[發明專利]一種基于管柱聲場特性的油井動液面深度探測器

有效

• 申請號: 201911127116.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110886607B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 羅久飛;蕭紅;曾柯;冉超;龐云偉;周偉;謝海瓊;馮松;趙善國;謝觀福
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

本發明請求保護一種基于管柱聲場特性的油井動液面深度探測器，屬于石油生產中井下深度測量技術領域，包括管接頭、泄壓部件、外殼部件、揚聲器部件、密封頂蓋部件、信號處理裝置；管接頭通過細牙螺紋與泄壓部件聯接，泄壓部件與外殼部件通過細牙螺紋聯接，外殼部件與揚聲器部件通過細牙螺紋聯接，密封頂蓋部件通過細牙螺紋與揚聲器部件聯接，密封頂蓋部件與信號處理裝置通過螺栓聯接。本發明的優點在于通過油井內部管柱聲場的特性，測得油井中液面高度，為油井作業提供相關數據支撐。此外，本發明結構緊湊，抗干擾能力強，能夠適應于各種復雜的油井測量環境。

技術領域

本發明屬于石油生產中井下深度測量技術領域，具體涉及利用聲波測量生產油井深度探測器。

背景技術

石油是地質勘探的主要對象之一，被稱為“工業的血液”，石油化工業是我國國民經濟的基礎，石油在促進國民經濟和社會發展中具有重要地位和作用。隨著全球化的加快，我國石油化工業規模實力也在不斷的增強，已經躋身于世界石化大國的行列，已經形成了包括石油開采、石油化工、無機化學品、純堿、氯堿、基本有機原料等石油工業體系。在石油開采過程中，目前主要采用有桿泵進行抽油作業，因而抽油泵在油液中的下沉深度是采油過程中的關鍵參數。泵下沉深度過小，會影響機械的性能，下沉深度過大，會造成巨大的能源浪費，增加開采成本。同時，液面深度也會隨著開采作業而不斷動態變化。因此，需要根據實際生產需求，實時掌握油井動液面的準確深度，進而合理安排開采計劃，提高生產率。

目前，在已有的油井動液面測量技術中，基于回波法的測量裝置都存在脈沖信號能量衰減快，噪聲干擾大等缺點，因而在復雜工況下難以對液面深度進行有效測量。為此，提出了一種基于管柱聲場特性的油井動液面深度探測器，能夠有效的測量油井動液面深度，并有著較強的抗干擾能力。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種基于管柱聲場特性的油井動液面深度探測器。本發明的技術方案如下：

一種基于管柱聲場特性的油井動液面深度探測器，其包括：一套管，還包括與套管通過粗牙螺紋相聯接的套管接頭(1)、套管接頭(1)的上端通過細牙螺紋與泄壓部件(2)連接；泄壓部件(2)的上端通過細牙螺紋與外殼部件(3)連接；外殼部件(3)的上端通過細牙螺紋與揚聲器部件(4)連接；揚聲器部件(4)的上端通過細牙螺紋與密封頂蓋部件(5)連接；信號處理裝置(6)通過4個沿圓周均勻分布的螺栓與密封頂蓋部件(5)連接，套管接頭(1)用于連接油井套管，泄壓部件(2)用于油井套管泄壓，揚聲器部件(4)用于發出聲波信號，密封頂蓋部件(5)用于對探測器進行密封與安裝信號處理裝置，信號處理裝置(6)用于生成特定聲信號與處理拾音器接收的信號，油井動液面深度探測器通過信號處理裝置(6)產生聲信號，經功率放大后由揚聲器部件(4)發出聲波信號，再通過信號處理裝置(6)處理拾音器接收到的聲波信號，計算得到油井動液面深度；

所述泄壓部件(2)包括泄壓部件小管口(19)與泄壓部件大管口(20)，泄壓部件(2)的內部管徑過渡采用斜面(18)過渡，泄壓部件小管口(19)與泄壓部件大管口(20)內徑之比為0.55，泄壓部件(2)中間沿圓周均勻分布四個泄壓孔，分別聯接第一泄壓螺栓(21)、第二泄壓螺栓(22)、第三泄壓螺栓(23)和空心泄壓螺桿(24)，空心泄壓螺桿(24)底部有一個圓錐面與泄壓錐柱(25)接觸，泄壓錐柱(25)通過鎖緊桿(27)固定在泄壓調節盤(28)上，空心泄壓螺桿(24)頂部與泄壓錐柱(25)通過螺紋聯接，鎖緊螺帽(26)通過螺紋與空心泄壓螺桿(24)連接。

進一步的，所述外殼部件(3)內表面圓周上均勻分布安裝4個軟殼卡子(11；12；13；14)，用于將軟殼(16)卡住，每個軟殼卡子(11；12；13；14)內分別安裝有拾音器(7、8、9、10)；拾音器(7、8、9、10)包括拾音器信號線(17)和拾音器網罩(15)，拾音器網罩(15)朝套管接頭(1)方向。