[發(fā)明專利]一種基于壓電效應(yīng)的抽油機(jī)井下自供電測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811266530.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109113719A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏燕定;沈佳;何光玉;宋執(zhí)環(huán)
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州中油智井裝備科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06;E21B47/14;F03G7/00;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于壓電效應(yīng)的抽油機(jī)井下自供電測量裝置，由短節(jié)，橡膠密封蓋，傳感器，內(nèi)部發(fā)電裝置外殼，上封蓋，蓄電池，柔性印刷電路板，中封蓋，壓電片，振動體，下封蓋組成，內(nèi)部發(fā)電裝置和短節(jié)是分開制造的，安裝時(shí)內(nèi)部發(fā)電裝置外殼固定在短節(jié)內(nèi)部，上封蓋、下封蓋都固定在內(nèi)部發(fā)電裝置外殼上；柔性印刷電路板、蓄電池固定在中封蓋上；壓電片和振動體組成發(fā)電體，其中六片壓電片的一端與內(nèi)部發(fā)電裝置外殼、中封蓋和下封蓋固定，在抽油機(jī)帶動抽油桿上下運(yùn)動的過程中，可以將一部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，給位于短節(jié)內(nèi)的傳感器供電。本發(fā)明通過傳感器自供電實(shí)現(xiàn)井下環(huán)境參數(shù)的檢測，精度高，并且可以根據(jù)需求更換不同的傳感器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量裝置，具體說是基于壓電材料的抽油機(jī)井下自供電測量裝置。

背景技術(shù)

在如今的采油工程中，有各式各樣的采油方式，但是最主要使用的是有桿采油的方式。有桿采油使用細(xì)長的抽油桿連接著地下數(shù)千米的抽油泵，通過固定在地面的抽油機(jī)帶動抽油桿上下運(yùn)動達(dá)到抽油目的。

抽油桿是抽油機(jī)井的細(xì)長桿件，它上接抽油機(jī)的懸繩器，下接抽油泵起傳遞動力的作用。抽油桿單根長度為7.62、8或9.14米，材質(zhì)一般是低碳合金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理, 單根抽油桿的兩端加工成外螺紋，然后用一種叫接箍的標(biāo)準(zhǔn)連接件將一根根抽油桿連接起來，接箍的兩端加工成內(nèi)螺紋，長度一般為100毫米，外徑比抽油桿稍大，這樣在油管內(nèi)通過抽油桿將地下油層處的油泵活塞與抽油機(jī)“驢頭”上的懸繩器相連接，通過抽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動來泵油。

目前隨著油價(jià)的下跌，各油田生產(chǎn)單位越來越重視生產(chǎn)節(jié)能增效，如對抽油機(jī)改為變頻控制，實(shí)現(xiàn)可調(diào)的抽油頻次，對注水井的注水壓力和流量的優(yōu)化改變來提升產(chǎn)油量，但目前這些參數(shù)的設(shè)定均是基于操作人員的經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)槿狈颅h(huán)境數(shù)據(jù)的測量，如注水井中注水壓力和流量均很大，在油井中抽上來的是含水量很高的原油，就會造成能量的極大浪費(fèi)。另一方面，目前的油井深度一般在2～3千米左右，新疆克拉瑪依的油井深度可達(dá)6～7千米，而井下工況十分復(fù)雜，工作環(huán)境非常惡劣，不僅受到機(jī)、桿、泵等抽油設(shè)備的影響，還直接受到砂、蠟、氣、水的影響，故障率很高，為了保證抽油井正常生產(chǎn)，延長抽油設(shè)備使用壽命，就必須及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握抽油井的工作狀況，診斷抽油井所存在的故障。

我國現(xiàn)有的油井在生產(chǎn)過程中，幾乎沒有對油井井下環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，目前對于抽油井的工況主要通過采油工程技術(shù)員對抽油機(jī)示功圖的分析和油井的管理經(jīng)驗(yàn)確定，診斷結(jié)果準(zhǔn)確性不高，情況復(fù)雜時(shí)只能通過抽出所有井下抽油桿和油管來查探情況，但該方法容易導(dǎo)致判斷錯誤或投入不必要的測試作業(yè)費(fèi)，并且很少存在可以直接檢測井下其他數(shù)據(jù)的測量裝置。專利網(wǎng)公布了“一種抽油桿井下受力測量裝置”（申請?zhí)枺?01310399077.6）這種井下受力測試裝置雖然可以通過設(shè)計(jì)了一個測試短節(jié)連接在抽油桿上測試井下的壓力但是其電源是通過大容量蓄電池的方式供電，實(shí)際上井下空間非常有限，不可能提供很大容量的蓄電池，充電不方便，只有當(dāng)修井時(shí)取出更換才行，一旦修井周期較長，電池可能已耗完，影響工作。專利網(wǎng)公布的另一種“井下密封式載荷傳感器”（申請?zhí)枺?00910072873.2）與前者類似，但是同樣沒有解決前面所述的問題。常見的自供電測量裝置如專利網(wǎng)公布的“一種拉壓式振動俘能器”（申請?zhí)枺?01510007482.8）是一種通過振動體帶動慣性塊運(yùn)動從而使得壓電振子振動發(fā)電，但是該發(fā)明是單端固定在振動體上的，與抽油環(huán)境并不能很好地相適應(yīng)。除此之外也有嘗試直接放電纜下去，但是在抽油過程中電線易被拉斷，同時(shí)布線后也會干擾修井工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供抽油機(jī)油井井下自供電測量裝置，其可以實(shí)現(xiàn)測量裝置自供電，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)，可以用在多種抽油機(jī)井下測量裝置的供電上。