[发明专利]实时监测气井液面深度的装置及方法

说明书

本发明公开一种实时监测气井液面深度的装置及方法，包括：悬浮信标壳体的两端分别设有上悬浮扶正器和下悬浮扶正器；低频脉冲发生器，用于发出低频脉冲信号；次声波换能器，用于将低频脉冲信号转换成次声波信号；井口接收器，井口接收器包括微音器，微音器用于接收次声波信号并将次声波信号转换为模拟电信号；所述处理器根据所述低频脉冲信号与所述次声波信号计算气井液面深度；悬浮信标壳体能够悬浮于气井液面上，有效避免泡沫段对气井液面深度干扰，通过次声波换能器将低频脉冲信号转换成次声波信号，井口接收器接收次声波信号并转换为模拟信号，处理器计算气井液面深度，能对煤层气井、页岩气井及常规产气井的液面和温度进行实时监测。

技术领域

本发明属于煤层气开发排采技术领域，更具体地，涉及一种实时监测气井液面深度的装置及方法。

背景技术

煤层产气是通过排水降压来控制煤层气井产出，煤层气井液面控制是煤层气井排采过程中最关键的环节。为了避免煤层气产出过程中由于压降的突变而导致煤储层的伤害(煤层孔裂隙系统闭合或煤粉产出等)，需严格控制井底流压，保证液面缓慢、持续、稳定的下降，做到精细控制液面深度，因此需要实时监测井下液面变化。

目前，测量煤层气井液面的方法和技术很多，一般采用井口安装声波发生器，通过油套环空传播至液面发生反射回井口计算液面深度，这些方法和技术对产气初期测量液面深度较合适，但对于产气中后期气产量大时，由于气泡作用会在油套环空的液面之上形成泡沫段，导致该方法和技术测量液面误差较大；液位光纤测试装置是从井口油套环空下入光纤，沉没至液面下通过发射激光，根据激光衍射至井口装置来计算液面深度，该技术受泡沫段影响等干扰大，且操作较费力，测量精度不高。求取煤层气井动液面的方法和求取煤层气井动液面的系统是通过获取环空液密度、泵深、油管压力等参数间接手段计算出液面深度，该方法和系统需要事先求取多项参数，计算误差亦较大。因此现有测量煤层气井液面深度的方法和技术均未考虑煤层产气后会在液面之上产生的泡沫段，其会影响液面测量的准确性。采用悬浮信标自油套环空液面向井口发射低频脉冲信号，井口接收信号即可实时准确监测煤层气井液面深度而避免由于泡沫段干扰导致的误差等不足。

因此，很有必要开发一种能够精确监测气井液面深度的方案，以获得准确的井底流压数据，达到精确控制排水采气速度而实现煤层气井最大产气量的精细化管理目的。

发明内容

为了克服现有测量技术和方法的不足，提供一种为实时监测煤层气井液面深度和温度的装置及方法，能够有效避免泡沫段等复杂条件对气井液面深度干扰，从而保证井底流压的计算精度，以满足科研和现场排采精细化管理的需要。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提出一种实时监测气井液面深度的装置，该装置包括：

悬浮信标壳体，所述悬浮信标壳体的两端分别设有上悬浮扶正器和下悬浮扶正器；

低频脉冲发生器，所述低频脉冲发生器设置于所述悬浮信标壳体内，用于发出低频脉冲信号；

次声波换能器，所述次声波换能器设置于所述悬浮信标壳体内，用于将所述低频脉冲信号转换成次声波信号；

井口接收器，所述井口接收器包括微音器，所述微音器用于接收所述次声波信号并将所述次声波信号转换为模拟电信号；

处理器，所述处理器根据所述低频脉冲信号与所述次声波信号计算气井液面深度。

优选地，所述悬浮信标壳体用于悬浮于气井液面上，所述井口接收器用于设置于井口。

优选地，还包括温度感应器，所述温度感应器设置于所述悬浮信标壳体内。

优选地，还包括电池，所述电池设置于所述悬浮信标壳体内，用于为所述低频脉冲发生器和温度传感器提供电能。

优选地，所述井口接收器还包括数据显示窗口，所述数据显示窗口用于显示气井液面深度。