[發明專利]一種油井液位測量裝置

有效

• 申請號: 200610112686.9
• 申請日: 2006-08-30
• 公開（公告）號: CN101135242A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 雷小強;楊江天
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種油田采油過程中油井液面深度測量裝置。

背景技術

目前，國內外液面測試方法主要采用在井口放槍(子彈或高壓氣瓶)產生聲波，利用安裝在井口的接收器——微音器(為高靈敏度麥克風)接收回波，根據回波形狀判斷液面深度。由于球面波擴散好，在井下衰減快，對深井測量難度較大，測試數據不準。目前，我國生產的液面測量設備，可實現的最大測量深度為2500m，液面深度大于2500m時，測量結果不可靠或不能測到。特別是對低產井，由于不能連續檢測井下液面的位置，因此不能及時地調整抽油機的工作參數，一方面會由于油井供液不足，使得抽油機因空轉造成能源浪費；另一方面，由于供液不足而造成泵空現象，加快井下設備的磨損，縮短設備的使用壽命，增加油井作業量和生產操作費用。

油田用于液面測量的井口槍，普通裝彈量為1發，最大裝彈量為6發，用高壓氣瓶測量的最大可持續時間為10080分(7天)，因此，這種方法受到槍內子彈容量(或瓶內氣體容量)的限制，而不能實現長時間連續測量。對于抽油機井來說，通常需要兩組以上的液面數據比對確定液面深度。而對于壓力恢復測試來說，通常情況下需要7～20天的時間進行連續測量；對低產井則需要20天以上的時間，因此，目前所用的測量方法，對液面連續測量來說，帶來很大的不便，不能完全滿足壓力恢復測試的要求，特別是不能滿足低產井壓力恢復測試的要求。因此，研制抽油機井液面連續測量裝置，不僅可以解決油井，特別是深井和低產井的液面測量及油井壓力恢復的測量問題，為確定油井的生產能力，確定合理的生產方式提供依據；而且還可以將該項技術應用抽油機井自動化管理，以提高油井管理水平。這些對于實現油井的高水平開發具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是利用擴頻系統帶頻寬、信號功率分布均勻、對多徑干擾有較好的抑制能力的特點，設計一種油井液面連續測量裝置，該裝置在井口發出和接受特種信號，利用擴頻碼的自相關函數有尖銳特性的特點，采用相關的檢測方法，可以在低信噪比的條件下，檢測出液面信號。

本液面測量裝置由計算機、D/A轉換器、功率放大器、揚聲器、傳聲器、適調放大器、A/D轉換器、喇叭罩和軟鋼管組成，其特征是計算機包括：PN碼發生器、本地碼發生器、比相器、相關判斷器、相位調整器、載波調解器；

1)PN碼發生器，測距聲源的生成，測距聲源由中心頻率為1k的單頻聲加偽隨機碼調制而形成，用擴頻碼對載波進行相位調制，即將載波信號頻譜擴展，經換能器將聲波發送井下目標，由井口傳聲器接收；

2)載波調解器，反射回聲信號經A/D轉換器、放大、載波調解，數據處理，將載波信號恢復成寬度為T_c的矩形波信號；

3)相關判斷器，采樣進入計算機解擴，還原的PN序列與本地PN序列進行相關判決，當二者相位相同，相關判斷器將最大輸出給比相器，同時相關判斷器輸出信號給相位調整器控制本地碼相位變化；

4)本地碼發生器，當接收信號經解擴處理后變為中窄頻帶信號，經平方檢波后送積分器，積分器是從0→T_D的積分清除積分器，在T_D時刻輸出積分值，該值在門限比較器作比較，它低于設定的某一門限值時輸出一信號給時鐘，改變本地碼的相位狀態，改變后的本地碼相位再重復上述的解擴、中頻濾波、平方檢波和比較過程，當積分器輸出大于給定的門限時，完成對接收擴頻碼的捕獲；

5)相位調整器，相位調整器控制本地碼相位變化；

6)比相器，確定收發兩個PN序列的相位差，即時延τ，實現距離測量。擴頻測距原理

1.1.脈沖測距

設打槍產生幅度為A，寬度為T的矩形脈沖s(t)，其頻譜函數為：

S(f)=ATsinπfTπfT----2-1]]>

能量主要集中在主瓣0～1/T。