CN205027412U - 井下油水界面检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井下油水界面检测仪。该井下油水界面检测仪包括检测传感器D，检测传感器D上具有多个检测结构，多个检测结构的第一端电连接，第二端为沿高度方向依次间隔设置的连接触点，每个检测结构均包括检测电阻器R；地面检测仪M，地面检测仪M与检测传感器D连接，向检测传感器D输出测量电压Vc，并检测流经检测传感器D的测量电流Ic，以根据测量电流Ic判断油水界面高度。该井下油水界面检测仪可以提高检测效果。

Description

井下油水界面检测仪

技术领域

本实用新型涉及地下盐穴储气库造腔工程技术领域，具体而言，涉及一种井下油水界面检测仪。

背景技术

盐穴储气库造腔是指在一定的控制条件下，把淡水或不饱和卤水注入地下盐层中，通过溶解盐岩并排出卤水，从而在地下形成特定形态的储存空间。为了保证该工程的实施，需要从井筒中的造腔内管向地下盐层中注入淡水，在经过充分溶解岩盐后，再将含盐的卤水通过造腔内管和造腔外管之间的环空连续排出至地面，从而实现在地下盐层中形成一定体积的空间。为了保证该空间具有一个稳定的形状，就需要在造腔外管与生产套管及井壁的环空内注入作为保护层材料的柴油并且到达指定位置，以有效控制淡水溶解岩盐的范围，实现设计的稳定腔体形态。

腔体建造过程中，柴油与卤水的界面位置直接影响到稳定腔体形状的形成，因此准确检测柴油与卤水的界面位置对盐穴储气库造腔工程具有重要意义。目前国内外采用的柴油与卤水的界面检测通常是将界面检测传感器安装在造腔外管外壁上，随造腔外管一起下入井内，以检测注入的柴油是否到达设计深度，以便及时调整，保证安全造腔。

现有油水界面检测仪由地面检测设备M、井下检测传感器D和单芯铠装电缆L组成。地面检测设备M通过单芯铠装电缆L与井下检测传感器D相连。

现有技术存在三项不足之处。一是检测传感器D长度在1米左右，不能满足油水界面测量深度范围在一段较大范围的测量要求。二是缺乏井下检测传感器D故障和状态检测功能。三是在井下温度较高的情况下，需要提高传感器的工作温度。由于存在上述三项不足之处，成为油水界面检测仪推广应用需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种井下油水界面检测仪，以解决现有技术中的井下检测传感器检测效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种井下油水界面检测仪，包括：检测传感器D，检测传感器D上具有多个检测结构，多个检测结构的第一端电连接，第二端为沿高度方向依次间隔设置的连接触点，每个检测结构均包括检测电阻器R；地面检测仪M，地面检测仪M与检测传感器D连接，向检测传感器D输出测量电压Vc，并检测流经检测传感器D的测量电流Ic，以根据测量电流Ic判断油水界面高度。

进一步地，检测传感器D包括绝缘的基体，检测结构设置在基体上。

进一步地，检测结构包括：导电触点，导电触点固定设置在基体上，并突出基体的外表面；保护件，保护件设置在基体内，连接在导电触点与检测电阻器R之间。

进一步地，保护件为保护二级管d，保护二级管d的正端连接导电触点，保护二级管d的负端连接检测电阻器R。

进一步地，地面检测仪M包括：电流表，电流表与检测传感器D连接，并检测检测传感器D上的测量电流Ic；电压表，电压表与检测传感器D连接，并检测在检测传感器D上的检测电压Vc；工作电源E1，工作电源E1与电流表连接，并向电流表供电；测量电源E2，测量电源E2与检测传感器D连接，并向检测传感器D施加检测电压Vc。

进一步地，电流表为数字电流表M1，数字电流表M1具有正输入极和负输入极，数字电流表M1的负输入极接地，电压表为数字电压表M2，数字电压表M2具有正输入极和负输入极，地面检测仪M还包括：电压调整器I1，电压调整器I1包括引脚a、引脚o和引脚i，引脚a与数字电压表M2的负输入极连接，数字电压表M2的负输入极连接至检测传感器D，引脚o与数字电流表M1的正输入极和数字电压表M2的正输入极连接，引脚i与测量电源E2连接。

进一步地，引脚a与数字电压表M2的负输入极之间串联有测量电压调节电位计R1。

进一步地，测量电压调节电位计R1的正极与引脚o之间连接有电阻器R2。

进一步地，数字电流表M1还包括正供电极和负供电极，数字电压表M2还包括正供电极和负供电极，地面检测仪M还包括：电压调整器I2，电压调整器I2包括引脚1、引脚2和引脚3，引脚1与工作电源E1的正极连接，引脚2、数字电流表M1的负供电极、数字电压表M2的负供电极和工作电源E1的负极均连接，引脚3与数字电流表M1的正供电极和数字电压表M2的负供电极连接。

进一步地，地面检测仪M还包括测量按钮开关K，测量按钮开关K具有第一对常开触点和第二对常开触点，第一对常开触点的一个触点与工作电源E1的正极连接，第一对常开触点的另一个触点与引脚1连接，第二对常开触点的一个触点与测量电源E2的正极连接，第二对常开触点的另一个触点与引脚i连接。

进一步地，测量按钮开关K的第二对常开触点与引脚i之间设置有保险丝F。

进一步地，工作电源E1和测量电源E2均为电池。

进一步地，地面检测仪M与检测传感器D之间通过单向铠装电缆L连接，检测传感器D与单向铠装电缆L的芯线连接。

应用本实用新型的技术方案，地面检测设备M采用数字电流表M1、数字电压表M2分别显示测量电流和测量电压，测量精度高，可精确测量井下油水界面。

地面检测设备M测量电路耗电量小，适应我国盐穴储气库造腔工作现场目前无交流电源的工作环境。

检测传感器D具有3米长度，具有油水界面检测深度范围较大的特点，可满足盐穴储气库造腔要求在一段井深较大范围的油水界面检测要求。由于检测传感器D采用电阻器为主要检测器件，传感器工作温度可达95℃。

检测传感器D具有10个检测用不锈钢触点C，即10个检测点，相距30厘米。这种结构特点可保证在满足测量精度的前提下，尽可能降低井下卤水对检测传感器D盐膜污染影响。因为卤水对检测传感器D的盐膜污染，对油水界面检测所造成的影响与检测传感器D具有的检测用不锈钢触点C的个数(即检测点个数)成正比。

井下油水界面检测仪可及时发现检测传感器D安装下井过程中存在损坏漏电或单芯铠装电缆L芯线与检测传感器D之间密封连接存在漏电等故障，采取措施予以排除。

井下油水界面检测仪利用可调电压检测可以识别井下油水界面正常检测状态与污染检测状态，提出了检测污染的措施，实现井下油水界面的精确测量。

采用测量按钮开关K工作方式可以避免采用普通开关由于未及时关机导致电源电能迅速耗尽，亦可避免采用普通开关由于未及时关机导致井下高温环境中的检测传感器D长时间处于导电检测工作状态，使得井下检测传感器D内电子器件产生的热量积累升温导致检测传感器D的损坏。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的实施例的盐穴储气库造腔过程油水界面检测示意图；以及

图2示出了根据本实用新型的实施例的检测传感器的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的实施例的检测传感器的剖视结构原理图；

图4示出了根据本实用新型的实施例的地面检测设备的原理图；

图5示出了根据本实用新型的实施例的井下油水界面检测仪检测的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至5所示，进行造腔过程中，通过造腔内管90注水，造腔内管90外套设有造腔外管70，造腔外管70外套设有套管50。造腔内管90的管内腔91内为注水通道，造腔外管70与造腔内管90之间的内环形通道81为排出卤水的通道，套管50与造腔外管70之间外环形通道61为注入柴油的通道。套管50下是裸眼井段11。

工作时，通过外环形通道61注入柴油，通过柴油的压力将卤水通过内环形通道81排出，柴油与卤水的分界即为油水界面20。检测传感器D浸泡在卤水与柴油中。图1中，通过造腔内管90连续向盐层注水，溶解盐层，再将含盐的卤水通过造腔内管90与造腔外管70之间的内环形通道81连续排出至地面，达到在盐层中造腔的目的。为了控制盐层中溶解盐层形成的腔体形状，需在造腔外管70与套管50的外环形通道61内注入柴油到达盐层内的预定深度。该深度下的盐层可溶解，该深度以上的盐层则不会溶解，由此在盐层中形成造腔设计中预定形状的腔体。为了将柴油注入到预定深度位置，必需在预定深度位置造腔外管70外壁上安装检测传感器D，检测注入柴油是否到达预定深度，以便及时调整，保证安全造腔。现有井下油水界面检测仪由地面检测设备和井下检测传感器组成，通过单芯铠装电缆相连。本实用新型的检测传感器D具有3米长度，具有油水界面检测深度范围较大的特点，可满足盐穴储气库造腔要求在一段井深较大范围的油水界面检测要求。

检测传感器D由树脂基复合材料底板及镶嵌固化在其上表面的10个不锈钢触点C构成。检测传感器D的1端有1个电缆连接密封装置41，与单芯铠装电缆L相连。检测传感器D长3米，宽40毫米，厚16毫米。不锈钢触点C直径10毫米。两个不锈钢触点C之间间距200毫米。每只检测传感器上共有10个不锈钢触点C。不锈钢触点C的数量越多，间隔越小检测精度越高，但相应的数量越多越容易受到盐膜影响而造成误判，故而不锈钢触点C的数量应尽量适中。

检测传感器D的树脂基复合材料底板材料表面上镶嵌固化10个不锈钢触点C。检测传感器D和单芯铠装电缆L通过电缆连接密封装置41相连。

不锈钢触点C圆杆部、电缆连接件底座均固化在树脂基复合材料底板内；10个保护二极管d、10个检测电阻器R、检测电阻器R的并连线42和所有器件间连接导线均由和底板同类的树脂基复合材料填埋覆盖。电路上10个检测电阻器R一端接其对应的保护二极管d负端，另一端均与检测传感器D内部检测电阻器R并连线42相连。保护二极管d正端与不锈钢触点C相连。内部检测电阻器R并连线与电缆密封连接件相连。当不锈钢触点C为柴油所覆盖，无电流从大地流入检测电阻器R；当不锈钢触点为卤水所覆盖，电流从大地流入检测电阻器R。

地面检测设备M的两个测量端正端通过造腔外管70与大地相连，负端与单芯铠装电缆L芯线相连。

检测传感器D由树脂基绝缘材料制造，长3米，长半圆柱形，固定安装在该传感器检测深度的造腔外管70外侧。每支检测传感器D内部有10个电阻值均为2KΩ、一端并联的检测电阻器R。所有检测电阻器R的另一端则分别连接一只保护二极管d的负端，所有保护二极管d的正端则分别连接安装在检测传感器D上、相互之间等间距为30厘米的圆形不锈钢触点C的底部。保护二极管保护检测传感器D的不锈钢触点C免于电解反应腐蚀。

进行油水界面检测时，当不锈钢触点为柴油所覆盖，无电流从大地流入恒流源电路H；当不锈钢触点为卤水所覆盖，电流从大地流入恒流源电路，地面检测设备M可检测计算出井下油水界面深度。

本实施例的井下油水界面检测仪包括地面检测设备M、检测传感器D和单芯铠装电缆L。地面检测设备M通过单芯铠装电缆L与检测传感器D相连。

地面检测设备M包括数字电流表M1、数字电压表M2、测量按钮开关K、测量电压调节电位计R1、电阻器R2、电压调整器I1、电压调整器I2、保险丝F、为数字电流表M1和数字电压表M2供电的工作电源E1、测量电源E2等。

数字电流表M1的量程为200mA。数字电压表M2的量程为20V。保险丝F为200mA。工作电源E1和测量电源E2均使用18V电池。

参见图4，工作电源E1负端分别直接连接到数字电流表M1、数字电压表M2的供电电源负端其正端与测量按钮开关K连接。

测量按钮开关K有两对常开触点，其中一对常开触点接通工作电源E1的正端至9V电压调整器I2，电压调整器I2输出9V电压至数字电流表M1和数字电压表M2的供电电源正端。另一对常开触点接通测量电源E2正端至测量电压调节电路，该测量电压调节电路由电压调整器I1、测量电压调节电位计R1、电阻器R2组成。

其中，测量电源E2＝18V，测量电压Vc≈1.25(1+R1/R2)。调节测量电压调节电位计R1，使测量电压Vc在2.5V至12.5V连续可调。输出的测量电压Vc经由数字电流表M1测量检测传感器D的测量电流Ic。数字电压表M2测量输出测量电压Vc值，输出的测量电压Vc值和测量电流Ic值一起用以计算检测传感器D上的油水界面。

测量按钮开关K具有同时接通地面检测设备M的9V工作电源和井下测量电压Vc的功能。由于人工按下测量按钮开关K检测系统工作，松开测量按钮开关K检测系统断电停止工作，每次油水界面检测仅需数秒即可完成。重要是，测量按钮开关K工作方式不仅可以避免采用普通开关由于未及时关机导致的数字电流表M1和数字电压表M2的工作电源E2的电能迅速耗尽，更可避免采用普通开关由于未及时关机导致井下高温环境中的检测传感器D长时间处于导电检测工作状态，使得检测传感器D内电子器件产生的热量积累升温导致检测传感器D的损坏。

测量时，测量按钮开关K接通测量电压通道，输出经测量电压调节电位计R1调节的输出值在2.5V—12.5V之间的测量电压Vc，经保险丝F1、数字电流表M1连接到大地。大地为测量回路通道的一部分。数字电流表M1检测测量电流Ic。测量电压Vc的负端接单芯铠装电缆L的芯线。单芯铠装电缆L的芯线与检测传感器D相连。数字电压表M2显示输出的经测量电压调节电位计R1调节的输出的2.5V—12.5V测量电压Vc。地面检测设备M的检测电源正极连接到单芯铠装电缆L外铠皮(大地)，与测量电压Vc负端连接到单芯铠装电缆L芯线的底部检测传感器D形成检测回路。

参见图2和3，检测传感器D包括基体31、导电触点、检测电阻器R和保护二极管d。基体31由树脂基绝缘材料制造，长3米，为长半圆柱形，其固定安装在该检测传感器D检测深度的造腔外管外侧。每支检测传感器D内部有10个电阻值均为2KΩ、一端通过并联线42并联的检测电阻器R。所有检测电阻器R的另一端则分别连接一只保护二极管d的负端。所有保护二极管d的正端则分别连接导电触点的底部。导电触点为不锈钢触点C，不锈钢触点C安装在检测传感器D上，相互之间等间距为30厘米的圆形。保护二极管d用于保护检测传感器D的不锈钢触点C免于电解反应腐蚀。不锈钢触点C为圆片形，直径10毫米，镶嵌在由树脂基绝缘材料制成的基体31的表面上，可与被测介质直接接触。

检测传感器D的一端有1个电缆连接密封装置41。电缆连接密封装置41用于将检测传感器D与单芯铠装电缆L密封连接。检测传感器D厚度小于20毫米，可顺利下入中间管和套管之间20毫米的环空内。树脂基的检测传感器D的密封耐压大于25MPa。检测传感器D检测井下工作深度大于2500米。

井下检测传感器安装下井过程中，根据造腔工程设计要求，将检测传感器D安装下井到预定造腔高度位置。检测传感器D安装下井后，检测传感器D上不锈钢触点C与裸眼井段之间为被测介质。被测介质类型取决于柴油注入深度，或为绝缘体的柴油，或为导体的卤水。

检测传感器D安装下井过程中，检测传感器D始终处于卤水中。检测传感器D有可能存在损坏漏电或单芯铠装电缆L的芯线与检测传感器D之间密封连接存在漏电。这两种形式的漏电故障会随着检测传感器D下井深度的增加而增加，必须及时发现并排除，以免导致检测系统下井安装失败。检测传感器D的这两种形式的漏电故障的存在与否，可在100米卤水深度范围通过应用地面检测设备M进行检测发现。

具体地，当检测传感器D的10个不锈钢触点C与裸眼井段(大地)之间被测介质为卤水时，10个传感器内部检测电阻器R有电流通过。测量电流Ic的值等于测量电压Vc减去保护二极管d的0.7V电压降Vd，除以单芯铠装电缆L的电阻值Rl与10个检测电阻器R和不锈钢触点C的接地电阻Rd并联值之和。

由于下井单芯铠装电缆L的长度为已知值，从单芯铠装电缆L每米长度电阻值可计算出电缆的电阻值Rl。

不锈钢触点C为半球形，半径5毫米，接地电阻Rd＝ρ/2πα(ρ：卤水电阻率，α：半球形不锈钢触点的半径)。卤水电阻率ρ和半球形不锈钢触点C的半径α均为定值，但由于卤水电阻率ρ不便于计算和检测，所以接地电阻Rd可由标定方式确定。

具体地，检测传感器D处于卤水中时10个不锈钢触点C的测量电流值Ic＝10(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)，式中Ic、Vc、Vd、Rl、R均为已知值，由此可计算出Rd值。同时，计算出1个不锈钢触点C在卤水中的电流值(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)值，就完成了油水界面检测仪的标定工作。利用1个不锈钢触点C在卤水中的电流值(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)值，即可进行油水界面测量。

当检测传感器D存在损坏漏电或单芯铠装电缆L的芯线与检测传感器D之间密封连接存在漏电时，这种情况就相当于和检测传感器D并联了1个漏电电阻Rs。检测传感器D处于卤水中时，10个不锈钢触点C的测量电流值成为Ic＝10(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)+Vc/(Rl+Rs)。检测传感器D下井过程中，如果出现实际测量电流值大于理论测量值Ic＝10(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)，则是由于漏电电阻Rs增加了漏电电流Is＝Vc/(Rl+Rs)。

在这种情况下，立即从井下提出检测传感器D，更换检测传感器D或重新进行单芯铠装电缆L芯线与检测传感器D之间密封连接。消除漏电后检测传感器D重新安装下井。上述检测可以及时发现及排除漏电故障，保证了系统安全安装下井。

检测传感器D安装下井到预定深度后，需注入柴油到检测传感器D上确定的深度位置。使用该井下油水界面检测仪进行监测，控制注油过程直到柴油注入到检测传感器D上预定的深度位置。在注油过程中，当所注柴油将达到预定的深度位置，开始使用油水界面检测仪的测量电压Vc进行检测，测量电流Ic＝10(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)。当测量电流Ic1突然变小，通知注油工作人员降低注油速度，当油水界面到达预定的深度位置，Ic＝n(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)(n为油水界面要求处于卤水中的不锈钢触点数，n：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)，通知注油工作人员停止注油。

日常油水界面检测工作中，使用测量电压Vc测量，测量电流Ic1＝n(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)。本实施例中，Ic1＝5mA×n。当测量电流Ic＜n(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)(n为要求处于卤水中的不锈钢触点数)，说明油水界面偏低，通知工作人员在井口放油，直至测量电流Ic＝n(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)。当测量电流Ic﹥n(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)，说明油水界面偏高，通知工作人员在井口注油，直至测量电流Ic＝n(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)。

当井下油水界面检测仪的检测传感器D长期处于卤水中浸泡后重新开始使用时，由于检测传感器D长期处于卤水中浸泡其表面被覆盖了一层盐膜，在所有不锈钢触点与造腔外管之间形成导电通道，即在不锈钢触点C与大地之间形成导电通道，亦即在检测传感器D的10个不锈钢触点C与大地之间各有1个污染电阻Rw相连。

当检测传感器D表面被柴油覆盖时，检测电流Ic并不等于零，因而可能误判油水界面尚在检测传感器D表面上，或将检测传感器D表面低处的油水界面误判为高处的油水界面。

为了判明检测传感器D上是否存在盐膜污染，需要使用测量电压Vc检测。

当检测电流Ic＝0，说明检测传感器D上不存在盐膜污染，检测传感器D表面被柴油覆盖。

当检测电流10(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)＞Ic＞0，说明检测传感器D上存在盐膜污染。在此情况下，检测电流Ic＝10(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd+Rw)。盐膜污染的影响小于检测传感器D内1个不锈钢触点C的测量电流值，即Ic＜(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)，不影响测量精度，由Ic/{(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)}取整数，可计算出检测传感器D表面为卤水覆盖的不锈钢触点C个数，进而计算出油水界面的在检测传感器D上的深度位置。

当盐膜污染的影响大于检测传感器D内1个不锈钢触点C的测量电流值，即检测电流Ic＞(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)，盐膜污染已经影响到正常测量，不能确定油水界面在检测传感器上的深度位置。在此情况下，由于柴油的去污特性，检测传感器D上处于柴油浸泡中的盐膜，一段时间后会被柴油逐渐溶解、沉淀而消失。一旦检测发现检测电流Ic＜(Vc-Vd)/(Rl+R+Rd)，即可恢复正常的油水界面检测功能。

上述检测中，地面检测设备M的输出的测量电压Vc均使用测量电压调节电位计R1由低到高调节进行油水界面测量，观察测量电流Ic的线性斜率，以有效判断检测传感器D的工作状态。

通过该井下油水界面检测仪可以实现下述目的：

一是提供一种3米长用于检测油水界面的采用电阻器为主要检测器件的检测传感器D，以满足需要在一段较大深度范围进行油水界面检测的要求。

二是提供一种井下油水界面检测仪的地面检测设备M。该地面检测设备M有3项功能。

其一是使用电池供电，适应井场无交流电源的使用条件。

其二是可输出由低到高连续可调的检测电压，可以对检测传感器D进行连续检测，为实现检测传感器D的故障和状态检测创造条件。

其三是根据电阻器为主要检测器件的检测传感器D的特点和测量环境，发展出相应的检测技术。

该井下油水界面检测仪包括地面检测设备M、检测传感器D和单芯铠装电缆L组成。地面检测设备M通过单芯铠装电缆L与井下检测传感器D相连。

地面检测设备M由数字电流表M1、数字电压表M2、测量按钮开关K、测量电压调节电位计R1，电阻器R2、电压调整器I1和电压调整器I2、保险丝F、数字电流表M1和数字电压表M2工作电源E1、测量电源E2等构成。数字电流表M1量程为200mA。数字电压表M2量程为20V。保险丝F为200mA。工作电源E1、测量电源E2均使用18V电池。工作电源E1负端分别直接连接到数字电流表M1、数字电压表M2供电电源负端。测量按钮开关K有两对常开触点，1对常开触点接通工作电源E1正端至9V电压调整器I2，9V电压调整器I2输出9V电压至数字电流表M1、数字电压表M2供电电源正端。1对常开触点接通测量电源E2正端至由电压调整器I1、测量电压调节电位计R1，电阻器R2组成的输出测量电压调节电路。测量电源E2＝18V，输出测量电压Vc≈1.25(1+R1/R2)。调节测量电压调节电位计R1，输出测量电压Vc在2.5V—12.5V连续可调。输出测量电压Vc经由数字电流表M1，测量检测传感器D的测量电流Ic。数字电压表M2测量输出的测量电压Vc值，和测量电流Ic值一起用以计算检测传感器上的油水界面。

测量按钮开关K1不仅具有同时接通地面检测设备M的工作电源E1和测量电源E2的功能，而且由于人工按下按钮检测系统工作，松开按钮检测系统断电停止工作，每次油水界面检测仅需数秒即可完成。重要是，按钮开关工作方式不仅可以避免采用普通开关由于未及时关机导致的数字电流表M1工作电源E1、数字电压表M2测量电源E2的电能迅速耗尽，更可避免采用普通开关由于未及时关机导致井下高温环境中的检测传感器D长时间处于导电检测工作状态，使得井下检测传感器D内电子器件产生的热量积累升温导致检测传感器D的损坏。

检测传感器D由树脂基绝缘材料制造，长3米，长半圆柱形，固定安装在该传感器检测深度的造腔外管70外侧。每支检测传感器D内部有10个电阻值均为2KΩ、一端并联的检测电阻器R。所有检测电阻器R的另一端则分别连接一只保护二极管d的负端，所有保护二极管d的正端则分别连接安装在检测传感器上、相互之间等间距为30厘米的圆形不锈钢触点C的底部。保护二极管保护检测传感器D的不锈钢触点C免于电解反应腐蚀。不锈钢触点C为圆片形，直径10毫米，镶嵌在由树脂基绝缘材料制成的测量传感器D的表面上，可与被测介质柴油或卤水直接接触。检测传感器D的一端有1个电缆连接密封装置。电缆连接密封装置用于检测传感器D与单芯铠装电缆L之间的密封连接。检测传感器D厚度小于20毫米，可顺利下入中间管和套管之间20毫米的环空内。树脂基检测传感器D的密封耐压大于25MPa。检测传感器D检测井下工作深度大于2500米。

进行油水界面检测中，地面检测设备M的输出的测量电压Vc均使用测量电压调节电位计R1由低到高调节进行油水界面测量，观察测量电流Ic的线性斜率，可以有效判断井下检测传感器D的工作状态。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：地面检测设备M采用数字电流表M1、数字电压表M2分别显示测量电流和测量电压，测量精度高，可精确测量井下油水界面。

地面检测设备M测量电路耗电量小，适应我国盐穴储气库造腔工作现场目前无交流电源的工作环境。

检测传感器D具有3米长度，具有油水界面检测深度范围较大的特点，可满足盐穴储气库造腔要求在一段井深较大范围的油水界面检测要求。由于检测传感器D采用电阻器为主要检测器件，传感器工作温度可达95℃。

检测传感器D具有10个检测用不锈钢触点C，即10个检测点，相距30厘米。这种结构特点可保证在满足测量精度的前提下，尽可能降低井下卤水对检测传感器D盐膜污染影响。因为卤水对检测传感器D的盐膜污染，对油水界面检测所造成的影响与检测传感器D具有的检测用不锈钢触点C的个数(即检测点个数)成正比。

井下油水界面检测仪可及时发现检测传感器D安装下井过程中存在损坏漏电或单芯铠装电缆L芯线与检测传感器D之间密封连接存在漏电等故障，采取措施予以排除。

井下油水界面检测仪利用可调电压检测可以识别井下油水界面正常检测状态与污染检测状态，提出了检测污染的措施，实现井下油水界面的精确测量。

采用测量按钮开关K工作方式可以避免采用普通开关由于未及时关机导致电源电能迅速耗尽，亦可避免采用普通开关由于未及时关机导致井下高温环境中的检测传感器D长时间处于导电检测工作状态，使得井下检测传感器D内电子器件产生的热量积累升温导致检测传感器D的损坏。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种井下油水界面检测仪，其特征在于，包括：

检测传感器D，所述检测传感器D上具有多个检测结构，所述多个检测结构的第一端电连接，第二端为沿高度方向依次间隔设置的连接触点，每个所述检测结构均包括检测电阻器R；

地面检测仪M，所述地面检测仪M与所述检测传感器D连接，向所述检测传感器D输出测量电压Vc，并检测流经所述检测传感器D的测量电流Ic，以根据测量电流Ic判断油水界面高度。

2.根据权利要求1所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述检测传感器D包括绝缘的基体(31)，所述检测结构设置在所述基体(31)上。

3.根据权利要求2所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述检测结构包括：

导电触点，所述导电触点固定设置在所述基体(31)上，并突出所述基体(31)的外表面；

保护件，所述保护件设置在所述基体(31)内，连接在所述导电触点与所述检测电阻器R之间。

4.根据权利要求3所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述保护件为保护二级管d，所述保护二级管d的正端连接所述导电触点，所述保护二级管d的负端连接所述检测电阻器R。

5.根据权利要求1所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述地面检测仪M包括：

电流表，所述电流表与所述检测传感器D连接，并检测所述检测传感器D上的测量电流Ic；

电压表，所述电压表与检测传感器D连接，并检测在检测传感器D上的检测电压Vc；

工作电源E1，所述工作电源E1与所述电流表连接，并向所述电流表供电；

测量电源E2，所述测量电源E2与所述检测传感器D连接，并向所述检测传感器D施加检测电压Vc。

6.根据权利要求5所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述电流表为数字电流表M1，所述数字电流表M1具有正输入极和负输入极，所述数字电流表M1的负输入极接地，所述电压表为数字电压表M2，所述数字电压表M2具有正输入极和负输入极，所述地面检测仪M还包括：

电压调整器I1，所述电压调整器I1包括引脚a、引脚o和引脚i，所述引脚a与所述数字电压表M2的负输入极连接，所述数字电压表M2的负输入极连接至所述检测传感器D，所述引脚o与所述数字电流表M1的正输入极和所述数字电压表M2的正输入极连接，所述引脚i与所述测量电源E2连接。

7.根据权利要求6所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述引脚a与所述数字电压表M2的负输入极之间串联有测量电压调节电位计R1。

8.根据权利要求7所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述测量电压调节电位计R1的正极与所述引脚o之间连接有电阻器R2。

9.根据权利要求6所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述数字电流表M1还包括正供电极和负供电极，所述数字电压表M2还包括正供电极和负供电极，所述地面检测仪M还包括：

所述电压调整器I2，所述电压调整器I2包括引脚1、引脚2和引脚3，所述引脚1与所述工作电源E1的正极连接，所述引脚2、所述数字电流表M1的负供电极、所述数字电压表M2的负供电极和所述工作电源E1的负极均连接，所述引脚3与所述数字电流表M1的正供电极和所述数字电压表M2的负供电极连接。

10.根据权利要求9所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述地面检测仪M还包括测量按钮开关K，所述测量按钮开关K具有第一对常开触点和第二对常开触点，所述第一对常开触点的一个触点与所述工作电源E1的正极连接，所述第一对常开触点的另一个触点与所述引脚1连接，所述第二对常开触点的一个触点与测量电源E2的正极连接，所述第二对常开触点的另一个触点与所述引脚i连接。

11.根据权利要求10所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述测量按钮开关K的第二对常开触点与所述引脚i之间设置有保险丝F。

12.根据权利要求5所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述工作电源E1和所述测量电源E2均为电池。

13.根据权利要求5所述的井下油水界面检测仪，其特征在于，所述地面检测仪M与所述检测传感器D之间通过单向铠装电缆L连接，所述检测传感器D与所述单向铠装电缆L的芯线连接。