图。

在该图中包括，水源井201，液位传感器202，射频导纳液位变送器203，RF电压跟随器204，防粘附保护套205。

所述液位传感器202置于所述水源井201中，所述射频导纳液位变送器203与所述液位传感器202相连接，所述防粘附保护套205包裹与所述液位传感器202的一部分，所述RF电压跟随器204连接于所述射频导纳液位变送器203与所述防粘附保护套205之间，所述射频导纳液位变送器203还与所述水源井201的管壁相连接。

所述射频导纳液位变送器203采用Cote-Shield技术，排除液位传感器202的探测极棒上粘附水对监测结果的影响，当在探测极棒上粘附水时，液位传感器202产生高频信号，一路送往探测极棒，一路通过所述RF电压跟随器204送往防粘附保护套205，该传输到防粘附保护套205的高频信号大小、相位都是与探测极棒上的信号相同，由于防粘附保护套205与水源井201的井壁构成一个电容，所以加在所述防粘附保护套205上的高频信号就会使得该电容区域饱和，以至于所述探测极棒上的高频信号无法通过防粘附保护套205进入井壁，从而防止探测极棒上的水影响监测结果。当水源井201内大量水接触液位传感器202的探测极棒时，探测极棒上的电流绕过饱和区流向井壁，从而产生有水存在的监测信号。

所述射频导纳液位变送器203将电潜泵作为电容的一个极，水源井液位传感器202作为另一个极，水作为电解质，将介质的阻抗和容抗信息综合在一起，以被测水介质浸没探 测极棒的高度变化，经电路转换为与所述浸没高度对应的4～20mA电流信号输出到高频转换器上。利用高频技术，产生一个小功率射频信号于探测极棒上(电流信号应用高频技术转换为高频信号)，该探测极棒作为敏感元件，将来自物位介电常数引起的信号变化反馈给射频导纳液位变送器203，由于这些变化包括电容量和电导量的变化，间接检出水位的变化。

根据水位的变化通过控制电潜泵的启、停实现对水源井抽水的控制。

如图3所示为本实用新型实施例监控服务器的结构示意图。

包括通信单元301，处理器302，电潜泵控制器303，变频器304，工作状态提示单元305。

在本实施例中，通信单元301包括有线网络或者无线网络的通信单元，与深水位监测装置的通信单元相连接，获取深水位监测装置采集的水信息。

处理器302用于将上述水信息与门限值比较，当水信息超过所述门限值则发出抽水指令，否则发出停止电潜泵指令。或者处理器302还可以根据水信息发出加快或者减慢电潜泵工作的控制指令。

当然，在上述比较中，还可以包括将深水位监测装置监测到的水源井的压力参数、流量参数与相应的门限值比较，当超出门限值时，输出抽水或者停止的命令，并且还可以将电潜泵的参数与相应的门限值比较，当电潜泵的温度或者转速超过门限值时，则可以输出降低电潜泵的转速或者输出功率等命令。

所述电潜泵控制器303用于根据所述处理器302输出的指令通过所述通信单元301向电潜泵输出控制指令，将所述控制指令转换为高低电平，即，将处理器302输出的控制指令转换成电潜泵的工作电平。

所述变频器304用于根据处理器302的控制指令生成控制电潜泵进行低速、中速或高速的具体工作频率，将该工作频率传送给电潜泵控制器303转换为工作参数后通过通信单元301发送给电潜泵。

所述工作状态提示单元305用于根据处理器302采集到的水源井的水信息后，产生相应的指示信号，可以包括不同颜色的指示灯(每种颜色的指示灯指示水源井的水信息，或者电潜泵的状态)；或者包括液晶显示器，用于实时显示水源井的水信息；或者还可以包括扬声器，用于根据处理器302输出的报警信息发出报警音频。

通过上述技术方案的装置解决了油田水源井水位没有历史记录、就地数字显示、水位超高报警、超低停泵、数据不能实时远程监测，实现了水源井水位远程监控，提高了管 理效率，降低工人的劳动强度，延长了修井周期；可方便地实现自动控制，根据液位信息使被水源井供水调节量得到更平稳的调节，增强了系统的稳定性和可靠性；减少了电潜泵的空载，提高了电潜泵功率因数，保证电潜泵的功率与实际负荷相匹配，达到系统节能运行的目的。功率因数可提高到0.98以上，综合节电率可达到10％以上。

本实用新型可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本实用新型可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个数据处理器以及数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。

在相关领域中的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所实用新型的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本实用新型的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本实用新型和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。

Claims (5)

1.一种水源井深水位监控系统，其特征在于包括，

深水位监测装置，监控服务器；

所述深水位监测装置进一步包括，传感器，通信单元，射频导纳液位变送器，RF电压跟随器，防粘附保护套；

所述射频导纳液位变送器与所述传感器相连接，所述防粘附保护套包裹与所述传感器的一部分，所述RF电压跟随器连接于所述射频导纳液位变送器与所述防粘附保护套之间，所述射频导纳液位变送器还与水源井的管壁相连接；

所述传感器用于监测所述水源井中水的状况，通过所述通信单元向所述监控服务器反馈水信息；

所述监控服务器根据所述水信息控制所述水源井中的电潜泵抽水或者停止。

2.根据权利要求1所述的一种水源井深水位监控系统，其特征在于，所述传感器还包括，压力传感器、流量传感器、水位传感器和电潜泵传感器，所述压力传感器用于监测所述水源井中的水压，所述流量传感器用于监测所述水源井中水的流量，所述水位传感器用于监测所述水源井中水的液位，电潜泵传感器用于检测所述电潜泵的工作参数，所述水信息包括水源井中的水压信息、水的流量信息、水位信息和电潜泵的工作参数。

3.根据权利要求1所述的一种水源井深水位监控系统，其特征在于，所述通信单元包括，无线通信单元或有线通信单元。

4.根据权利要求3所述的一种水源井深水位监控系统，其特征在于，所述无线通信单元包括WiFi通信单元，蓝牙通信单元或Zigbee通信单元；所述有线通信单元包括，以太网通信单元，串口通信单元或者USB接口。

5.根据权利要求1所述的一种水源井深水位监控系统，其特征在于，所述监控服务器还包括声光报警单元，用于当所述水信息超过相应的门限值时发出警报。