CN211553865U - 一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，包括通过连接管线相连接的井口仪表和控制柜，井口仪表包括设置在油管管路上的流量调节电磁阀、油管压力传感器、以及设置在油套环空管道内的声波传感器和套管压力传感器，控制柜内设有控制器、次声波发生器、以及触控显示屏，流量调节电磁阀和次声波发生器的控制信号输入端均与控制器控制信号输出端连接，所述油管压力传感器的信号输出端、套管压力传感器的信号输出端和声波传感器的信号输出端均与控制器信号输入端连接；次声波发生器的声波输出端通过连接管线与油套环空管道连接。本实用新型便于工作人员操作，降低了工作人员检测时受到伤害的风险，能够满足现有检测需求。

Description

一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置

技术领域

本实用新型属于油井油套管缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置。

背景技术

在油田开采过程中，特别是在开采的中后期，油套管（油管、套管）经常会因井下高温高压、存在腐蚀性流体等恶劣环境出现刺漏、错断、变形、腐蚀穿孔以及接箍脱扣等问题，轻则导致油井产量降低，重则危害油井的安全生产。因此，油套管是保证油井井筒完整性的重要环节之一，是保证油井高产、稳产的重要因素。目前油套管的缺陷检测主要存在如下问题,例如通过井下照相机进行检测, 井下照相机操作较为复杂,并且对井下的能见度具有较高的要求。泄漏量较小时，油套管内的温度、流量或压力变化不明显，进而超出了一般测量仪器的工作范围;现有的检测装置上检测部件与分析部件为一体化设计,因此检测时需要现场工作人员在油井井口和节流管汇危险区域工作,导致存在一定的安全隐患。因此，针对上述问题提出一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，该检测装置结构设计新颖合理，井口仪表安装过程简单，便于工作人员操作，降低了工作人员检测时受到伤害的风险，因此使用效果好，能够满足现有检测需求，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，包括通过连接管线相连接的井口仪表和控制柜，井口仪表包括设置在油管管路上的流量调节电磁阀、油管压力传感器、以及设置在油套环空管道内的声波传感器和套管压力传感器，控制柜内设有控制器、次声波发生器、以及与控制器电性连接的触控显示屏，所述流量调节电磁阀的控制信号输入端和次声波发生器的控制信号输入端均与控制器控制信号输出端连接，所述油管压力传感器的信号输出端、套管压力传感器的信号输出端和声波传感器的信号输出端均与控制器信号输入端连接；次声波发生器的声波输出端通过连接管线与油套环空管道连接。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜一侧设有抽屉，所述触控显示屏设置在抽屉内。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜另一侧设有推手，控制柜底部设置有带有自锁功能的移动轮，控制柜侧壁还设有报警器，所述报警器与控制器连接。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述次声波发生器为高压气源罐，高压气源罐的气体输出管路上设置有电磁阀和气源压力传感器，所述电磁阀和气源压力传感器与控制器电性连接。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜下端设有连接管线放置舱，连接管线放置舱上设有舱门。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜顶部设有太阳能电池板，控制柜内设有与太阳能电池板连接且给控制器供电的蓄电池。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述太阳能电池板的数量为三块，三块太阳能电池板在竖直方向上间隔设置，底部的太阳能电池板固定在所述控制柜顶部，中间层和上层的两块太阳能电池板与控制柜两侧设置的侧板通过滑动机构连接，所述滑动机构包括太阳能电池板两侧的滑轮以及设置在侧板上的滑轨，所述滑轮位于滑轨内。

上述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述连接管线包括RS485线和气管线。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型直接利用了油管管路上的流量调节电磁阀和油管压力传感器，因此安装井口仪表时不需要重新在油管管路上设置流量调节电磁阀和油管压力传感器，简化了安装步骤，实用性强。

2、本实用新型设置了触控显示屏，使得现场的技术人员可以直接通过触控显示屏对该检测装置进行控制以及启动测量程序，同时还可以进行相关参数的设置、查看历史记录、数据导出等操作；抽屉可在工作人员不需要操作触控显示屏时将其收纳，以避免外部物件将触控显示屏损坏。

3、本实用新型设置了报警器，控制器检测出油套管发生泄漏故障时，能够通过报警器进行报警，进而提醒附近工作人员进行维护，避免事故的发生。

4、本实用新型设置的连接管线放置舱可对连接管线、井口仪表进行收纳，进而便于存放及运输。

5、本实用新型设置的太阳能电池板、蓄电池使得本装置正常使用时不需额外设置电源线，三块太阳能电池板使得太阳能利用率更高；当蓄电池电量过低且无法利用太阳能电池板充电时，可直接通过外接电源接口进行供电，进而提高了本装置的供电稳定性，使用效果好。

6、本实用新型由井口仪表和控制柜两部分组成，实现了测量与计算控制装置的分离安置，测量时，只需要在控制柜对控制器进行操作，使得现场工作人员远离了油井井口和节流管汇危险区域，降低了工作人员受到伤害的风险，因此本装置设计新颖合理，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构设计新颖合理，井口仪表安装过程简单，便于工作人员操作，降低了工作人员检测时受到伤害的风险，因此使用效果好，能够满足现有检测需求，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的安装示意图。

图2为本实用新型控制柜的外部结构图。

图3为本实用新型控制柜的内部结构图。

图4为本实用新型控制柜的俯视图。

附图标记说明:

1—控制柜； 2—油管； 3—流量调节电磁阀；

4—油管压力传感器； 5—油套环空管道； 6—声波传感器；

7—次声波发生器； 8—连接管线； 9—控制器；

10—抽屉； 11—触控显示屏； 12—移动轮；

13—报警器； 14—连接管线放置舱； 15—太阳能电池板；

16—蓄电池； 17—侧板； 18—套管压力传感器；

19—推手。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括通过连接管线8相连接的井口仪表和控制柜1，井口仪表包括设置在油管2管路上的流量调节电磁阀3、油管压力传感器4、以及设置在油套环空管道5内的声波传感器6和套管压力传感器18，控制柜1内设有控制器9、次声波发生器7、以及与控制器9电性连接的触控显示屏11，所述流量调节电磁阀3的控制信号输入端和次声波发生器7的控制信号输入端均与控制器9控制信号输出端连接，所述油管压力传感器4的信号输出端、套管压力传感器18的信号输出端和声波传感器6的信号输出端均与控制器9信号输入端连接；次声波发生器7的声波输出端通过连接管线8与油套环空管道5连接。

需要说明的是，井口仪表还包括分线盒，流量调节电磁阀3、油管压力传感器4和声波传感器6的信号线通过分线盒与连接管线8连接。

流量调节电磁阀3、油管压力传感器4均为油管2管路上的固有装置，安装本实用新型的检测装置时，通过信号线直接将流量调节电磁阀3和油管压力传感器4与分线盒进行连接。

通过流量调节电磁阀3能够改变油管2内的流量，进而改变油管2、套管的压力，通过油管压力传感器4能够及时掌握当前油管压力的数值，通过套管压力传感器18能够及时掌握当前套管压力的数值。通过检测不同压力下的回波检测信号，能够为后期的数据分析提供依据。

现场的技术人员可以通过触控显示屏11对该检测装置进行控制以及启动测量程序，同时可以进行相关参数的设置、查看历史记录、数据导出等操作。触控显示屏11一侧设有I/O接口，通过I/O接口能够实现原始数据U盘的导出。

控制器9为计算机主机，控制器9可通过无线通讯模块与远程服务器连接，进而便于工作人员通过远程服务器及时掌握检测的结果。无线通讯模块优选为wifi或GPRS的无线传输方式。

本实施例中，所述控制柜1一侧设有抽屉10，所述触控显示屏11设置在抽屉10内。

需要说明的是，抽屉10可在工作人员不需要操作触控显示屏11时将其收纳，以避免外部物件将触控显示屏11损坏。

本实施例中，所述控制柜1另一侧设有推手19，控制柜1底部设置有带有自锁功能的移动轮12，控制柜1侧壁还设有报警器13，所述报警器13与控制器9连接。

需要说明的是，推手19和移动轮12便于该装置的移动，通过将移动轮12锁定可使本装置与地面保持相对固定。

控制器9检测出油套管发生泄漏故障时，能够通过报警器13进行报警，进而提醒附近工作人员进行维护，避免事故的发生。

本实施例中，所述次声波发生器7为高压气源罐，高压气源罐的气体输出管路上设置有电磁阀和气源压力传感器，所述电磁阀和气源压力传感器与控制器9电性连接。

需要说明的是，控制器9控制电磁阀释放高压气体，高压气体产生次声波用于油套管缺陷的检测；气源压力传感器便于工作人员及时掌握高压气源罐内气体的剩余量。

本实施例中，所述控制柜1下端设有连接管线放置舱14，连接管线放置舱14上设有舱门。

需要说明的是，如图2所示，连接管线放置舱14可将连接管线和井口仪表进行收纳，进而便于存放及运输。连接管线放置舱14底部设有连接管线的过线孔，因此使用时能够保证舱门的闭合。连接管线放置舱14内设有与连接管线适配的插孔、插槽，连接管线与插孔、插槽插装后即可使用。

本实施例中，所述控制柜1顶部设有太阳能电池板15，控制柜1内设有与太阳能电池板15连接且给控制器9供电的蓄电池16，所述控制器9上还设有外接电源接口。

需要说明的是，蓄电池16可为控制器9供电，太阳能电池板15能够利用阳光为蓄电池16充电，因此在本装置正常使用时不需额外设置电源线。当蓄电池16电量过低且无法利用太阳能电池板15充电时可直接通过外接电源接口进行供电。

本实施例中，所述太阳能电池板15的数量为三块，三块太阳能电池板15在竖直方向上间隔设置，底部的太阳能电池板15固定在所述控制柜1顶部，中间层和上层的两块太阳能电池板15与控制柜1左右两侧设置的侧板17通过滑动机构连接，所述滑动机构包括太阳能电池板15两侧的滑轮以及设置在侧板17上的滑轨，所述滑轮位于滑轨内。

需要说明的是，如图3和图4所示，三块太阳能电池板15的设置使得太阳能利用率更高，使用太阳能电池板15时，将中间层和上层的两块太阳能电池板15利用滑动机构向前后两侧滑动，如图4为太阳能电池板15展开状态示意图。

所述滑轨两端设有挡块，中间层太阳能电池板15两侧滑轨上的挡块与上层太阳能电池板15两侧滑轨上的挡块分别位于侧板17的前端和后端。

挡块用于太阳能电池板15的限位，因此在中间层和上层的两块太阳能电池板15移动到位后，挡块能够避免太阳能电池板15继续拉出而导致与滑轨脱开的问题。

本实施例中，所述连接管线8包括RS485线和气管线。

需要说明的是，RS485线为信号线，气管线为高压气体的管线。

通过本实用新型的基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置检测油套管缺陷步骤具体包括：

利用次声波发生器7从井口向井底产生次声波，次声波发生器7产生次声波脉冲信号，次声波具有不容易衰减、不易被水和空气吸收等特点，因此可以在油套管环空中传播较远距离；产生的次声波沿油井的油管2与套管之间的环空传播，传播路径的横截面积增加会产生反射波扩径，例如遇到油管2上接箍形成接箍的次声波回波信号，井口仪表中的声波传感器6接收次声波回波信号，并转化成为电信号，反射波的波形与原声波的极性相反，并且截面积变化越大，反射波的幅度越大；也即次声波遇到油套管缺陷点时，会产生具有一定特征的反射波，反射波信号通过控制器9处理计算，进而能够得到反射波的深度和信号幅值；通过对反射波深度和信号幅值进行分析，并对比该井的油套管记录，能够分析和识别出油套管泄露时的缺陷点的类型，并确定其深度。

当套管缺陷的声波回波信号幅度较小时，可以通过降低套管压力，从而使的泄漏量增加，套管缺陷的声波回波信号幅值也会相应增加；当油管缺陷的声波回波信号幅值较小时，可以通过降低套管压力或增加油管压力，从而使的泄漏量增加，油管缺陷的声波回波信号幅值也会相应增加；通过这种可控的方式，就可以检测泄漏量较小的缺陷点。

对于套管缺陷和油管缺陷的区分，可以通过不同的套管压力和油管压力组合进行判断。例如，保持套管压力不变，增加油管压力，套管缺陷的声波回波信号幅值不变，油管缺陷的声波回波信号幅值增加；同理，保持油管压力不变，增加套管压力套管环空压力，套管缺陷的声波回波信号幅值增加，油管缺陷的声波回波信号幅值基本不变。这样就能够区分出套管缺陷和油管缺陷。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：包括通过连接管线（8）相连接的井口仪表和控制柜（1），井口仪表包括设置在油管（2）管路上的流量调节电磁阀（3）、油管压力传感器（4）、以及设置在油套环空管道（5）内的声波传感器（6）和套管压力传感器（18），控制柜（1）内设有控制器（9）、次声波发生器（7）、以及与控制器（9）电性连接的触控显示屏（11），所述流量调节电磁阀（3）的控制信号输入端和次声波发生器（7）的控制信号输入端均与控制器（9）控制信号输出端连接，所述油管压力传感器（4）的信号输出端、套管压力传感器（18）的信号输出端和声波传感器（6）的信号输出端均与控制器（9）信号输入端连接；次声波发生器（7）的声波输出端通过连接管线（8）与油套环空管道（5）连接。

2.按照权利要求1所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜（1）一侧设有抽屉（10），所述触控显示屏（11）设置在抽屉（10）内。

3.按照权利要求1所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜（1）另一侧设有推手（19），控制柜（1）底部设置有带有自锁功能的移动轮（12），控制柜（1）侧壁还设有报警器（13），所述报警器（13）与控制器（9）连接。

4.按照权利要求1所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述次声波发生器（7）为高压气源罐，高压气源罐的气体输出管路上设置有电磁阀和气源压力传感器，所述电磁阀和气源压力传感器与控制器（9）电性连接。

5.按照权利要求1所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜（1）下端设有连接管线放置舱（14），连接管线放置舱（14）上设有舱门。

6.按照权利要求1所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述控制柜（1）顶部设有太阳能电池板（15），控制柜（1）内设有与太阳能电池板（15）连接且给控制器（9）供电的蓄电池（16）。

7.按照权利要求6所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述太阳能电池板（15）的数量为三块，三块太阳能电池板（15）在竖直方向上间隔设置，底部的太阳能电池板（15）固定在所述控制柜（1）顶部，中间层和上层的两块太阳能电池板（15）与控制柜（1）两侧设置的侧板（17）通过滑动机构连接，所述滑动机构包括太阳能电池板（15）两侧的滑轮以及设置在侧板（17）上的滑轨，所述滑轮位于滑轨内。

8.按照权利要求1所述的一种基于次声波脉冲信号的油井油套管缺陷检测装置，其特征在于：所述连接管线（8）包括RS485线和气管线。

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