[发明专利]一种油井液面深度自动监测的方法及装置

说明书

本发明涉及油井液面深度监测技术。具体说，它是一种油井液面深度自动监测的方法及装置。

在油田生产中，经常需要对油井的液面深度进行连续监测，以便根据油井的供液能力及井下压差等情况进行合理配产或及时作业。这种监测往往需要按一定时间间隔连续进行几小时乃至几十天。要求仪器要有较高的自动化程度和良好的可靠性。由于油井都在野外，有些井的交通条件又很差，所以，仪器还应轻便并有一定的防盗防破坏能力。

现有的监测仪器大都是以计算机为核心设计而成的。其原理是：在计算机的控制下，由电磁阀实施动作，用高压气瓶中的气体作声源产生声波脉冲，此脉冲及其反射回波脉冲由微音器接收转换成电信号并放大，再由计算机采集处理并打印输出测量结果。其突出的优点是，自动化程度高，能现场打印，实时输出测量结果，并能利用套压反冲测试。但也存在以下不足之处：1、发声系统需要一个高压气瓶供气，要能满足长达几十天数百次的测量要求，气瓶必然很大，且计算机系统本身也不可能很小，所以整个系统庞大而笨重。又由于高压气瓶、计算机和井口连接器的体积都较大，必须各自独立而靠管线和电缆连接。这即降低了系统的可靠性，又降低了系统的防盗性和防破坏性，测量时必须有人看守;2、在测量中必须保证气瓶中的气压要始终高于套压至少0.4Mpa，而当套压高于0.4Mpa时，便可直接利用套管气体对气室进行反充放气测试。该方法既解决了高套压井的测试问题，又节约了高压气体。但这样一来，井口连接器上至少要用一个充气阀，一个击发放气阀和一个反充放气测试用的排气阀，使系统的可靠性进一步降低，也使控制系统复杂化了。同时，在测试中，套管中的气体与高压气瓶中的气体或外部空气间有增减或交换现象，尽管这对测量结果影响不大，但还是与在测试过程中井口要完全关死的要求相违背的。

类似的现有技术可参见US-2281301，US-2283477，CN-86208888，CN-2030255等专利。

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种既小巧轻便又完全利用套管气测量且能长时间检测的油井液面深度自动监测的方法及装置。

本发明的油井液面深度自动监测的方法为在时序控制器的控制下，循环进行下列步骤：

①当高压气室与套管的压力差低于限定压差时，从油井套管向高压气室泵气;

②开启录音机;

③打开电磁阀，使高压气室中的高压气体向套管中突然释放，形成声波脉冲;

④接收此声波脉冲及其在套管中的反射回波脉冲并转换为电信号;

⑤处理电信号形成调幅信号，记录在录音磁带上;

⑥关闭录音机。

一个特别适合上述方法用的油井液面深度自动监测装置，由连接井口的外壳，高压气室，电磁阀，电池，信号接收装置，信号处理装置组成，其特征在于：还进一步包括时序控制器，电动气泵，限压开关，录音机，电动气泵的进气口与油井的套管相通，电动气泵的出气口与高压气室相通，限压开关接在高压气室上，信号接收装置与信号处理装置相连，信号处理装置的输出端连接录音机。

本发明由于用气泵取代了高压气瓶，并直接抽取套管中的气体作声源又回放到套管中，且以简单的调幅技术把信号记录到普通录音磁带上。所以具有以下显著的优点：1、无论套管压差高低都能适应;2、只需要一个击发放气用的电磁阀，整体结构及控制电路相对较为简单，既提高了系统可靠性，又使控制系统能够采用简单而廉价的时序电路而不必使用计算机系统，对于降低造价，缩小体积，减轻重量都有好处。3、由于各个部分都具有结构简单、体积小，重量轻的特点，所以整个发声系统、记录系统及控制系统和电池等均与井口连接部件合为一体，电动气泵、录音机、电磁阀、调制及音频振荡电路、时序控制器及电池，相互间的电器连接都是直接通的，而没有长的电缆及插头，进一步提高了可靠性。4、由于其体积小，重量轻，再加上耗电省，可用电池供电，不需接入220V交流电，整个装置被一坚固的保护壳体封锁在井口上，防盗性和防破坏性强。其次是，就其信号录取方式而言，是将信号以调幅方式记录在普通录音磁带上，测量一口2000米的油井也不过用20秒钟，储存量极大，且信号以调幅方式记录在普通录音磁带上，比以数字信号方式记录，更加安全可靠。此信号还原也极为方便，只需一个放音机和一个检波器就可以被还原成与所发射的声波脉冲及其在套管中的反射回波脉冲相对应的电脉冲信号。此信号可以直接输入到回声式测深仪的信号输入端或再经过一个接口电路传入计算机中，就可以把测试结果绘制或打印出来。同时，测量结果既可以由计算机以数据信号的形式储存，也可以把录有调幅信号的磁带直接当作资料保存起来。