本實(shí)用新型涉及油井液面監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前低油價(jià)時(shí)代，要求石油企業(yè)必須提高生產(chǎn)效率，不斷降低人力成本，降本增效。油井液面深度是一項(xiàng)重要的油井工作參數(shù)，目前，在石油生產(chǎn)領(lǐng)域，每天需要大量的人力物力來(lái)對(duì)油井進(jìn)行手動(dòng)液面深度測(cè)試，對(duì)人力物力造成了浪費(fèi)，有悖于提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)Ω鞣N井況的油氣界面深度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，減少了人工的干預(yù)，降低了成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

一種油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置包括：

多個(gè)井口采集裝置，所述井口采集裝置內(nèi)部安裝有微音器，所述微音器用于將接收到的脈沖波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

分路器，所述分路器中設(shè)置有主管道和多個(gè)輸出管道，所述輸出管道與所述主管道相連通；

多個(gè)切換閥，所述切換閥用于控制所述分路器中的輸出管道與所述井口采集裝置的連通和關(guān)閉；

聲源發(fā)聲系統(tǒng)，所述聲源發(fā)聲系統(tǒng)用于產(chǎn)生脈沖波，所述脈沖波遇到所述油井液面后反射，反射的脈沖波被所述微音器接收；

主控制器，所述主控制器用于通過(guò)控制所述切換閥來(lái)控制所述分路器中的輸出管道與所述井口采集裝置的連通和關(guān)閉，所述主控制器還用于采集所述微音器產(chǎn)生的所述電信號(hào)，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，得到油井液面的深度；

所述井口采集裝置與所述分路器的輸出管道通過(guò)所述切換閥一一對(duì)應(yīng)連接，所述分路器的主管道與聲源發(fā)聲系統(tǒng)相連通，所述主控制器分別與所述切換閥、井口采集裝置電連接。

可選的，所述監(jiān)測(cè)裝置還包括：壓力傳感器，所述壓力傳感器安裝于所述分路器的主管道中，所述壓力傳感器與所述主控制器電連接。

可選的，所述聲源發(fā)聲系統(tǒng)包括有壓測(cè)試系統(tǒng)，所述有壓測(cè)試系統(tǒng)包括有壓測(cè)試閥和壓力緩沖腔，所述有壓測(cè)試閥一端與所述分路器的主管道相連接，所述有壓測(cè)試閥的另一端與所述壓力緩沖腔相連接，所述有壓測(cè)試閥與所述主控制器電連接。

可選的，所述聲源發(fā)聲系統(tǒng)包括無(wú)壓測(cè)試系統(tǒng)，所述無(wú)壓測(cè)試系統(tǒng)包括：脈沖泵、儲(chǔ)氣室、無(wú)壓測(cè)試閥和單向閥，所述脈沖泵一端與所述分路器的主管道相連通，所述脈沖泵的另一端與所述儲(chǔ)氣室相連通，所述無(wú)壓測(cè)試閥一端與所述儲(chǔ)氣室相連接，所述無(wú)壓測(cè)試閥的另一端與所述單向閥相連接，所述單向閥與所述分路器的主管道相連通，所述無(wú)壓測(cè)試閥與所述主控制器電連接，所述脈沖泵將所述分路器中的氣體壓縮后，壓縮氣體通過(guò)所述儲(chǔ)氣室、無(wú)壓測(cè)試閥、單向閥和分路器，進(jìn)入油井。

可選的，所述有壓測(cè)試系統(tǒng)還包括排氣消音裝置，所述排氣消音裝置一端與所述壓力緩沖腔相連接，所述排氣消音裝置另一端通過(guò)小孔與外部聯(lián)通，所述小孔有孔徑變化。

可選的，所述井口采集裝置與所述切換閥之間通過(guò)高壓管線(xiàn)相連通。

可選的，所述高壓管線(xiàn)為內(nèi)徑大于10毫米的橡膠軟管。

可選的，所述脈沖泵的進(jìn)氣管通過(guò)所述分路器與油井套管環(huán)空相連通，所述脈沖泵工作時(shí)壓縮的氣體取自油井套管環(huán)空。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例，本實(shí)用新型公開(kāi)了以下技術(shù)效果：本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)聲源發(fā)聲系統(tǒng)的控制、井口采集裝置、切換閥等構(gòu)件的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)，節(jié)約了人力。而且，本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置多個(gè)井口采集裝置、多個(gè)切換閥和一個(gè)分路器，實(shí)現(xiàn)了由一套主控系統(tǒng)對(duì)多口油井的測(cè)試，節(jié)省了多個(gè)比較復(fù)雜、成本較高的主控板，聲波發(fā)聲系統(tǒng)等部件。對(duì)于一個(gè)叢式井場(chǎng)，原來(lái)由多個(gè)設(shè)備各自單獨(dú)控制，改變成為由一套設(shè)備集中統(tǒng)一控制模式，減少了設(shè)備數(shù)量，降低了采購(gòu)成本。此外，本實(shí)用新型提供的監(jiān)測(cè)裝置具有有壓測(cè)試和無(wú)壓測(cè)試兩個(gè)通道，根據(jù)井況可以自動(dòng)判斷和選擇測(cè)試方式，適合各種井況。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的目的是提供一種油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)，能夠?qū)Ω鞣N井況的油氣界面深度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，減少了人工的干預(yù)，降低了成本。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該裝置包括：

多個(gè)井口采集裝置1，所述井口采集裝置內(nèi)部安裝有微音器2，所述微音器用于將接收到的脈沖波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

分路器7，所述分路器7中設(shè)置有主管道和多個(gè)輸出管道，所述輸出管道與所述主管道相連通；

多個(gè)切換閥4，所述切換閥4用于控制所述分路器7中的輸出管道與所述井口采集裝置1的連通和關(guān)閉；

聲源發(fā)聲系統(tǒng)，所述聲源發(fā)聲系統(tǒng)用于產(chǎn)生脈沖波，所述脈沖波遇到所述油井液面后反射，反射的脈沖波被所述微音器2接收；

主控制器11，所述主控制器11用于通過(guò)控制所述切換閥4來(lái)控制所述分路器7中的輸出管道與所述井口采集裝置1的連通和關(guān)閉，所述主控制器11還用于采集所述微音器2產(chǎn)生的所述電信號(hào)，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，得到油井液面的深度；

所述井口采集裝置1與所述分路器7的輸出管道通過(guò)所述切換閥4一一對(duì)應(yīng)連接，所述分路器7的主管道與聲源發(fā)聲系統(tǒng)相連通，所述主控制器11分別與所述切換閥4、井口采集裝置1電連接。

所述監(jiān)測(cè)裝置還包括：壓力傳感器6，所述壓力傳感器6安裝于所述分路器7的主管道中，所述壓力傳感器6與所述主控制器11電連接。

所述聲源發(fā)聲系統(tǒng)包括有壓測(cè)試系統(tǒng)，所述有壓測(cè)試系統(tǒng)包括有壓測(cè)試閥8和壓力緩沖腔10，所述有壓測(cè)試閥8一端與所述分路器7的主管道相連接，所述有壓測(cè)試閥8的另一端與所述壓力緩沖腔10相連接，所述有壓測(cè)試閥8與所述主控制器11電連接。

所述聲源發(fā)聲系統(tǒng)還包括無(wú)壓測(cè)試系統(tǒng)，所述無(wú)壓測(cè)試系統(tǒng)包括：脈沖泵16、儲(chǔ)氣室14、無(wú)壓測(cè)試閥9和單向閥19，所述脈沖泵16一端與所述分路器7的主管道相連通，所述脈沖泵16的另一端與所述儲(chǔ)氣室14相連通，所述無(wú)壓測(cè)試閥9一端與所述儲(chǔ)氣室14相連接，所述無(wú)壓測(cè)試閥9的另一端與所述單向閥19相連接，所述單向閥19與所述分路器7的主管道相連通，所述無(wú)壓測(cè)試閥9與所述主控制器11電連接，所述脈沖泵16將所述分路器7中的氣體壓縮后，壓縮氣體通過(guò)所述儲(chǔ)氣室14、無(wú)壓測(cè)試閥9、單向閥19和分路器7，進(jìn)入油井。

所述有壓測(cè)試系統(tǒng)還包括排氣消音裝置13，所述排氣消音裝置13的一端與所述壓力緩沖腔10相連接，所述排氣消音裝置另一端通過(guò)小孔與外部聯(lián)通，所述小孔有孔徑變化，小孔的孔徑變化分為三段，孔徑先變大，后變小，再變大，相當(dāng)于連接3個(gè)消音碗。小孔管道截面突變一次，氣流便在這里膨脹一次，消耗一部分能量。經(jīng)過(guò)多次膨脹后，再與外界連通，這使得高壓氣體到達(dá)消音裝置的出口時(shí)，其壓力、速度和密度，已降到和外界空氣差不多了。

所述井口采集裝置1與所述切換閥4之間通過(guò)高壓管線(xiàn)3相連通。

所述高壓管線(xiàn)3為內(nèi)徑大于10毫米的橡膠軟管。

所述脈沖泵16通過(guò)泵進(jìn)氣管18與所述所述分路器7的主管道相連通，脈沖泵16通過(guò)泵出氣管15與所述所述儲(chǔ)氣室10相連通，所述監(jiān)測(cè)裝置還包括電源系統(tǒng)12，電源系統(tǒng)12通過(guò)電源線(xiàn)17為監(jiān)測(cè)裝置提供電能，主控制器11通過(guò)信號(hào)線(xiàn)5與壓力傳感器6電連接。所述脈沖泵的進(jìn)氣管通過(guò)所述分路器與油井套管環(huán)空相連通，所述脈沖泵工作時(shí)壓縮的氣體取自油井套管環(huán)空。

本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置多個(gè)井口采集裝置1、多個(gè)切換閥4和一個(gè)分路器7，實(shí)現(xiàn)了由一套主控系統(tǒng)對(duì)多口油井的測(cè)試。節(jié)省了多個(gè)比較復(fù)雜、成本較高的主控板，聲波發(fā)聲系統(tǒng)等部件。對(duì)于一個(gè)叢式井場(chǎng)，原來(lái)由多個(gè)設(shè)備各自單獨(dú)控制，改變成為由一套設(shè)備集中統(tǒng)一控制模式，減少了設(shè)備數(shù)量，降低了采購(gòu)成本。本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置在井口采集裝置內(nèi)安裝微音器2，通過(guò)高壓管線(xiàn)3和信號(hào)線(xiàn)5與系統(tǒng)主控制器11相連，微音器2的安裝位置能很好的保證聲波采集的穩(wěn)定性和可靠性，而且，使井口采集裝置功能簡(jiǎn)單，體積小，安裝方便，有利于降低成本。高壓管線(xiàn)3采用內(nèi)徑大于10毫米的橡膠軟管，在保證測(cè)試效果的同時(shí)，降低了成本，現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，工作量小。主控制器11通過(guò)切換閥4的開(kāi)啟和關(guān)閉，來(lái)保證主控系統(tǒng)在某一時(shí)刻只與多口井中的一口井相連接。分路器7是測(cè)試氣流聲波樞紐，與切換閥4一起完成測(cè)試通道的切換，并為測(cè)試閥、壓力傳感器和進(jìn)氣管提供接口。壓力緩沖腔10由于暫存有壓測(cè)試時(shí)瞬間排出的套管氣，與排氣消音裝置13配合實(shí)現(xiàn)安全測(cè)試，表現(xiàn)為無(wú)噪音、無(wú)氣流沖擊。排氣消音裝置13通過(guò)小孔與外部聯(lián)通，采用小孔消聲原理，通過(guò)小孔及聲波氣流通道的孔徑變化，衰減聲波能量，消除了有壓測(cè)試時(shí)產(chǎn)生的測(cè)試噪音。脈沖泵16采用微型無(wú)油壓縮機(jī)，泵進(jìn)氣管18通過(guò)分路器7與油井套管環(huán)空相連通，泵工作時(shí)壓縮的氣體取自油井套管環(huán)空，形成的高壓氣體在測(cè)試時(shí)又注入到對(duì)應(yīng)的油井套管環(huán)空。測(cè)試需要通過(guò)氣流涌動(dòng)產(chǎn)生次聲波，這種結(jié)構(gòu)保證了產(chǎn)生次聲波需要的氣體完全是在一個(gè)閉環(huán)封閉的管柱結(jié)構(gòu)中，不與外界發(fā)生氣體成分交換，接觸不到空氣中的氧氣，不改變油井套管環(huán)空中氣體的成分，沒(méi)有安全隱患。自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置具有有壓測(cè)試和無(wú)壓測(cè)試兩個(gè)通道，根據(jù)井況可以自動(dòng)判斷和選擇測(cè)試方式，適合各種井況。儀器采用防爆機(jī)箱密封，防爆管連接，符合隔爆設(shè)計(jì)要求。利用油井自身的套管氣產(chǎn)生測(cè)試所需的次聲波，不需要額外的高壓氣源(例如其它儀器采用的高壓氮?dú)馄?，由于油井自身的套管氣取之不盡，所以本實(shí)用新型能夠長(zhǎng)期自動(dòng)運(yùn)行，不需人工干預(yù)。

本實(shí)用新型提供的油井液面自動(dòng)檢測(cè)裝置同時(shí)適用于有壓或無(wú)壓的油氣井，內(nèi)部主控部分中集成高精度壓力傳感器，利用它判斷井內(nèi)壓力情況，從而決定系統(tǒng)的測(cè)試模式；同時(shí)它也可以作為反映井內(nèi)套管壓力的套壓傳感器使用，實(shí)時(shí)提供井口套壓數(shù)據(jù)，使設(shè)備具有多功能特性，最大限度的降低數(shù)字化設(shè)備的綜合成本。

主控制器11程序具有分時(shí)操作功能，自動(dòng)判斷井內(nèi)壓力狀況，自動(dòng)選擇有壓外爆或無(wú)壓內(nèi)爆發(fā)聲模式，自動(dòng)計(jì)算液面深度，分間隔依次啟動(dòng)測(cè)試叢式井場(chǎng)多井?dāng)?shù)據(jù)。

通過(guò)主控制器11依次切換測(cè)試通道，在測(cè)試的每口油井的井口套管環(huán)空中，依次產(chǎn)生次聲波脈沖，通過(guò)對(duì)每口井的聲波反射接收處理，計(jì)算出井下液面深度。測(cè)試結(jié)果可以通過(guò)GPRS直接遠(yuǎn)程傳輸，也可以通過(guò)井場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與井場(chǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接。

本實(shí)用新型提供的油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)油氣井的自然情況，對(duì)于有壓井，利用井內(nèi)自身套管氣來(lái)測(cè)試。將套管環(huán)空中的高壓氣體突然釋放到儲(chǔ)氣室，在井口處環(huán)空中的氣體瞬間發(fā)生膨脹，產(chǎn)生膨脹沖擊波。對(duì)于無(wú)壓井，需要利用聲音發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)高壓氣源，將高壓氣體突然釋放到油氣井內(nèi)，在井口處環(huán)空中的氣體瞬間發(fā)生壓縮，產(chǎn)生壓縮沖擊波。該聲波(壓縮或膨脹)脈沖沿環(huán)空向井下傳播，遇到油管接箍、音標(biāo)、氣液界面產(chǎn)生反射聲波脈沖，由微音器組件接收聲脈沖轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)控制電路進(jìn)行數(shù)字處理，自動(dòng)計(jì)算出液面深度，測(cè)試結(jié)果和曲線(xiàn)圖形存儲(chǔ)到控制電路的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。

由主控制器11發(fā)出控制指令，先選擇指定地址的控制通道即對(duì)應(yīng)的某一口井，判斷井內(nèi)有無(wú)套壓，然后選擇對(duì)應(yīng)的聲波模式擊發(fā)，并打開(kāi)相應(yīng)的氣路通道，系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)采集對(duì)應(yīng)通道的聲波接收傳感器的感應(yīng)信號(hào)，記錄存儲(chǔ)計(jì)算，將得出的測(cè)試結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)字化系統(tǒng)中。進(jìn)入等待下一次測(cè)試指令狀態(tài)。裝置可以按照設(shè)定好的時(shí)間間隔，輪流測(cè)試多口井，也可以隨時(shí)接收數(shù)字化系統(tǒng)的指令，直接測(cè)試某一口井的當(dāng)前數(shù)據(jù)。

油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的具體工作過(guò)程如下：通過(guò)“無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程通訊”或“井場(chǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)”接收到測(cè)試任務(wù)后，首先根據(jù)需要測(cè)試的井號(hào)，由系統(tǒng)的主控制器11發(fā)出命令，打開(kāi)相應(yīng)的測(cè)試通道的切換閥，使該井的油套環(huán)空與分路器連同。然后有壓力傳感器判斷該油氣井內(nèi)壓力，當(dāng)井內(nèi)沒(méi)有壓力時(shí)，需要外爆產(chǎn)生聲波。即：泵進(jìn)氣管18通過(guò)分路器連同油井環(huán)空，為脈沖泵16提供進(jìn)氣氣源，然后啟動(dòng)脈沖泵16壓縮氣體，通過(guò)泵出氣管15對(duì)儲(chǔ)氣室14進(jìn)行加壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，開(kāi)啟無(wú)壓測(cè)試閥9，將儲(chǔ)氣室內(nèi)的壓縮氣體快速釋放到油井套管內(nèi)。在井口處環(huán)空中的氣體瞬間發(fā)生壓縮，產(chǎn)生壓縮沖擊波，這是針對(duì)無(wú)壓井的外爆產(chǎn)生聲波測(cè)試模式。當(dāng)井內(nèi)有足夠壓力時(shí)，可以直接采用內(nèi)爆聲波，即直接開(kāi)啟有壓測(cè)試閥8，將油井套管內(nèi)的氣體通過(guò)壓力緩沖腔10和排氣消音裝置13快速釋放到裝置箱體外，此時(shí)在井口處環(huán)空中的氣體瞬間發(fā)生膨脹，產(chǎn)生膨脹沖擊波，這是針對(duì)有壓井的內(nèi)爆產(chǎn)生聲波工作模式。

該壓縮或膨脹沖擊波沿油套環(huán)空向井下傳播，遇到油管接箍、音標(biāo)、氣液界面產(chǎn)生反射聲波脈沖，由微音器2接收聲脈沖轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)控制系統(tǒng)主控板11進(jìn)行數(shù)字處理，自動(dòng)計(jì)算出液面深度。

本實(shí)用新型提供的油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)對(duì)聲源發(fā)聲系統(tǒng)的控制、井口采集裝置、切換閥等構(gòu)件的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了油井液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)，節(jié)約了人力。而且，本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置多個(gè)井口采集裝置、多個(gè)切換閥和一個(gè)分路器，實(shí)現(xiàn)了由一套主控系統(tǒng)對(duì)多口油井的測(cè)試，節(jié)省了多個(gè)比較復(fù)雜、成本較高的主控板，聲波發(fā)聲系統(tǒng)等部件。對(duì)于一個(gè)叢式井場(chǎng)，原來(lái)由多個(gè)設(shè)備各自單獨(dú)控制，改變成為由一套設(shè)備集中統(tǒng)一控制模式，減少了設(shè)備數(shù)量，降低了采購(gòu)成本。此外，本實(shí)用新型提供的監(jiān)測(cè)裝置具有有壓測(cè)試和無(wú)壓測(cè)試兩個(gè)通道，根據(jù)井況可以自動(dòng)判斷和選擇測(cè)試方式，適合各種井況。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。