[发明专利]用于油井液位测量的自动气枪

说明书

技术领域

本发明涉及在油井开发过程中一种用于油井液位测量的自动气枪。

背景技术

众所周知，油井液位的确定对油井的勘测和测量有重要的意义，它可以成为确定油井产量、渗透率等参数的辅助参数  。

回声测距在油井测量中已经广泛应用，通过在井口产生一个声音脉冲，发出的脉冲经油管与套管之间的环隙向井下传播，通过测量接箍回波和液面回波的时间即可得到声波速度和液面深度 ，传统产生声音脉冲的方式有声弹等，因为安全与环保等诸多因素，现在气枪取代声弹已经成为一个趋势。

用于油井液位测量的气枪产生声音脉冲的气源有两种：一种是油井内部自身气源；另外一种为自带的高压气瓶为外部气源；根据两种不同气源从而产生两种工作模式：外爆模式——气枪利用外部气源产生声音脉冲；内爆模式——气枪利用内部气源产生声音脉冲。

目前国内用于油井液位测量的气枪多是内爆式气枪或者外爆式气枪，这种单一的模式使得气枪具有压力适用范围，不能随着环境的变化而自适应；而集内外爆为一体的气枪一般也为手动气枪，而且不能根据内部起源压力的变化来进行内爆和外爆之间的转化并继续检测，这样意味着无法实现自动控制，无法连续自动产生脉冲。而已有的内外爆为一体的自动气枪一般分为内爆装置和外爆装置，用两个先导放气电磁阀分别来控制两个三通气阀，来产生声音脉冲，结构比较复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于油井液位测量的自动气枪，将内爆模式和外爆模式集合在一起，并且能自动的根据井内气体压力的变化情况，由计算机来控制是否使用外部气源，不需要人工操作，提高了油井监测自动化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括先导放气电磁阀、阀盖、阀体、安装在阀体内的主阀组合、调节弹簧、充放气电磁阀和井口连接器；阀体一侧安装有阀盖，阀盖上装有先导放气电磁阀，与先导放气电磁阀相对的阀体另一侧装有井口连接器，井口连接器内的阀体侧面装有麦克风，阀体上还安装有压力传感器、压力表、微音传感器、手动卸压阀和充放气电磁阀。

所述的主阀组合包括连接体、主阀杆、球阀芯、通气管道、第一限流螺钉和第二限流螺钉；连接体的一端与阀盖连接，连接体靠近阀盖侧的圆柱面开有与第一限流螺钉连接的径向螺纹孔，通气管道的一端装在阀体内腔开的偏心轴向孔内，通气管道的另一端装在连接体的偏心轴向孔中，与连接体连接的通气管道的孔中装有第二限流螺钉；连接体开有主阀杆的中心导向阶梯通孔，连接体的阶梯孔与主阀杆的阶梯面构成轴向滑动配合，主阀杆的一端通过连接体安装在阀盖的一端的轴向中心孔中，主阀杆的另一端与球阀芯的一端卡紧，球阀芯的另一端安装在阀体内腔开的轴向阀座孔中，调节弹簧置于阀盖与主阀杆台阶面之间。

气枪气动回路构成为：连接体、阀盖、第一限流螺钉和第二限流螺钉连接部分构成控制腔；阀体、阀盖、连接体连接部分构成储气室；阀盖上开了由先导放气电磁阀控制通断的控制腔放气通道，阀体上开了由充放气电磁阀控制通断的储气室的充放气通道；阀体上开有气道连接井内气源与储气室，该气道的通断由主阀杆的轴向位置来决定；井内气源通过阀体上的气道、通气管道和第二限流螺钉与控制腔连接；储气室通过第一限流螺钉与控制腔连接。

所述的气枪气动回路的气路为：主阀杆控制井内气源与储气室的通断，主阀杆的一端同时受井内气源和储气室的气压力，其另一端受控制腔的气压力及调节弹簧的弹簧力，井内气源通过第一阻尼通道进入控制腔，储气室气体通过第二阻尼通道进入控制腔，控制腔与大气连通的控制腔放气通道由先导放气电磁阀控制通道，储气室的充放气通道有充放气电磁阀控制通断。

所述的主阀杆是根据插装阀及差压面积的原理设计的主阀杆，主阀杆为四级阶梯式结构。

所述的两个限流螺钉均开有阶梯阻尼通孔。

所述的球阀芯采用杜邦材料，而阀体采用不锈钢材料，阀芯密封采用球面密封，因为阀芯、阀座的材料硬度不同，因而阀芯在受力下产生形变从而形成环面密封，密封性能好。

本发明具有的有益效果是：

1）结构紧凑、易拆装；

2）采用先导阀控腔的方法，减小主阀的直径；

3）主阀杆采用台阶式的设计，使得油井内部气源和储气室的气体都可成为阀杆移动的推动气源，巧妙将内爆和外爆的方式集合在一起；

4）将高压气源（油井内部气源或储气室气源）与控制腔用阻尼孔连接，即在主阀杆打开时给控制腔提供了背压从而起到了缓冲减少其振动，又可以慢慢给控制腔充气，以便主阀杆气复位，当给于先导放气电磁阀PMW信号时，可实现连续发射；