CN212645589U - 采油树位移监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采油树位移监测装置，包括采油树主体，还包括与所述采油树主体连接的激光测距仪，设置在所述激光测距仪下方的刻度台；所述刻度台呈多级台阶结构，每一级台阶均呈圆柱体结构，最顶端圆柱中心为零点，每一级台阶的边缘形成刻度线；所述激光测距仪在初始状态下发出的激光焦点与所述零点对准，并通过所述激光焦点在所述零点时或移动到任一台阶时的距离变化数据，以得到所述采油树主体的垂直位移以及水平位移数据。该装置采用激光测距，机械部件少，抗干扰能力强，可实现连续监测，为单井动态分析和应急处置提供了准确有效的数据。

Description

采油树位移监测装置

技术领域

本实用新型涉及油气开发工程测量技术领域，尤其涉及一种采油树位移监测装置。

背景技术

在油气开采开发中，需通过采油树控制和调节油气生产，对油气井进行日常管理和工作制度调整。采油树是油气开采过程中极为重要的设备，部分井由于井温等因素导致采油树在开采过程中存在抬升的情况。特别是在海上油气开采平台，由于工作环境恶劣，采油树不仅会升高，在风浪较大时还存在晃动的情况。采油树的升高和晃动可能会导致管线变形甚至破裂，严重影响生产平稳和现场安全。

为防止采油树升高和晃动引发事故，在日常生产中必须进行监测，必要时采取减产等措施。目前树高的监测方式比较简单，将刻度尺贴在采油树本体上，人员巡检时通过目视刻度尺来记录采油树树高，图1为目前采油树树高监测方式。采油树晃动的目前只是通过目视，没有专门进行监测。现有监测方式存在以下几点不足：

读数误差：操作人员通过平视刻度尺和对照物体的上边缘，读取树高，同一操作人员轻微的站位或者视线偏移就会造成读取差异；这种粗略的监测方式，在不同操作人员读取时弊端更加明显，读数误差更大。

无法在线监控：现有方案只能在现场读取，实时监控，特别是在台风模式生产时，人员在陆地远程监控，现场无法巡检，不能为应急处置提供有效的依据。

无法连续监测：受限于人员巡检次数，每天的数据只有几个，不能为单井动态分析提供准确有效的资料。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种采油树位移监测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种采油树位移监测装置，包括采油树主体，还包括与所述采油树主体连接的激光测距仪，设置在所述激光测距仪下方的刻度台；

所述刻度台呈多级台阶结构，每一级台阶均呈圆柱体结构，最顶端圆柱中心为零点，每一级台阶的边缘形成刻度线；

所述激光测距仪在初始状态下发出的激光焦点与所述零点对准，并通过所述激光焦点在所述零点时或移动到任一台阶时的距离变化数据，以得到所述采油树主体的垂直位移以及水平位移数据。

优选地，所述刻度台的每一级台阶高度均等。

优选地，还包括与所述激光测距仪连接、用于处理垂直位移以及水平位移数据并进行数据显示的数显位移传感器。

优选地，还包括与所述数显位移传感器连接、用于处理所述数显位移传感器传输的数据的中央控制室操作站。

优选地，还包括与所述中央控制室操作站连接、用于当所述采油树主体位移超出预设范围则发出报警信号的报警装置。

优选地，所述数显位移传感器与所述激光测距仪、所述中央控制室操作站均通过电源及信号线通讯连接。

优选地，所述刻度台设置在垂直升降台上或定位台上。

优选地，还包括设置在所述垂直升降台上或所述定位台上、且高度方向与所述采油树主体高度方向平行的刻度尺；以及

与所述激光测距仪连接、并在所述刻度尺上标识出垂直位移数据的指针。

优选地，所述刻度台与所述刻度尺通过紧固件固定安装到所述在所述垂直升降台上或所述定位台上。

优选地，所述激光测距仪通过连接件可拆卸安装到所述采油树主体上。

实施本实用新型具有以下有益效果：该采油树位移监测装置采用激光测距，机械部件少，抗干扰能力强，可实现连续监测，为单井动态分析和应急处置提供了准确有效的数据。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有的采油树树高测量方法的示意图；

图2是本实用新型一实施例采油树位移监测装置的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例采油树位移监测装置的结构示意图；

图4是本实用新型刻度台的结构示意图；

图5是图4中刻度台的侧视图；

图6是图4中刻度台的俯视图

图7是图4中一些实施例刻度台的俯视图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

如图2-3所示，是本实用新型的一种采油树位移监测装置，包括采油树主体1，其特征在于，还包括与采油树主体1连接的激光测距仪2，设置在激光测距仪2下方的刻度台3。采油树包括采油树主体1以及设置在该采油树主体 1上的多个阀门。

如图4-6所示，该刻度台3呈多级台阶结构，每一级台阶均呈圆柱体结构，最顶端圆柱中心为零点31，每一级台阶的边缘形成刻度线32，每一级台阶的直径可以根据实际需求进行设置，如5mm、10mm、15mm等，该刻度台3的每一级台阶高度均等，以减少判断误差。如图7所示，台阶的上表面还可以人为地设置多个刻度圈33，以供现场操作人员查看。

激光测距仪2在初始状态下发出的激光焦点与零点31对准，如图中显示的激光光线21对准刻度台3的上表面，并通过激光焦点在零点31时或移动到任一台阶时的距离变化数据，以得到采油树主体的垂直位移以及水平位移数据。当然，激光测距可根据实际情况改为声波测距或者其他测距方法。

相邻的台阶边缘因为高度变化，会形成槽结构，激光测距仪2能准确监测到是否发生跳跃。当采油树晃动时，激光测距仪2的焦点就会偏离刻度台3 的零点31，激光焦点距离零点31的位置就是采油树的水平位移数据，也可看作采油树的晃动情况；当采油树晃动幅度超过刻度台3的台阶时，采油树的树高会有一个突增(增加的高度为刻度台台阶的高度)，这里的树高为采油树垂直位移数值。

在本实施例中，该激光测距仪2通过连接件12可拆卸安装到所述采油树主体1上，将激光测距仪2与采油树主体1固定在一起，保证两者同步移动。该激光测距仪2为防爆激光测距仪，该连接件12可以包括套设在该激光测距仪2壳体外的套筒以及连接该套筒的定位杆，该定位杆可以焊接到在采油树主体1上，也可以通过锁紧螺栓等紧固到改采油树主体1的外侧面上。当然，也可以直接通过定位杆一端焊接该激光测距仪2壳体，另一端焊接到该采油树主体1上，可以理解的，该连接件12可以有多种结构形式。

进一步的，还包括与激光测距仪2连接、用于处理垂直位移以及水平位移数据并进行数据显示的数显位移传感器4。

以及，与数显位移传感器4连接、用于处理数显位移传感器4传输的数据的中央控制室操作站5。数显位移传感器4与激光测距仪2通过电源及信号线连接，能现场直接读数，同时可以将信号转变为4-20mA的电流信号传到中央控制室操作站5，实现远程监测。

该数显位移传感器4包括处理单元、显示单元以及存储单元，可以对激光测距仪2采集的位移数据进行处理，并由该显示单元进行显示，以便现场工作人员查看，该存储单元用于存储相关数据，以供工作人员可以通过外部设备，如优盘等，将数据拷贝出来。

该中央控制室操作站5配置有相关处理系统，可以对采集的位移数据进行处理，如将该刻度台3形成空间坐标，以判断该采油树的位移方向以及位移量。

在一些实施例中，该装置还包括面向该刻度台3设置的图形采集器，如工业相机，其可以通过对该刻度台3拍照，并将图片通过数据线或者通过局域网等发送到中央控制室操作站5中，由处理系统对该图片进行处理，以获取位移数据等。

在本实施例中，数显位移传感器4与激光测距仪2、中央控制室操作站5 均通过电源及信号线6通讯连接，当然，也可以通过设置在激光测距仪2、数显位移传感器4内部的通信模块，如WIFI模块、3G/4G/5G模块、ZigBee模块等进行通讯连接。

进一步的，还包括与中央控制室操作站5连接、用于当采油树位移超出预设范围则发出报警信号的报警装置。报警装置可以是蜂鸣器、LED指示灯等，该中央控制室操作站5还可以发送报警信息到操作人员携带的设备上。

该中央控制室操作站5在线远程监测，可将树高接入ESD紧急关断系统，树高高出设定的报警阈值，则可触发关井，避免产生更大事故。

进一步的，该刻度台3设置在垂直升降台7上或定位台8上，还包括设置在垂直升降台7上或定位台8上、且高度方向与采油树主体高度方向平行的刻度尺9；以及与激光测距仪2连接、并在刻度尺9上标识出垂直位移数据的指针10。

刻度尺9与指针10结合现场测量树高，与激光测距仪2对比使用，在电仪装置故障时可以为现场人员提供数据。

在本实施例中，利用垂直升降台7将刻度尺9和刻度台3调整到合适高度 (根据采油树零点31位置确定)，使刻度台3的中心位置(刻度台零点31位置)对准激光测距仪2的焦点，然后将其固定。也可以将采用定位台8直接固定到预设位置上。

可以理解的，树高在刻度尺9上直观显示，且现场配合数显位移传感器4 的显示单元直接读数，消除了读数误差。进一步的，前述的图形采集器也可以面向该刻度尺9进行图片采集，并输送到中央控制室操作站5中，该图形采集器还可以是闭路监控摄像头，其可以实施拍到刻度台3以及刻度尺9的情况，并将画面传送到中央控制室操作站5，由操作人员查看，该闭路监控摄像头还可以接受来自中央控制室操作站5的控制信号，以转到预设的摄像角度，以便操作人员能查看到相关画面。

进一步的，刻度台3与刻度尺9通过紧固件11固定安装到在垂直升降台 7上或定位台8上。

该紧固件11可以是固定座，或者紧固螺栓，或者胶水等。

与现有监测方式对比优势明显，主要有以下几点：

1.采用激光测距，机械部件少，抗干扰能力强。

2.示值精确：激光测距和指针测距相结合，大大提高了数值精确度。

3.读数准确：树高在刻度尺上直观显示，且现场可通过显示屏直接读数，消除了读数误差。

4.现在线远程监测，可将树高接入ESD紧急关断系统，树高高于报警阈值可触发关井，避免产生更大事故；

5.可实现连续监测，为单井动态分析和应急处置提供了准确有效的数据。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种采油树位移监测装置，包括采油树主体(1)，其特征在于，还包括与所述采油树主体(1)连接的激光测距仪(2)，设置在所述激光测距仪(2)下方的刻度台(3)；

所述刻度台(3)呈多级台阶结构，每一级台阶均呈圆柱体结构，最顶端圆柱中心为零点，每一级台阶的边缘形成刻度线；

所述激光测距仪(2)在初始状态下发出的激光焦点与所述零点对准，并通过所述激光焦点在所述零点时或移动到任一台阶时的距离变化数据，以得到所述采油树主体(1)的垂直位移以及水平位移数据。

2.根据权利要求1所述的采油树位移监测装置，其特征在于，所述刻度台(3)的每一级台阶高度均等。

3.根据权利要求1所述的采油树位移监测装置，其特征在于，还包括与所述激光测距仪(2)连接、用于处理垂直位移以及水平位移数据并进行数据显示的数显位移传感器(4)。

4.根据权利要求3所述的采油树位移监测装置，其特征在于，还包括与所述数显位移传感器(4)连接、用于处理所述数显位移传感器(4)传输的数据的中央控制室操作站(5)。

5.根据权利要求4所述的采油树位移监测装置，其特征在于，还包括与所述中央控制室操作站(5)连接、用于当所述采油树主体(1)位移超出预设范围则发出报警信号的报警装置。

6.根据权利要求4所述的采油树位移监测装置，其特征在于，所述数显位移传感器(4)与所述激光测距仪(2)、所述中央控制室操作站(5)均通过电源及信号线(6)通讯连接。

7.根据权利要求6所述的采油树位移监测装置，其特征在于，所述刻度台(3)设置在垂直升降台(7)上或定位台(8)上。

8.根据权利要求7所述的采油树位移监测装置，其特征在于，还包括设置在所述垂直升降台(7)上或所述定位台(8)上、且高度方向与所述采油树主体(1)高度方向平行的刻度尺(9)；以及

与所述激光测距仪(2)连接、并在所述刻度尺(9)上标识出垂直位移数据的指针(10)。

9.根据权利要求8所述的采油树位移监测装置，其特征在于，所述刻度台(3)与所述刻度尺(9)通过紧固件(11)固定安装到所述在所述垂直升降台(7)上或所述定位台(8)上。

10.根据权利要求1所述的采油树位移监测装置，其特征在于，所述激光测距仪(2)通过连接件(12)可拆卸安装到所述采油树主体(1)上。

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