[發明專利]實時監測氣井液面深度的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810694300.2
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN110656929B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 陳剛;邊瑞康;胡宗全;張永貴;曹艷;蘇坤;李東暉;胡建國;田玲鈺
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開一種實時監測氣井液面深度的裝置及方法，包括：懸浮信標殼體的兩端分別設有上懸浮扶正器和下懸浮扶正器；低頻脈沖發生器，用于發出低頻脈沖信號；次聲波換能器，用于將低頻脈沖信號轉換成次聲波信號；井口接收器，井口接收器包括微音器，微音器用于接收次聲波信號并將次聲波信號轉換為模擬電信號；所述處理器根據所述低頻脈沖信號與所述次聲波信號計算氣井液面深度；懸浮信標殼體能夠懸浮于氣井液面上，有效避免泡沫段對氣井液面深度干擾，通過次聲波換能器將低頻脈沖信號轉換成次聲波信號，井口接收器接收次聲波信號并轉換為模擬信號，處理器計算氣井液面深度，能對煤層氣井、頁巖氣井及常規產氣井的液面和溫度進行實時監測。

技術領域

本發明屬于煤層氣開發排采技術領域，更具體地，涉及一種實時監測氣井液面深度的裝置及方法。

背景技術

煤層產氣是通過排水降壓來控制煤層氣井產出，煤層氣井液面控制是煤層氣井排采過程中最關鍵的環節。為了避免煤層氣產出過程中由于壓降的突變而導致煤儲層的傷害(煤層孔裂隙系統閉合或煤粉產出等)，需嚴格控制井底流壓，保證液面緩慢、持續、穩定的下降，做到精細控制液面深度，因此需要實時監測井下液面變化。

目前，測量煤層氣井液面的方法和技術很多，一般采用井口安裝聲波發生器，通過油套環空傳播至液面發生反射回井口計算液面深度，這些方法和技術對產氣初期測量液面深度較合適，但對于產氣中后期氣產量大時，由于氣泡作用會在油套環空的液面之上形成泡沫段，導致該方法和技術測量液面誤差較大；液位光纖測試裝置是從井口油套環空下入光纖，沉沒至液面下通過發射激光，根據激光衍射至井口裝置來計算液面深度，該技術受泡沫段影響等干擾大，且操作較費力，測量精度不高。求取煤層氣井動液面的方法和求取煤層氣井動液面的系統是通過獲取環空液密度、泵深、油管壓力等參數間接手段計算出液面深度，該方法和系統需要事先求取多項參數，計算誤差亦較大。因此現有測量煤層氣井液面深度的方法和技術均未考慮煤層產氣后會在液面之上產生的泡沫段，其會影響液面測量的準確性。采用懸浮信標自油套環空液面向井口發射低頻脈沖信號，井口接收信號即可實時準確監測煤層氣井液面深度而避免由于泡沫段干擾導致的誤差等不足。

因此，很有必要開發一種能夠精確監測氣井液面深度的方案，以獲得準確的井底流壓數據，達到精確控制排水采氣速度而實現煤層氣井最大產氣量的精細化管理目的。

發明內容

為了克服現有測量技術和方法的不足，提供一種為實時監測煤層氣井液面深度和溫度的裝置及方法，能夠有效避免泡沫段等復雜條件對氣井液面深度干擾，從而保證井底流壓的計算精度，以滿足科研和現場排采精細化管理的需要。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提出一種實時監測氣井液面深度的裝置，該裝置包括：

懸浮信標殼體，所述懸浮信標殼體的兩端分別設有上懸浮扶正器和下懸浮扶正器；

低頻脈沖發生器，所述低頻脈沖發生器設置于所述懸浮信標殼體內，用于發出低頻脈沖信號；

次聲波換能器，所述次聲波換能器設置于所述懸浮信標殼體內，用于將所述低頻脈沖信號轉換成次聲波信號；

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聲波信號并將所述次聲波信號轉換為模擬電信號；

處理器，所述處理器根據所述低頻脈沖信號與所述次聲波信號計算氣井液面深度。

優選地，所述懸浮信標殼體用于懸浮于氣井液面上，所述井口接收器用于設置于井口。

優選地，還包括溫度感應器，所述溫度感應器設置于所述懸浮信標殼體內。

優選地，還包括電池，所述電池設置于所述懸浮信標殼體內，用于為所述低頻脈沖發生器和溫度傳感器提供電能。

優選地，所述井口接收器還包括數據顯示窗口，所述數據顯示窗口用于顯示氣井液面深度。