CN215761646U - 油井液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种油井液位测量装置，包括：测量单元，与波导结构的信号级连接，用于产生及发射电磁波信号，以及接收处理回波信号；以及波导结构，包括：接地级，连接油井的套管；信号级，位于接地级内，与接地级的延伸方向相同，用于将测量单元发射的电磁波信号经由信号级传输至金属油管，以及将金属油管传输的回波信号经由信号级被测量单元所接收；绝缘体，位于信号级和接地级之间，使信号级和接地级绝缘；第一密封体，位于信号级和绝缘体之间，使信号级与绝缘体密封；第二密封体，位于绝缘体与接地极之间，使接地极与绝缘体密封，波导结构的信号级还可以沿着接地级的延伸方向活动，在不需测量的时候可以向远离金属油管的方向运动。

Description

油井液位测量装置

技术领域

本公开涉及一种油井液位测量装置。

背景技术

目前油井液位测量方式大部分采用的是声纳系统的回声定位。声波由发射器发出后，经传播介质到达探测目标，然后声波被目标反射返回到发射点，通过处理得到声波信号的往返时间从而计算得出液位。但在实际应用中，油井内部环境复杂，回声定位法测距容易受到油井中泡沫段等因素影响，造成测量误差。

目前也有利用电容测量油井液面高度。油井套管和油管环空可以看作是圆柱形电容器，在井下由于存在地下水，部分套管和油管浸没在液体中。由于井下液体与气体的介电常数不同，当油井中液面高度变化时，油井套管和油管之间的电容值发生变化。经过电容测量装置测出套管和油管之间的电容值，根据电容与油井套管和油管环空内液位的理论关系式，得出井下液面高度。但是油井里的环境比较复杂，含天然气、水汽、潮气，温度变化、套管与油管的分布不均匀等，都会影响介电常数，另外受压力、真空、惰性气体、烟尘、蒸汽等环境影响，也会导致液位测量精准度下降。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种油井液位测量装置。

根据本公开的一个方面，提供一种油井液位测量装置，包括：

测量单元，与波导结构的信号级连接，用于产生及发射电磁波信号，以及接收处理回波信号；以及，

波导结构，包括：

接地级，连接油井的套管；

信号级，位于接地级内，与接地级的延伸方向相同，一侧与测量单元连接，另一侧延伸至金属油管与金属油管连接，用于将测量单元发射的电磁波信号经由信号级传输至金属油管，以及将金属油管传输的回波信号经由信号级被测量单元所接收；

绝缘体，位于信号级和接地级之间，使信号级和接地级绝缘；

第一密封体，位于信号级和绝缘体之间，使信号级与绝缘体密封；

第二密封体，位于绝缘体与接地极之间，使接地极与绝缘体密封，

其中，所述波导结构的信号级还可以沿着接地级的延伸方向活动，在不需测量的时候可以向远离金属油管的方向运动。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述测量装置还包括：

把手，所述把手连接在信号级上靠近测量单元的一侧，用于移动信号级，使信号级与金属油管连接或断开；

开关，所述开关用于控制信号级是否可以移动；

挡板，所述挡板与油井套管或接地级连接，设置于油井套管外部，用于限制信号级活动的最大范围，避免使信号级在接地级延伸方向上向远离金属油管一侧移动时由于移动范围距离过大而导致测量单元及信号级脱落；以及能耗结构，所述能耗结构设置于信号级与金属油管连接处的上方，用于减小或消除回波信号沿金属油管竖直向上传输时反射回来的能量，以使得竖直向上传输的回波信号对液位测量无影响，

其中，所述能耗结构包括吸波结构和/或衰减结构。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述波导结构沿信号级方向的波阻抗不变或没有突变，波导结构包括同轴型。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述波导结构为波导、射频线缆、微波线路中的其中一种。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述绝缘体有多个，在信号级延伸方向均匀分布。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述信号级与金属油管连接的一侧形状为凹面状。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述凹面状包括圆柱形，圆柱面可以很好的贴合在油管外表面。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述第一密封体包括密封圈和/或垫片，第一密封体垂直于所述信号级，所述密封体的截面形状与所述信号级的横截面的形状相同，用于所述信号级与所述密封体紧密贴合；和/或，

第二密封体包括密封圈和/或垫片，第二密封体垂直于接地级的所有截面，形状与接地级的所有横截面的形状相同，保证接地级与第二密封体紧密贴合，没有空隙，以防晃荡。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述测量单元包括第一电路、第二电路或第三电路中的其中一种电路，其中，所述第一电路包括：

信号发射模块，连接分配器及处理器，用于产生及发射电磁波信号至分配器；

信号接收模块，连接分配器及AD采集器，包含探头，用于接收来自波导结构传输至分配器的回波信号，并将回波信号传输至AD采集器；

分配器，连接信号发射模块、信号接收模块及波导结构，将信号发射模块发射的电磁波信号传输至波导结构，并将来自波导结构的回波信号传输至信号接收模块，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

AD采集器，连接信号接收模块及处理器，用于采集来自信号接收模块的回波信号，并输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器及信号发射模块，控制信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，输出处理结果；

供电模块，连接处理器，对处理器供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及，

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器的处理结果；

所述第二电路包括：

信号发射模块，连接差频控制器、混频器及功率放大器，发射第一信号至混频器，发射第二信号至功率放大器，所述第一信号和第二信号具有不同频率，第一信号频率和第二信号频率通过差频控制器计算和控制；

信号接收模块，连接分配器及混频器，包含探头，用于接收来自波导结构传输至分配器的回波信号，并将回波信号传输至混频器；

分配器，连接功率放大器、信号接收模块及波导结构，接收经功率放大器放大后的第二信号并输出至波导结构，接收来自波导结构的回波信号并传输至信号接收模块，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

功率放大器，连接信号发射模块及分配器，接收信号发射模块发射的第二信号并将第二信号进行功率放大，将功率放大后的第二信号输出至分配器；

混频器，连接信号发射模块、信号接收模块及中频放大滤波器，接收来自信号发射模块发射的第一信号和来自信号接收模块的回波信号，并将第一信号和回波信号混频获得回波信号时间展宽信号，并将回波信号时间展宽信号输出至中频放大滤波器；

中频放大滤波器，连接混频器及AD采集器，接收混频器输出的回波信号时间展宽信号，并对回波信号时间展宽信号进行中频放大滤波和滤波，获得放大和滤波的中频信号并传输至AD采集器；

差频控制器，连接处理器及信号发射模块，用于差频计算和差频控制，使信号发射模块发射具有频率差的第一信号和第二信号，其中第一信号传输至混频器，第二信号传输至功率放大器；

AD采集器，连接中频放大滤波器及处理器，接收来自中频放大滤波器的中频信号，并对中频信号进行采集，输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器、差频控制器及通讯模块，控制差频控制器使信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，分析计算回波时间，通过通讯模块输出处理结果至显示模块；

供电模块，与处理器连接，对处理器供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及，

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器处理结果；

所述第三电路包括：

信号发射模块，与混频器、分配器及处理器连接，用于产生以及发射电磁波信号；

信号接收模块，与分配器和混频器连接，包含探头，用于接收回波信号并将接收的回波信号输入至混频器；

分配器，连接信号发射模块、信号接收模块及波导结构，信号发射模块通过分配器将发射的电磁波信号传输至波导结构，信号接收模块通过分配器接收来自波导结构的回波信号，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

混频器，连接信号发射模块和信号接收模块，用于将信号发射模块发射的电磁波信号和信号接收模块输出的回波信号进行混频后输出至中频放大器；

中频放大器，连接混频器和AD采集器，将混频器输出的混频信号进行放大处理后输出至AD采集器；

AD采集器，与中频放大器和处理器连接，对放大的混频信号进行采集，输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器及信号发射模块，控制信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，输出处理结果；

供电模块，连接处理器，对处理器供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及，

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器处理结果。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述信号发射模块发射的电磁波信号为脉冲波、频率固定脉冲宽度可调的波或调频连续波，所述显示模块包括电脑、手机或雷达自带显示屏中的至少一种，用于图像化显示和/或调整回波信号。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述供电模块为太阳能充电器和/或储能电池。

根据本公开至少一个实施方式的油井液位测量装置，所述通讯模块采用的通讯技术，包括RS232、NB-IOT、Zigbee、Lora中的至少一种。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的液位测量装置结构示意图。

图2是根据本公开的一个实施方式的第一电路结构示意图。

图3是根据本公开的一个实施方式的第二电路结构示意图。

图4是根据本公开的一个实施方式的第三电路结构示意图。

附图标记说明

1000 液位测量装置

1001 测量单元

1002 波导结构

1003 接地级

1004 信号级

1005 绝缘体

1006 第一密封体

1007 把手

1008 开关

1009 挡板

1010 能耗结构

1011 第二密封体

1012 压紧结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上“、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

本文使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本公开的一个实施方式的液位测量装置结构示意图。

如图1所示，液位测量装置1000，向油井的金属油管发射一个电磁波信号，该电磁波信号沿金属油管的外表面进行传输，遇到油位或水位被反射回来形成回波信号，测量装置接收到回波信号，通过测量发射和回波信号的时间差或分析包含时间差的信号信息从而计算出油或水的位置。测量装置1000包括：

测量单元1001，与波导结构1002的信号级1004连接，用于产生及发射电磁波信号，以及接收处理回波信号；以及，

波导结构1002，包括：

接地级1003，连接油井的套管；

信号级1004，位于接地级1003内，与接地级1003的延伸方向相同，一侧与测量单元1001连接，可以沿着接地级1003的延伸方向活动，可使另一侧延伸至金属油管与金属油管连接，用于将测量单元1001发射的电磁波信号经由信号级1004传输至金属油管，以及将金属油管传输的回波信号经由信号级1004被测量单元1001所接收；绝缘体1005，位于信号级1004和接地级1003之间，使信号级1004和接地级1003绝缘，且绝缘体有多个，在信号级1004延伸方向上均匀分布；

第一密封体1006，位于信号级1004和绝缘体1005之间，使信号级1004与绝缘体1005密封；

第二密封体1011，位于绝缘体1005与接地级1003之间，使接地级1003与绝缘体1005密封，

其中，波导结构1002的信号级1004还可以沿着接地级1003的延伸方向活动，在不需测量的时候可以向远离金属油管的方向运动。

此外，测量装置1000还包括把手1007，把手连接在信号级1004上靠近测量单1001元的一侧，用于移动信号级1004，使信号级1004与金属油管连接或断开。

还包括开关1008，开关1008用于控制信号级1004是否可以移动。

还包括挡板1009，挡板1009与油井套管或接地级1003连接，设置于油井套管外部，用于限制信号级1004活动的最大范围，避免使信号级1004沿着导管向外活动时由于移动范围距离过大而导致测量单元1001脱落。

其中，还包括压紧结构1012，压紧结构1012保证在液位测量过程中波导结构1002的信号级1004与金属油管有效连接。

其中，还包括能耗结构1010，能耗结构1010设置于信号级1004与金属油管连接处的上方，用于减小或消除回波信号沿金属油管竖直向上传输时反射回来的能量，以使得竖直向上传输的回波信号对液位测量无影响。

其中，能耗结构1010包括吸波结构和/或衰减结构，用于减小或消除回波信号沿金属油管竖直向上传输时反射回来的能量。其中，波导结构1002沿信号级方向的波阻抗不变或没有突变。

其中，波导结构1002包括同轴型。

其中，波导结构1002为波导、射频线缆或微波线路中的一种。

其中，信号级1004与金属油管连接的一侧为凹面状。凹面状包括圆柱形，圆柱面可以很好的贴合在油管外表面。

其中，第一密封体1006和/或第二密封体1011包括密封圈和/或垫片。第一密封体1006垂直于信号级1004的所有截面，形状与信号级1004的所有横截面的形状相同，保证信号级1004与第一密封体1006紧密贴合，没有空隙，以防晃荡；和/或，第二密封体1011垂直于接地级1003的所有截面，形状与接地级1003的所有横截面的形状相同，保证接地级1003与第二密封体1011紧密贴合，没有空隙，以防晃荡。

其中，测量单元1001包括第一电路、第二电路或第三电路中的其中一种。

图2是根据本公开的至少一个实施方式的第一电路结构示意图。

如图2所示，第一电路包括：

信号发射模块，连接分配器及处理器，用于发射电磁波信号至分配器；

信号接收模块，连接分配器及AD采集器，包含探头，用于接收来自波导结构传输至分配器的回波信号，并将回波信号传输至AD采集器；

分配器，连接信号发射模块、信号接收模块及波导结构，将信号发射模块发射的电磁波信号传输至波导结构，并将来自波导结构的回波信号传输至信号接收模块，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

AD采集器，连接信号接收模块及处理器，用于采集来自信号接收模块的回波信号，并输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器及信号发射模块，控制信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，输出处理结果；

供电模块，连接处理器，对处理器进行供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及，

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器的处理结果。

其中，信号发射模块与信号接收模块通过分配器连接到一个公共的波导结构上。信号发射模块发射的电磁波信号经分配器将发射的电磁波信号通过公共的导波结构里的信号级耦合到金属油管上。反射形成的回波信号经公共的导波结构的信号级传输至分配器耦合到信号接收模块上。

其中，信号级可以为中心导体。

其中，接地级可以是外管。

图3是根据本公开的至少一个实施方式的第二电路结构示意图。

如图3所示，第二电路包括：

信号发射模块，连接差频控制器、混频器及功率放大器，发射第一信号至混频器，发射第二信号至功率放大器，第一信号和第二信号具有不同频率，第一信号频率和第二信号频率通过差频控制器计算和控制；

信号接收模块，连接分配器及混频器，用于接收来自波导结构传输至分配器的回波信号，并将回波信号传输至混频器，信号接收模块包含探头；

分配器，连接功率放大器、信号接收模块及波导结构，接收经功率放大器放大后的第二信号并输出至波导结构，接收来自波导结构的回波信号并传输至信号接收模块，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

功率放大器，连接信号发射模块及分配器，接收信号发射模块发射的第二信号并将第二信号进行功率放大，将功率放大后的第二信号输出至分配器；

混频器，连接信号发射模块、信号接收模块及中频放大滤波器，接收来自信号发射模块发射的第一信号和来自信号接收模块的回波信号，并将第一信号和回波信号混频获得回波信号时间展宽信号，并将回波信号时间展宽信号输出至中频放大滤波器；

中频放大滤波器，连接混频器及AD采集器，接收混频器输出的回波信号时间展宽信号，并对回波信号时间展宽信号进行中频放大滤波和滤波，获得放大和滤波的中频信号并传输至AD采集器；

差频控制器，连接处理器及信号发射模块，用于差频计算和差频控制，使信号发射模块发射具有频率差的第一信号和第二信号，第一信号传输至混频器，第二信号传输至功率放大器；

AD采集器，连接中频放大滤波器及处理器，接收来自中频放大滤波器的中频信号，并对中频信号进行采集，输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器、差频控制器及通讯模块，控制差频控制器使信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，分析计算回波时间，通过通讯模块输出处理结果传输至显示模块；

供电模块，与处理器连接，对处理器进行供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及，

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器处理结果。

图4是根据本公开的至少一个实施方式的第三电路结构示意图。

如图4所示，第三电路包括：

信号发射模块，与混频器、分配器及处理器连接，用于发射电磁波信号；

信号接收模块，与分配器和混频器连接，包含探头，用于接收回波信号并将接收的回波信号输入至混频器；

分配器，连接信号发射模块、信号接收模块及波导结构，信号发射模块通过分配器将电磁波信号传输至波导结构，信号接收模块通过分配器接收来自波导结构的回波信号，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

混频器，连接信号发射模块和信号接收模块，用于将信号发射模块发射的电磁波信号和信号接收模块输出的回波信号进行混频后输出至中频放大器；

中频放大器，连接混频器和AD采集器，将混频器输出的混频信号进行放大处理后输出至AD采集器；

AD采集器，与中频放大器和处理器连接，对放大的混频信号进行采集，输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器及信号发射模块，控制信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，输出处理结果；

供电模块，连接处理器，对处理器进行供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及，

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器的处理结果，显示量程范围内的回波信号。

图2-图3所示的两种电路结构中，信号发射模块发射的电磁波信号为脉冲波、频率固定脉冲宽度可调的波；图4所示的电路结构中信号发射模块发射的电磁波信号为调频连续波。

以上所述三种电路结构中，显示模块包括电脑、手机或雷达自带显示屏中的至少一种，用于图像化显示和/或调整回波。供电模块为太阳能充电器和/或储能电池。供电模块可以是太阳能充电器，采用太阳能无线充电技术及储能电池，使用太阳能板将太阳能的能量转换为电能存储在储能电池里，在需要对处理器供电时，储能电池将电能输出至处理器进行供电。该太阳能充电器搭配足够容量的储能电池，在持续阴雨天时，储能电池电量24小时不间断供电，可以续航一个月以上，不用担心因电量不足导致无法测量的问题，并且该太阳能充电器拥有智能调节功能，通过输出可调电路可以调节不同的输出电压及电流，满足供电需求。太阳能充电器有环保及减少线缆布置便于安装的优点。供电模块也可以直接采用储能电池直接供电的方式，当安装在测量装置的储能电池的电量较低或电量耗尽时，直接用另一块已经充完电的储能电池进行替换即可。

其中，通讯模块采用的通讯技术包括RS232、NB-IOT、Zigbee、Lora中的至少一种。

本新型提供的油井液位测量装置，可以向油井的金属油管发射一个电磁波信号，电磁波信号沿金属油管传输，遇到油位或水位被反射回来形成回波信号，测量装置接收回波信号，通过测量发射信号和回波信号的时间差或分析包含时间差的信号信息从而计算出油或水的位置。本新型提供的油井液位测量装置，可以用于油井液位、油井液位类型的测量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式/方式”、“一些实施方式/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须的是相同的实施方式/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式/方式或示例以及不同实施方式/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (12)

1.一种油井液位测量装置，其特征在于，包括：

测量单元，与波导结构的信号级连接，用于产生及发射电磁波信号，以及接收处理回波信号；以及

波导结构，包括：

接地级，连接油井的套管；

信号级，位于接地级内，与接地级的延伸方向相同，一侧与测量单元连接，另一侧延伸至金属油管与金属油管连接，用于将测量单元发射的电磁波信号经由信号级传输至金属油管，以及将金属油管传输的回波信号经由信号级被测量单元所接收；

绝缘体，位于信号级和接地级之间，使信号级和接地级绝缘；

第一密封体，位于信号级和绝缘体之间，使信号级与绝缘体密封；

第二密封体，位于绝缘体与接地极之间，使接地极与绝缘体密封，

其中，所述波导结构的信号级还能够沿着接地级的延伸方向活动，在不需测量的时候能够向远离金属油管的方向运动。

2.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

把手，所述把手连接在信号级上靠近测量单元的一侧，用于移动信号级，使信号级与金属油管连接或断开；

开关，所述开关用于控制信号级是否能够移动；

挡板，所述挡板与油井套管或接地级连接，设置于油井套管外部，用于限制信号级活动的最大范围，避免使信号级在接地级延伸方向上向远离金属油管一侧移动时由于移动范围距离过大而导致测量单元及信号级脱落；以及能耗结构，所述能耗结构设置于信号级与金属油管连接处的上方，用于减小或消除回波信号沿金属油管竖直向上传输时反射回来的能量，以使得竖直向上传输的回波信号对液位测量无影响，其中，所述能耗结构包括吸波结构和/或衰减结构。

3.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述波导结构沿信号级方向的波阻抗不变或没有突变，波导结构包括同轴型。

4.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述波导结构为波导、射频线缆、微波线路中的其中一种。

5.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述绝缘体有多个，在信号级延伸方向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述信号级与金属油管连接的一侧形状为凹面状。

7.根据权利要求6所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述凹面状包括圆柱形，圆柱面能够很好的贴合在油管外表面。

8.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述第一密封体包括密封圈和/或垫片，第一密封体垂直于所述信号级，所述密封体的截面形状与所述信号级的横截面的形状相同，用于所述信号级与所述密封体紧密贴合；和/或，

第二密封体包括密封圈和/或垫片，第二密封体垂直于接地级的所有截面，形状与接地级的所有横截面的形状相同，保证接地级与第二密封体紧密贴合，没有空隙，以防晃荡。

9.根据权利要求1所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述测量单元包括第一电路、第二电路或第三电路中的其中一种电路，其中，

所述第一电路包括：

信号发射模块，连接分配器及处理器，用于产生及发射电磁波信号至分配器；

信号接收模块，连接分配器及AD采集器，包含探头，用于接收来自波导结构传输至分配器的回波信号，并将回波信号传输至AD采集器；

分配器，连接信号发射模块、信号接收模块及波导结构，将信号发射模块发射的电磁波信号传输至波导结构，并将来自波导结构的回波信号传输至信号接收模块，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

AD采集器，连接信号接收模块及处理器，用于采集来自信号接收模块的回波信号，并输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器及信号发射模块，控制信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，输出处理结果；

供电模块，连接处理器，对处理器供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器的处理结果；

所述第二电路包括：

信号发射模块，连接差频控制器、混频器及功率放大器，发射第一信号至混频器，发射第二信号至功率放大器，所述第一信号和第二信号具有不同频率，第一信号频率和第二信号频率通过差频控制器计算和控制；

信号接收模块，连接分配器及混频器，包含探头，用于接收来自波导结构传输至分配器的回波信号，并将回波信号传输至混频器；

分配器，连接功率放大器、信号接收模块及波导结构，接收经功率放大器放大后的第二信号并输出至波导结构，接收来自波导结构的回波信号并传输至信号接收模块，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

功率放大器，连接信号发射模块及分配器，接收信号发射模块发射的第二信号并将第二信号进行功率放大，将功率放大后的第二信号输出至分配器；

混频器，连接信号发射模块、信号接收模块及中频放大滤波器，接收来自信号发射模块发射的第一信号和来自信号接收模块的回波信号，并将第一信号和回波信号混频获得回波信号时间展宽信号，并将回波信号时间展宽信号输出至中频放大滤波器；

中频放大滤波器，连接混频器及AD采集器，接收混频器输出的回波信号时间展宽信号，并对回波信号时间展宽信号进行中频放大滤波和滤波，获得放大和滤波的中频信号并传输至AD采集器；

差频控制器，连接处理器及信号发射模块，用于差频计算和差频控制，使信号发射模块发射具有频率差的第一信号和第二信号，其中第一信号传输至混频器，第二信号传输至功率放大器；

AD采集器，连接中频放大滤波器及处理器，接收来自中频放大滤波器的中频信号，并对中频信号进行采集，输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器、差频控制器及通讯模块，控制差频控制器使信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，分析计算回波时间，通过通讯模块输出处理结果至显示模块；

供电模块，与处理器连接，对处理器供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器处理结果；

所述第三电路包括：

信号发射模块，与混频器、分配器及处理器连接，用于产生以及发射电磁波信号；

信号接收模块，与分配器和混频器连接，包含探头，用于接收回波信号并将接收的回波信号输入至混频器；

分配器，连接信号发射模块、信号接收模块及波导结构，信号发射模块通过分配器将发射的电磁波信号传输至波导结构，信号接收模块通过分配器接收来自波导结构的回波信号，分配器为耦合器电路、功分器电路中的其中一种；

混频器，连接信号发射模块和信号接收模块，用于将信号发射模块发射的电磁波信号和信号接收模块输出的回波信号进行混频后输出至中频放大器；

中频放大器，连接混频器和AD采集器，将混频器输出的混频信号进行放大处理后输出至AD采集器；

AD采集器，与中频放大器和处理器连接，对放大的混频信号进行采集，输出数字信号至处理器；

处理器，连接供电模块、AD采集器及信号发射模块，控制信号发射模块发射不同类型的电磁波信号并记录发射时间信息，获取并处理分析AD采集器输出的数字信号，输出处理结果；

供电模块，连接处理器，对处理器供电；

通讯模块，使处理器通过通讯模块与显示模块进行通讯连接，将处理器的处理结果传输至显示模块；以及

显示模块，通过通讯模块与处理器连接，显示处理器处理结果。

10.根据权利要求9所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述信号发射模块发射的电磁波信号为脉冲波、频率固定脉冲宽度可调的波或调频连续波，所述显示模块包括电脑、手机或雷达自带显示屏中的至少一种，用于图像化显示和/或调整回波信号；所述供电模块为太阳能充电器和/或储能电池。

11.根据权利要求9所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述供电模块为太阳能充电器和/或储能电池。

12.根据权利要求9所述的油井液位测量装置，其特征在于，所述通讯模块采用的通讯技术，包括RS232、NB-IOT、Zigbee、Lora中的至少一种。

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