[发明专利]一种油井液位测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田采油过程中油井液面深度测量装置。

背景技术

目前，国内外液面测试方法主要采用在井口放枪(子弹或高压气瓶)产生声波，利用安装在井口的接收器——微音器(为高灵敏度麦克风)接收回波，根据回波形状判断液面深度。由于球面波扩散好，在井下衰减快，对深井测量难度较大，测试数据不准。目前，我国生产的液面测量设备，可实现的最大测量深度为2500m，液面深度大于2500m时，测量结果不可靠或不能测到。特别是对低产井，由于不能连续检测井下液面的位置，因此不能及时地调整抽油机的工作参数，一方面会由于油井供液不足，使得抽油机因空转造成能源浪费；另一方面，由于供液不足而造成泵空现象，加快井下设备的磨损，缩短设备的使用寿命，增加油井作业量和生产操作费用。

油田用于液面测量的井口枪，普通装弹量为1发，最大装弹量为6发，用高压气瓶测量的最大可持续时间为10080分(7天)，因此，这种方法受到枪内子弹容量(或瓶内气体容量)的限制，而不能实现长时间连续测量。对于抽油机井来说，通常需要两组以上的液面数据比对确定液面深度。而对于压力恢复测试来说，通常情况下需要7～20天的时间进行连续测量；对低产井则需要20天以上的时间，因此，目前所用的测量方法，对液面连续测量来说，带来很大的不便，不能完全满足压力恢复测试的要求，特别是不能满足低产井压力恢复测试的要求。因此，研制抽油机井液面连续测量装置，不仅可以解决油井，特别是深井和低产井的液面测量及油井压力恢复的测量问题，为确定油井的生产能力，确定合理的生产方式提供依据；而且还可以将该项技术应用抽油机井自动化管理，以提高油井管理水平。这些对于实现油井的高水平开发具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是利用扩频系统带频宽、信号功率分布均匀、对多径干扰有较好的抑制能力的特点，设计一种油井液面连续测量装置，该装置在井口发出和接受特种信号，利用扩频码的自相关函数有尖锐特性的特点，采用相关的检测方法，可以在低信噪比的条件下，检测出液面信号。

本液面测量装置由计算机、D/A转换器、功率放大器、扬声器、传声器、适调放大器、A/D转换器、喇叭罩和软钢管组成，其特征是计算机包括：PN码发生器、本地码发生器、比相器、相关判断器、相位调整器、载波调解器；

1)PN码发生器，测距声源的生成，测距声源由中心频率为1k的单频声加伪随机码调制而形成，用扩频码对载波进行相位调制，即将载波信号频谱扩展，经换能器将声波发送井下目标，由井口传声器接收；

2)载波调解器，反射回声信号经A/D转换器、放大、载波调解，数据处理，将载波信号恢复成宽度为T_c的矩形波信号；

3)相关判断器，采样进入计算机解扩，还原的PN序列与本地PN序列进行相关判决，当二者相位相同，相关判断器将最大输出给比相器，同时相关判断器输出信号给相位调整器控制本地码相位变化；

4)本地码发生器，当接收信号经解扩处理后变为中窄频带信号，经平方检波后送积分器，积分器是从0→T_D的积分清除积分器，在T_D时刻输出积分值，该值在门限比较器作比较，它低于设定的某一门限值时输出一信号给时钟，改变本地码的相位状态，改变后的本地码相位再重复上述的解扩、中频滤波、平方检波和比较过程，当积分器输出大于给定的门限时，完成对接收扩频码的捕获；

5)相位调整器，相位调整器控制本地码相位变化；

6)比相器，确定收发两个PN序列的相位差，即时延τ，实现距离测量。扩频测距原理

1.1.脉冲测距

设打枪产生幅度为A，宽度为T的矩形脉冲s(t)，其频谱函数为：

S(f)=ATsinπfTπfT----2-1]]>

能量主要集中在主瓣0～1/T。