一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置及方法與流程

本發(fā)明屬于油井動(dòng)液面測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

在油田生產(chǎn)過程中，油管和套管之間的動(dòng)液面是反映地層供液能力的一個(gè)重要指標(biāo)，是采油生產(chǎn)中確定抽油泵合理沉沒度、制定合理工作制度的重要依據(jù)，通過對(duì)油井動(dòng)液面的監(jiān)測(cè)分析，可以直接確定油井泵深、計(jì)算井底流體壓力和靜壓，判斷油井生產(chǎn)工作制度與地層能量的匹配情況，提高油井工作效率、保證油井穩(wěn)定生產(chǎn)。傳統(tǒng)的動(dòng)液面測(cè)試方式是利用回聲儀進(jìn)行測(cè)試，使用無彈頭火藥子彈或氮?dú)馄柯晱椬鳛榘l(fā)聲介質(zhì)，由人工定期進(jìn)行操作。由于使用的設(shè)備危險(xiǎn)、笨重，因此很難長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)試。而電動(dòng)氣槍、電動(dòng)氮?dú)馄?，由于其工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，使用壽命短，推廣起來比較困難。另外，動(dòng)液面自動(dòng)測(cè)量時(shí)，若井內(nèi)壓力過低時(shí)，無法在套管完全敞開的情況下對(duì)液面實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確測(cè)量，需滿足測(cè)量空間封閉，才能使動(dòng)液面測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高；若井內(nèi)壓力過高時(shí)，過高的壓力會(huì)影響次聲波的傳輸，需對(duì)套管內(nèi)的壓力進(jìn)行泄放，因此，現(xiàn)如今缺少一種一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置及方法，可根據(jù)套管內(nèi)的壓力選擇內(nèi)爆或外爆的工作模式測(cè)量油井動(dòng)態(tài)液面位置，避免傳統(tǒng)安裝手動(dòng)球閥導(dǎo)致人工控制帶來的不必要的麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其設(shè)計(jì)新穎合理，采用內(nèi)爆或外爆的工作模式提供爆破發(fā)聲條件，通過微音器進(jìn)行動(dòng)態(tài)液面連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)套管電磁閥的安裝不影響工人注液洗井工作，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：包括安裝在套管支管上的防爆外殼、穿過防爆外殼且與套管支管對(duì)接的傳輸管以及設(shè)置在防爆外殼內(nèi)的聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)和電氣控制單元，所述傳輸管由測(cè)試管和放氣管組成，測(cè)試管的側(cè)壁上開設(shè)有與測(cè)試管連通的聲波接收氣管和測(cè)壓孔，聲波接收氣管通過安裝蓋封閉，安裝蓋上開設(shè)有微音器安裝孔，測(cè)試管上靠近聲波接收氣管的位置處設(shè)置有與測(cè)試管加工作制為一體的儲(chǔ)氣倉(cāng)，儲(chǔ)氣倉(cāng)上設(shè)置有進(jìn)氣孔和儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管，進(jìn)氣孔上固定安裝有伸出至防爆外殼外且用于連接加氣泵向儲(chǔ)氣倉(cāng)輸入高壓氣體的進(jìn)氣管，所述聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)包括固定安裝在儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管出氣端的爆破電磁閥、設(shè)置在聲波接收氣管內(nèi)且卡裝在微音器安裝孔上用于接收聲波信號(hào)的微音器、固定在測(cè)壓孔上用于測(cè)量油井套管內(nèi)壓力的壓力傳感器以及固定在測(cè)試管與放氣管之間用于調(diào)節(jié)油井套管內(nèi)壓力的套管電磁閥，微音器靠近儲(chǔ)氣倉(cāng)的一側(cè)與聲波接收氣管之間設(shè)置有空腔，爆破電磁閥遠(yuǎn)離儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管的一端連接有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管遠(yuǎn)離爆破電磁閥的一端連接有伸入至所述空腔內(nèi)的聲波發(fā)射氣管；電氣控制單元包括微控制器以及均與微控制器連接的通信模塊和存儲(chǔ)器，壓力傳感器的信號(hào)輸出端與微控制器的輸入端相接，爆破電磁閥和套管電磁閥均由微控制器控制，微音器安裝孔的外側(cè)安裝有用于處理微音器接收信號(hào)的信號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊通過隔爆管線與微控制器連接。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述防爆外殼內(nèi)安裝有用于調(diào)節(jié)溫度的加熱板，電氣控制單元還包括用于采集防爆外殼內(nèi)溫度的溫度傳感器，溫度傳感器的信號(hào)輸出端與微控制器的輸入端相接，加熱板由微控制器控制。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述通信模塊為有線通信模塊或無線通信模塊，微控制器通過有線通信或無線通信與上位機(jī)通信。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述安裝蓋與聲波接收氣管接觸的位置處設(shè)置有密封墊。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述微音器的信號(hào)接收端和聲波發(fā)射氣管的信號(hào)輸出端均與測(cè)試管的內(nèi)壁齊平。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述防爆外殼上設(shè)置有用于為聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)和電氣控制單元供電的外接電路接頭。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述放氣管通過法蘭盤固定安裝在防爆外殼上。

上述的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，其特征在于：所述儲(chǔ)氣倉(cāng)布設(shè)在聲波接收氣管與測(cè)壓孔之間。

同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、可通過內(nèi)爆或外爆的工作模式進(jìn)行一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、測(cè)量準(zhǔn)備：首先，將測(cè)量裝置安裝在套管支管上，采用法蘭盤將放氣管密封固定安裝在防爆外殼上；然后，將加氣泵安裝在進(jìn)氣管的進(jìn)氣端，將外部供電設(shè)備安裝在外接電路接頭上；最后，通過上電復(fù)位的方式初始化微控制器，在存儲(chǔ)器中設(shè)置環(huán)境溫度閾值和油井套管內(nèi)壓力閾值，保持套管電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，隔斷測(cè)試管和放氣管之間的通道；

步驟二、調(diào)節(jié)防爆外殼內(nèi)環(huán)境溫度：為防爆外殼內(nèi)安裝加熱板，同時(shí)在電氣控制單元中設(shè)置溫度傳感器，采用溫度傳感器采集防爆外殼內(nèi)環(huán)境溫度值，當(dāng)溫度傳感器采集的溫度值低于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的環(huán)境溫度閾值時(shí)，微控制器控制加熱板工作，使防爆外殼內(nèi)環(huán)境溫度值維持在環(huán)境溫度閾值內(nèi)；

步驟三、檢測(cè)油井套管內(nèi)壓力值并選擇內(nèi)爆或外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置：采用壓力傳感器采集與油井套管連通的測(cè)試管內(nèi)的壓力值，當(dāng)壓力傳感器采集的壓力值低于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，選擇外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置：保持套管電磁閥關(guān)閉，采用加氣泵通過進(jìn)氣管為儲(chǔ)氣倉(cāng)輸送高壓氣體，通過導(dǎo)通爆破電磁閥，高壓氣體通過導(dǎo)氣管和聲波發(fā)射氣管向測(cè)試管內(nèi)發(fā)出次聲波，使用微音器接收回波信息并采用信號(hào)處理模塊信號(hào)預(yù)處理后傳輸至微控制器；

當(dāng)壓力傳感器采集的壓力值不低于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，選擇內(nèi)爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置：微控制器控制套管電磁閥開啟，通過放氣管泄氣向測(cè)試管內(nèi)發(fā)出次聲波，使用微音器接收回波信息并采用信號(hào)處理模塊信號(hào)預(yù)處理后傳輸至微控制器；

步驟四、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及數(shù)據(jù)處理：微控制器將接收的動(dòng)態(tài)液面數(shù)據(jù)通過通信模塊遠(yuǎn)程傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)動(dòng)態(tài)液面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到動(dòng)態(tài)液面實(shí)際位置。

上述的方法，其特征在于：步驟四中通信模塊為有線通信模塊或無線通信模塊，微控制器通過有線通信或無線通信與上位機(jī)通信；步驟三中微音器的信號(hào)接收端和聲波發(fā)射氣管的信號(hào)輸出端均與測(cè)試管的內(nèi)壁齊平。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置采用防爆外殼，安全可靠；通過設(shè)置套管電磁閥，可對(duì)油井套管封堵、壓力泄放，同時(shí)當(dāng)不需要測(cè)量油井動(dòng)態(tài)液面時(shí)，微控制器通過控制套管電磁閥，保證油管和油井套管之間的空間敞開，便于工人正常注液洗井工作，可靠穩(wěn)定，使用效果好。

2、本發(fā)明采用的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置通過將儲(chǔ)氣倉(cāng)與測(cè)試管加工制作為一體，同時(shí)將儲(chǔ)氣倉(cāng)靠近聲波接收氣管設(shè)置，減少測(cè)量裝置的體積，減少高壓氣體流過的路程，將聲波發(fā)射氣管套設(shè)在聲波接收氣管內(nèi)便于測(cè)量次聲波的發(fā)射和接收，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效果好。

3、本發(fā)明采用的方法，步驟簡(jiǎn)單，通過套管電磁閥和爆破電磁閥的配合實(shí)現(xiàn)內(nèi)爆或外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置，在滿足測(cè)量裝置正常工作的溫度環(huán)境下，采用壓力傳感器檢測(cè)油井套管內(nèi)的壓力值，當(dāng)油井套管內(nèi)的壓力值低于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，采用外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置；當(dāng)油井套管內(nèi)的壓力值不低于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，采用內(nèi)爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置，使用靈活，測(cè)量準(zhǔn)確。

綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)新穎合理，采用內(nèi)爆或外爆的工作模式提供爆破發(fā)聲條件，通過微音器進(jìn)行動(dòng)態(tài)液面連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)套管電磁閥的安裝不影響工人注液洗井工作，安全可靠，便于推廣使用。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置的使用狀態(tài)圖。

圖3為本發(fā)明測(cè)試管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的電路原理框圖。

圖5為本發(fā)明方法的流程框圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—防爆外殼； 2—聲波接收氣管； 3—信號(hào)處理模塊；

4—微音器； 5—導(dǎo)氣管； 6—爆破電磁閥；

7—進(jìn)氣管； 8—加熱板； 9—壓力傳感器；

10—套管電磁閥； 11—電氣控制單元； 11-1—微控制器；

11-2—通信模塊； 11-3—溫度傳感器； 11-4—存儲(chǔ)器；

12—外接電路接頭； 3—測(cè)試管； 14—法蘭盤；

15—放氣管； 17—密封墊； 18—安裝蓋；

19—聲波發(fā)射氣管； 20—微音器安裝孔； 21—儲(chǔ)氣倉(cāng)；

22—儲(chǔ)氣罐出氣管； 23—進(jìn)氣孔； 24—測(cè)壓孔；

25—套管支管； 26—抽油機(jī)； 27—油井套管；

28—接箍； 29—油管。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖4所示的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置，包括安裝在套管支管25上的防爆外殼1、穿過防爆外殼1且與套管支管25對(duì)接的傳輸管以及設(shè)置在防爆外殼1內(nèi)的聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)和電氣控制單元11，所述傳輸管由測(cè)試管13和放氣管15組成，測(cè)試管13的側(cè)壁上開設(shè)有與測(cè)試管13連通的聲波接收氣管2和測(cè)壓孔24，聲波接收氣管2通過安裝蓋18封閉，安裝蓋18上開設(shè)有微音器安裝孔20，測(cè)試管13上靠近聲波接收氣管2的位置處設(shè)置有與測(cè)試管13加工作制為一體的儲(chǔ)氣倉(cāng)21，儲(chǔ)氣倉(cāng)21上設(shè)置有進(jìn)氣孔23和儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管22，進(jìn)氣孔23上固定安裝有伸出至防爆外殼1外且用于連接加氣泵向儲(chǔ)氣倉(cāng)21輸入高壓氣體的進(jìn)氣管7，所述聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)包括固定安裝在儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管22出氣端的爆破電磁閥6、設(shè)置在聲波接收氣管2內(nèi)且卡裝在微音器安裝孔20上用于接收聲波信號(hào)的微音器4、固定在測(cè)壓孔24上用于測(cè)量油井套管27內(nèi)壓力的壓力傳感器9以及固定在測(cè)試管13與放氣管15之間用于調(diào)節(jié)油井套管27內(nèi)壓力的套管電磁閥10，微音器4靠近儲(chǔ)氣倉(cāng)21的一側(cè)與聲波接收氣管2之間設(shè)置有空腔，爆破電磁閥6遠(yuǎn)離儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管22的一端連接有導(dǎo)氣管5，導(dǎo)氣管5遠(yuǎn)離爆破電磁閥6的一端連接有伸入至所述空腔內(nèi)的聲波發(fā)射氣管19；電氣控制單元11包括微控制器11-1以及均與微控制器11-1連接的通信模塊11-2和存儲(chǔ)器11-4，壓力傳感器9的信號(hào)輸出端與微控制器11-1的輸入端相接，爆破電磁閥6和套管電磁閥10均由微控制器11-1控制，微音器安裝孔20的外側(cè)安裝有用于處理微音器4接收信號(hào)的信號(hào)處理模塊3，信號(hào)處理模塊3通過隔爆管線與微控制器11-1連接。

防爆外殼1的設(shè)置一是為了整個(gè)裝置的密封保護(hù)，保護(hù)防爆外殼1內(nèi)各個(gè)用電設(shè)備不受外界環(huán)境的侵蝕干擾，延長(zhǎng)測(cè)量裝置的使用壽命；二是為了測(cè)量裝置的運(yùn)行不會(huì)對(duì)油井產(chǎn)生任何的安全隱患；傳輸管的設(shè)置一是為了保持套管支管25的正常使用，保證套管支管25與外界連通，便于工人注液洗井工作；二是為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)液面的測(cè)量，便于聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝以及測(cè)量工作；所述傳輸管由測(cè)試管13和放氣管15組成，測(cè)試管13與放氣管15之間通過套管電磁閥10進(jìn)行連接，套管電磁閥10的設(shè)置一是為了靈活快速的調(diào)節(jié)傳輸管的導(dǎo)通和封堵，避免傳統(tǒng)使用手動(dòng)球閥，頻繁的開啟或關(guān)閉，減少工人的工作量，且避免由于工人忘記關(guān)閉手動(dòng)球閥，而使油井的動(dòng)液面測(cè)量在敞開的狀態(tài)下測(cè)量，測(cè)量精度低；二是為了便于調(diào)節(jié)油井套管27內(nèi)壓力，若油井套管27內(nèi)壓力過高，導(dǎo)致聲波測(cè)量工作無法正常進(jìn)行，需通過套管電磁閥10泄氣保持油井套管27內(nèi)壓力維持在聲波測(cè)量所需的正常范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)氣倉(cāng)21布設(shè)在聲波接收氣管2與測(cè)壓孔24之間。

測(cè)試管13的側(cè)壁上開設(shè)有與測(cè)試管13連通的聲波接收氣管2和測(cè)壓孔24，優(yōu)選的測(cè)試管13和聲波接收氣管2均采用不銹鋼材料制成，使測(cè)試管13和聲波接收氣管2防腐、防銹及不易變形，提高測(cè)量裝置的使用壽命，測(cè)試管13上靠近聲波接收氣管2的位置處設(shè)置有與測(cè)試管13加工作制為一體的儲(chǔ)氣倉(cāng)21，儲(chǔ)氣倉(cāng)21的設(shè)置是為了為聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)提供外爆模式測(cè)量的高壓氣體，儲(chǔ)氣倉(cāng)21靠近聲波接收氣管2設(shè)置是為了工作時(shí)，能快速對(duì)油井動(dòng)液面產(chǎn)生擾動(dòng)，縮短整個(gè)氣流通道長(zhǎng)度，減少氣體阻力，也使整個(gè)測(cè)量裝置體積更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，儲(chǔ)氣倉(cāng)21上設(shè)置有進(jìn)氣孔23和儲(chǔ)氣倉(cāng)出氣管22，采用外置的加氣泵通過進(jìn)氣管7向儲(chǔ)氣倉(cāng)21輸入高壓氣體，當(dāng)測(cè)量動(dòng)液面時(shí)，才使用加氣泵，加氣泵外置是為了減小測(cè)量裝置的體積以及成本，加氣泵可供不同的油井測(cè)量使用，爆破電磁閥6的設(shè)置是為了將儲(chǔ)氣倉(cāng)21內(nèi)存儲(chǔ)的高壓氣體以外爆的模式發(fā)射至測(cè)試管13內(nèi)，微音器4靠近儲(chǔ)氣倉(cāng)21的一側(cè)與聲波接收氣管2之間設(shè)置有空腔，聲波發(fā)射氣管19伸入至所述空腔內(nèi)是為了減小次聲波發(fā)射和接收傳播的距離差。

本實(shí)施例中，所述微音器4的信號(hào)接收端和聲波發(fā)射氣管19的信號(hào)輸出端均與測(cè)試管13的內(nèi)壁齊平。

實(shí)際使用中，油井套管27中插入油管29，油管29采用多節(jié)油管分管拼接而成，每個(gè)油管分管的端部均設(shè)置有接箍28來密封油管29，便于抽油機(jī)26順利的抽油，聲波發(fā)射氣管19發(fā)出的高壓氣流在油井套管27中傳播會(huì)遇到多種多樣的障礙干擾，其中包括接箍28帶來的周期性干擾信號(hào)，微音器4的信號(hào)接收端和聲波發(fā)射氣管19的信號(hào)輸出端均與測(cè)試管13的內(nèi)壁齊平是為了聲波發(fā)射氣管19中的高壓氣流避免直接沖擊微音器4表面而直接通向油井套管27中的液面，避免傳輸過程中在受到微音器側(cè)壁的干擾，使聲波測(cè)試更精確更清晰。

微音器安裝孔20的外側(cè)安裝有用于處理微音器4接收信號(hào)的信號(hào)處理模塊3，信號(hào)處理模塊3的設(shè)置一是為了濾波去噪處理微音器4接收的信號(hào)，為微控制器11-1出處理提供信號(hào)預(yù)處理；二是為了封堵安裝蓋18上的微音器安裝孔20，減少噪音的傳播，使微音器4采集的數(shù)據(jù)精度更高。

本實(shí)施例中，所述防爆外殼1內(nèi)安裝有用于調(diào)節(jié)溫度的加熱板8，電氣控制單元11還包括用于采集防爆外殼1內(nèi)溫度的溫度傳感器11-3，溫度傳感器11-3的信號(hào)輸出端與微控制器11-1的輸入端相接，加熱板8由微控制器11-1控制。

加熱板8可根據(jù)防爆外殼1中溫度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)加熱，確保測(cè)量裝置在低溫寒冷地區(qū)可以正常工作，溫度傳感器11-3的設(shè)置是為了感應(yīng)環(huán)境溫度，通過微控制器11-1及時(shí)的控制加熱板8工作。

本實(shí)施例中，所述通信模塊11-2為有線通信模塊或無線通信模塊，微控制器11-1通過有線通信或無線通信與上位機(jī)通信。

本實(shí)施例中，所述安裝蓋18與聲波接收氣管2接觸的位置處設(shè)置有密封墊17。

聲波接收氣管2、密封墊17和安裝蓋18使用螺釘連接，在測(cè)試管13上形成一個(gè)獨(dú)立的腔體，用于固定微音器4和聲波發(fā)射氣管19，在外爆模式下測(cè)量動(dòng)液面位置時(shí)，聲波發(fā)射氣管19發(fā)射高壓氣流對(duì)油井動(dòng)液面產(chǎn)生擾動(dòng)，密封墊17使該獨(dú)立的腔體密封，確保高壓氣流不泄露，聲波接收氣管2與安裝蓋體18使用螺釘進(jìn)行連接，便于拆卸安裝，使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單可靠。

本實(shí)施例中，所述防爆外殼1上設(shè)置有用于為聲波測(cè)量機(jī)構(gòu)和電氣控制單元11供電的外接電路接頭12。

外接電路接頭12的設(shè)置是為了將測(cè)量裝置的供電系統(tǒng)與測(cè)量裝置分開，減少測(cè)量裝置的體積同時(shí)減少油井套管27上的負(fù)荷，當(dāng)需要測(cè)量工作時(shí)，連接外部供電系統(tǒng)為測(cè)量裝置供電，使用效果好。

本實(shí)施例中，所述放氣管15通過法蘭盤14固定安裝在防爆外殼1上。

法蘭盤14的設(shè)置是為了將放氣管15和測(cè)試管13牢固的安裝在防爆外殼1上，使整個(gè)測(cè)量裝置穩(wěn)固不松動(dòng)。

如圖5所示的一體化油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟一、測(cè)量準(zhǔn)備：首先，將測(cè)量裝置安裝在套管支管25上，采用法蘭盤14將放氣管15密封固定安裝在防爆外殼1上；然后，將加氣泵安裝在進(jìn)氣管7的進(jìn)氣端，將外部供電設(shè)備安裝在外接電路接頭12上；最后，通過上電復(fù)位的方式初始化微控制器11-1，在存儲(chǔ)器11-4中設(shè)置環(huán)境溫度閾值和油井套管27內(nèi)壓力閾值，保持套管電磁閥10處于關(guān)閉狀態(tài)，隔斷測(cè)試管13和放氣管15之間的通道；

步驟二、調(diào)節(jié)防爆外殼內(nèi)環(huán)境溫度：為防爆外殼1內(nèi)安裝加熱板8，同時(shí)在電氣控制單元11中設(shè)置溫度傳感器11-3，采用溫度傳感器11-3采集防爆外殼內(nèi)1環(huán)境溫度值，當(dāng)溫度傳感器11-3采集的溫度值低于存儲(chǔ)器11-4中存儲(chǔ)的環(huán)境溫度閾值時(shí)，微控制器11-1控制加熱板8工作，使防爆外殼內(nèi)1環(huán)境溫度值維持在環(huán)境溫度閾值內(nèi)；

實(shí)際使用中，測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置可采用內(nèi)爆的工作模式或外爆的工作模式，內(nèi)爆的工作模式為采用自身高壓氣源發(fā)出爆破的聲源，該自身高壓氣源為油井內(nèi)的高壓氣體；外爆的工作模式為采用外界輔助的高壓氣源發(fā)出爆破的聲源，該外界輔助的高壓氣源為加氣泵為儲(chǔ)氣倉(cāng)21輸送高壓氣體；

步驟三、檢測(cè)油井套管內(nèi)壓力值并選擇內(nèi)爆或外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置：采用壓力傳感器9采集與油井套管27連通的測(cè)試管13內(nèi)的壓力值，當(dāng)壓力傳感器9采集的壓力值低于存儲(chǔ)器11-4中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，選擇外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置：保持套管電磁閥10關(guān)閉，采用加氣泵通過進(jìn)氣管7為儲(chǔ)氣倉(cāng)21輸送高壓氣體，通過導(dǎo)通爆破電磁閥6，高壓氣體通過導(dǎo)氣管5和聲波發(fā)射氣管19向測(cè)試管13內(nèi)發(fā)出次聲波，使用微音器4接收回波信息并采用信號(hào)處理模塊3信號(hào)預(yù)處理后傳輸至微控制器11-1；

實(shí)際使用中，當(dāng)壓力傳感器9采集的壓力值低于存儲(chǔ)器11-4中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，選擇外爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面且測(cè)量完成后，關(guān)閉爆破電磁閥6，打開套管電磁閥10，維持油井正常生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣倉(cāng)21充氣，為一下次動(dòng)液面測(cè)試做準(zhǔn)備；

當(dāng)壓力傳感器9采集的壓力值不低于存儲(chǔ)器11-4中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，選擇內(nèi)爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面位置：微控制器11-1控制套管電磁閥10開啟，通過放氣管15泄氣向測(cè)試管13內(nèi)發(fā)出次聲波，使用微音器4接收回波信息并采用信號(hào)處理模塊3信號(hào)預(yù)處理后傳輸至微控制器11-1；

實(shí)際使用中，當(dāng)壓力傳感器9采集的壓力值不低于存儲(chǔ)器11-4中存儲(chǔ)的壓力閾值時(shí)，選擇內(nèi)爆的工作模式測(cè)量動(dòng)態(tài)液面且測(cè)量完成后，打開排氣電磁閥10，維持油井正常生產(chǎn)，為一下次動(dòng)液面測(cè)試做準(zhǔn)備；

步驟四、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及數(shù)據(jù)處理：微控制器11-1將接收的動(dòng)態(tài)液面數(shù)據(jù)通過通信模塊11-2遠(yuǎn)程傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)動(dòng)態(tài)液面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到動(dòng)態(tài)液面實(shí)際位置。

實(shí)際使用中，當(dāng)油井需要注液洗井時(shí)，不需要對(duì)動(dòng)態(tài)液面測(cè)量裝置進(jìn)行任何拆裝，直接通過放氣管15、排氣電磁閥10和測(cè)試管13向套管支管25注液，即可方便對(duì)油井套管27進(jìn)行作業(yè)。

本實(shí)施例中，步驟四中通信模塊11-2為有線通信模塊或無線通信模塊，微控制器11-1通過有線通信或無線通信與上位機(jī)通信；

步驟三中微音器4的信號(hào)接收端和聲波發(fā)射氣管19的信號(hào)輸出端均與測(cè)試管13的內(nèi)壁齊平。

本實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)液面測(cè)量是利用聲波的原理來進(jìn)行，通過回聲測(cè)量動(dòng)態(tài)液面的深度，通過采集經(jīng)過油管29的接箍28反射的接箍波信號(hào)和經(jīng)過動(dòng)態(tài)液面表面發(fā)射的液面波信號(hào)，找出井口、動(dòng)液面位置，然后計(jì)算出動(dòng)液面深度。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。