CN204677192U - 一种自增压油气井液位测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：它包括气枪和增压装置，气枪与增压装置之间通过天然气高压软管连接；气枪包括活动接头、发声腔体、法兰和储气腔体；发声腔体一端通过活动接头与井口阀门连接，另一端通过螺栓与法兰、储气腔体紧固连接；增压装置包括第一端盖、增压腔体、连接体、控制腔体、第二端盖和增压活塞；增压腔体设置在第一端盖和连接体之间，控制腔体设置在连接体和第二端盖之间，第一端盖、增压腔体、连接体、控制腔体和第二端盖依次通过螺栓紧固连接；增压活塞采用阶梯状活塞推杆，增压活塞的粗轴端固定在控制腔体内部；增压活塞的细轴端经连接体的中心孔进入增压腔体内部。本实用新型可以广泛应用于海上油井液面位置测试领域中。

Description

一种自增压油气井液位测试装置

技术领域

本实用新型涉及油井采油监测控制管理技术领域，特别是关于一种自增压油气井液位测试装置。

背景技术

油井生产过程中液面位置测试可以获取抽油机供液能力，确定采油泵沉没深度与工作状况。这对制定合理的油井工作制度，对合理开发油田具有重要意义。

目前常用的液面位置测量方法是次声波回声测量，其是利用高压气体释放瞬间产生波长长、干涉小的次声波脉冲，次声波脉冲经过油管与套管之间的环形空间向井下传播，遇到液面后会产生回波。通过井口微音传感器测试返回的油管接箍回波的时间或接箍个数对比完井管柱设计即可计算液面深度。而目前通常采用的现有设备的次声波发声方式有两种，一种是利用外部高压氮气气源的内爆式，另外一种是利用油井口压力向外放气的外爆式。内爆式装置需要定期更换气源，增加作业成本；外爆式装置只能被动利用井口气源，当井内压力不足时，便不能正常工作；即使是内外爆结合式装置也不能完全解决更换工作气源的缺点。由于海洋平台具有其特殊性，定期更换工作气源尤为麻烦。因此开发适合海上平台生产井使用的不需要外部气源的液位测试装置具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便、有效利用井内气体作为气源的自增压油气井液位测试装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：它包括气枪和增压装置，所述气枪与所述增压装置之间通过天然气高压软管连接；所述气枪包括活动接头、发声腔体、法兰和储气腔体；所述发声腔体一端通过所述活动接头与井口阀门连接，所述发声腔体另一端通过螺栓与所述法兰、储气腔体紧固连接；所述发声腔体与所述法兰之间构成发声室，所述法兰与所述储气腔体之间构成储气室；所述增压装置包括第一端盖、增压腔体、连接体、控制腔体、第二端盖和增压活塞；所述增压腔体设置在所述第一端盖和连接体之间，所述控制腔体设置在所述连接体和第二端盖之间，所述第一端盖、增压腔体、连接体、控制腔体和第二端盖依次通过螺栓紧固连接；所述第一端盖、增压腔体和连接体之间构成增压腔；所述连接体、控制腔体和第二端盖之间构成控制腔；所述增压活塞采用阶梯状活塞推杆，所述增压活塞粗轴端将所述控制腔分为控制腔左气室和控制腔右气室；所述增压活塞的细轴端经所述连接体的中心孔进入所述增压腔体内部。

所述气枪中，所述发声腔体一侧设置有一发声室出气孔，所述发声室出气孔通过一高压软管与所述增压装置连接；所述法兰内部设置有一发声腔，发声腔出气孔设置在所述法兰的中心面，发声腔进气孔设置在所述法兰的侧面；所述法兰的中心面上紧邻所述发声腔出气孔还设置有一微音传感器；所述储气腔体端部设置有储气室进气孔和储气室出气孔；所述储气室进气孔通过另一高压软管与所述增压装置连接；所述储气室出气孔通过管路与所述发声腔进气孔连接，所述管路上还设置有电磁阀和调节阀。

所述增压装置中，所述第一端盖上设置有与所述增压腔连通的第一端盖进气孔和第一端盖出气孔；所述第一端盖进气孔内设置有进气单向阀，所述第一端盖出气孔内设置有出气单向阀；所述出气单向阀通过所述高压软管与所述气枪的储气室进气孔连接；所述连接体两侧分别设置有与所述控制腔体内部连通的连接体进气孔和连接体出气孔；所述连接体进气孔和连接体出气孔内分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；所述第二端盖上设置有与所述控制腔体内部连通的第二端盖进气孔和第二端盖出气孔；所述第二端盖进气孔和第二端盖出气孔内分别设置有第三电磁阀和第四电磁阀；所述第一端盖进气孔、连接体进气孔和第二端盖进气孔通过直管连接所述另一高压软管后与所述气枪的发声室出气孔连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的开闭均由现有控制系统控制。

所述增压活塞的粗轴端外表面设置有磁环，所述磁环通过磁环压盖固定于所述增压活塞上，所述磁环压盖螺纹连接在所述增压活塞上；所述控制腔体两端分别设置有一用于检测所述增压活塞上所述磁环位置的霍尔传感器，两所述霍尔传感器所检测到的磁环的位置信号反馈到现有控制系统。

所述发声腔体还设置有一用于检测井内气体压力的压力表。

所述增压装置的第一端盖上设置有一用于检测所述增压腔内气体压力的压力表。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于气枪和增压装置之间设置有高压软管，井内气体可以通过活动接头进入气枪，进而进入增压装置产生合适的气枪起爆压力，不需要外部气源，解决了现有技术中需经常更换工作气源的缺点，更加适合海上采油平台使用。2、本实用新型由于气枪内设置有储气室，增压装置内设置有增压腔和控制腔，井内气体可以在增压装置的增压腔内持续增压，以达到所需的气枪起爆压力，解决了井内压力不足时无法正常工作的问题，可靠性高。3.本实用新型由于气枪的发声室与储气室之间管路上设置有调节阀，可以根据实际需要调节发声气流强度，使用更加灵活方便。本实用新型结构简单，使用方便，可以广泛应用于海上油井的液面位置测试中。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图

图2是本实用新型气枪结构示意图

图3是本实用新型增压装置结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型自增压油气井液位测试装置包括气枪1和增压装置2，气枪1与增压装置2之间通过天然气高压软管3连接。

如图2所示，气枪1包括活动接头10、发声腔体11、法兰12和储气腔体13。发声腔体11一端通过活动接头10与井口阀门连接，发声腔体11另一端通过螺栓14与法兰12、储气腔体13紧固连接。发声腔体11与法兰12之间构成发声室15，法兰12与储气腔体13之间构成储气室16。

如图3所示，增压装置2包括第一端盖20、增压腔体21、连接体22、控制腔体23、第二端盖24和增压活塞25。增压腔体21设置在第一端盖20和连接体22之间，控制腔体23设置在连接体22和第二端盖24之间，第一端盖20、增压腔体21、连接体22、控制腔体23和第二端盖24依次通过螺栓紧固连接。第一端盖20、增压腔体21和连接体22之间构成增压腔26，连接体22、控制腔体23和第二端盖24之间构成控制腔27。增压活塞25采用阶梯状活塞推杆，增压活塞25的粗轴端将控制腔27分为控制腔左气室271和控制腔右气室272；增压活塞25的细轴端经连接体22的中心孔进入增压腔体21内部。

上述实施例中，发声腔体11一侧设置有一发声室出气孔111，发声室出气孔111通过高压软管301与增压装置2连接。法兰12内部设置有一发声腔121，发声腔出气孔122设置在法兰12的中心面，发声腔进气孔123设置在法兰12的侧面。法兰12的中心面上紧邻发声腔出气孔122还设置有一微音传感器124。储气腔体13端部设置有储气室进气孔131和储气室出气孔132。储气室进气孔131通过高压软管302与增压装置2连接。储气室出气孔132通过管路133与发声腔进气孔123连接，管路133上设置有电磁阀134和调节阀135。

上述各实施例中，第一端盖20上设置有与增压腔26连通的第一端盖进气孔201和第一端盖出气孔202，且第一端盖进气孔201内设置有进气单向阀203，第一端盖出气孔202内设置有出气单向阀204，出气单向阀204通过高压软管301与气枪1的储气室进气孔131连接。连接体22两侧分别设置有与控制腔体23内部连通的连接体进气孔221和连接体出气孔222，且连接体进气孔221和连接体出气孔222内分别设置有第一电磁阀223和第二电磁阀224。第二端盖24上设置有与控制腔体23内部连通的第二端盖进气孔241和第二端盖出气孔242，且第二端盖进气孔241和第二端盖出气孔242内分别设置有第三电磁阀243和第四电磁阀244。第一端盖进气孔201、连接体进气孔221和第二端盖进气孔241通过直管连接高压软管302后与气枪1的发声室出气孔111连接。第一电磁阀223、第二电磁阀224、第三电磁阀243和第四电磁阀244的开闭均由现有控制系统控制。

上述各实施例中，增压活塞25的粗轴端外表面设置有磁环251，磁环251通过磁环压盖252固定于增压活塞25上，磁环压盖252螺纹连接在增压活塞25上。控制腔体23两端分别设置有一用于检测增压活塞25上磁环251位置的霍尔传感器231、232，两霍尔传感器231、232将检测到的磁环251的位置信号反馈到现有控制系统。

上述实施例中，气枪1的发声腔体11上设置有一用于检测井内气体压力的压力表112。

上述各实施例中，增压装置2的第一端盖20上设置有一用于检测增压腔26内气体压力的压力表201。

上述各实施例中，发声腔体11与法兰12连接面采用密封圈密封。

上述各实施例中，连接体22中心孔外部设置有若干密封圈，使得增压腔26和控制腔27完全密闭隔离。

上述各实施例中，增压活塞25粗端部外表面设置有若干密封圈，使得控制腔左气室271和控制腔右气室272完全密闭隔离。

本实用新型自增压油气井液位测试装置的工作原理为：

首先将气枪1的活动接头10与井口阀门连接，此时井内气体通过活动接头10进入发声室15，并由发声室出气孔111进入高压软管301。控制系统利用两霍尔传感器231、232检测磁环251的信号进而判断增压活塞25的位置，反馈控制第一电磁阀223、第二电磁阀224、第三电磁阀243和第四电磁阀244的开闭，交替切换控制气路方向使控制腔左气室271和控制腔右气室272交替充放气，推动增压活塞25往复移动，进而使增压活塞25的细轴端往复进出增压腔26，改变增压腔26体积、压缩增压腔26内气体进入储气室16。

具体的，初始化设定增压活塞25获得初始动力，向控制腔右气室272方向运动。此时，霍尔传感器232检测到增压活塞25上磁环251接近自身位置，将检测到的位置信号发送到控制系统。控制系统打开第二电磁阀224和第三电磁阀243，使得井内气体由高压软管301通过第二端盖进气孔241进入控制腔右气室272，推动增压活塞25向控制腔左气室261方向运动，控制腔左气室271内多余气体通过连接体出气孔222排出。由于增压活塞25为阶梯形状，控制腔27内增压活塞25粗轴端的面积是增压腔26内增压活塞25细轴端面积的三倍，根据压差面积法可知，增压腔26内气体压强将是控制腔27的三倍。由于第一端盖出气孔201内设置有单向出气阀204，第一端盖进气孔202内设置有单向进气阀204，故当增压活塞25细轴端进入增压腔26时，增压腔26内气体因体积减小只能由第一端盖出气孔201经高压软管302进入气枪1的储气室16进行储存。

同理，当霍尔传感器231检测到增压活塞25上磁环251接近自身位置时，将检测到的位置信号发送到控制系统。控制系统打开第一电磁阀223和第四电磁阀244，并关闭第二电磁阀224和第三电磁阀243，使得井内气体由高压软管301经连接体进气孔221进入控制腔左气室271内，推动增压活塞向控制腔右气室272方向运动，控制腔右气室272内多余气体通过第二端盖出气孔242排出。当增压活塞25的细轴端背离增压腔26时，增压腔26内气体因体积增大只能从井内吸气。

当需要发射声波时，控制系统打开电磁阀134，并通过调节调节阀135打开孔径大小调节发声气流强度，使得储气室16内高压气体通过储气室出气孔132、调节阀135、电磁阀134和管路133组成的发声气路传输到发声腔121内产生次声波。次声波在发声室15内通过活动接头10传到井内环空。井内产生的回声则通过活动接头10进入发声室15内最终被微音传感器124接收，并发送到控制系统进行液面深度的计算。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：它包括气枪和增压装置，所述气枪与所述增压装置之间通过天然气高压软管连接；

所述气枪包括活动接头、发声腔体、法兰和储气腔体；所述发声腔体一端通过所述活动接头与井口阀门连接，所述发声腔体另一端通过螺栓与所述法兰、储气腔体紧固连接；所述发声腔体与所述法兰之间构成发声室，所述法兰与所述储气腔体之间构成储气室；

所述增压装置包括第一端盖、增压腔体、连接体、控制腔体、第二端盖和增压活塞；所述增压腔体设置在所述第一端盖和连接体之间，所述控制腔体设置在所述连接体和第二端盖之间，所述第一端盖、增压腔体、连接体、控制腔体和第二端盖依次通过螺栓紧固连接；所述第一端盖、增压腔体和连接体之间构成增压腔；所述连接体、控制腔体和第二端盖之间构成控制腔；所述增压活塞采用阶梯状活塞推杆，所述增压活塞的粗轴端将所述控制腔分为控制腔左气室和控制腔右气室；所述增压活塞的细轴端经所述连接体的中心孔进入所述增压腔体内部。

2.如权利要求1所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述气枪中，所述发声腔体一侧设置有一发声室出气孔，所述发声室出气孔通过一高压软管与所述增压装置连接；

所述法兰内部设置有一发声腔，发声腔出气孔设置在所述法兰的中心面，发声腔进气孔设置在所述法兰的侧面；所述法兰的中心面上紧邻所述发声腔出气孔还设置有一微音传感器；

所述储气腔体端部设置有储气室进气孔和储气室出气孔；所述储气室进气孔通过另一高压软管与所述增压装置连接；所述储气室出气孔通过管路与所述发声腔进气孔连接，所述管路上还设置有电磁阀和调节阀。

3.如权利要求1所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述增压装置中，所述第一端盖上设置有与所述增压腔连通的第一端盖进气孔和第一端盖出气孔；所述第一端盖进气孔内设置有进气单向阀，所述第一端盖出气孔内设置有出气单向阀；所述出气单向阀通过所述高压软管与所述气枪的储气室进气孔连接；

所述连接体两侧分别设置有与所述控制腔体内部连通的连接体进气孔和连接体出气孔；所述连接体进气孔和连接体出气孔内分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；

所述第二端盖上设置有与所述控制腔体内部连通的第二端盖进气孔和第二端盖出气孔；所述第二端盖进气孔和第二端盖出气孔内分别设置有第三电磁阀和第四电磁阀；

所述第一端盖进气孔、连接体进气孔和第二端盖进气孔通过直管连接所述另一高压软管后与所述气枪的发声室出气孔连接；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的开闭均由现有控制系统控制。

4.如权利要求2所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述第一端盖上设置有与所述增压腔连通的第一端盖进气孔和第一端盖出气孔；所述第一端盖进气孔内设置有进气单向阀，所述第一端盖出气孔内设置有出气单向阀；所述出气单向阀通过高压软管与所述气枪的储气室进气孔连接；

所述连接体两侧分别设置有与所述控制腔体内部连通的连接体进气孔和连接体出气孔；所述连接体进气孔和连接体出气孔内分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；

所述第二端盖上设置有与所述控制腔体内部连通的第二端盖进气孔和第二端盖出气孔；所述第二端盖进气孔和第二端盖出气孔内分别设置有第三电磁阀和第四电磁阀；

所述第一端盖进气孔、连接体进气孔和第二端盖进气孔通过直管连接所述另一高压软管后与所述气枪的发声室出气孔连接；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的开闭均由现有控制系统控制。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述增压活塞的粗轴端外表面设置有磁环，所述磁环通过磁环压盖固定于所述增压活塞上，所述磁环压盖螺纹连接在所述增压活塞上；所述控制腔体两端分别设置有一用于检测所述增压活塞上所述磁环位置的霍尔传感器，两所述霍尔传感器所检测到的磁环的位置信号反馈到现有控制系统。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述发声腔体还设置有一用于检测井内气体压力的压力表。

7.如权利要求5所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述发声腔体还设置有一用于检测井内气体压力的压力表。

8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述增压装置的第一端盖上设置有一用于检测所述增压腔内气体压力的压力表。

9.如权利要求5所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述增压装置的第一端盖上设置有一用于检测所述增压腔内气体压力的压力表。

10.如权利要求6所述的一种自增压油气井液位测试装置，其特征在于：所述增压装置的第一端盖上设置有一用于检测所述增压腔内气体压力的压力表。