專(zhuān)利名稱(chēng)：一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)裝置，特別是提供了一種植入式的稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在油氣開(kāi)采過(guò)程中，出砂問(wèn)題十分普遍，大量出砂或連續(xù)出砂會(huì)造成油氣層砂埋、油管砂堵、地面管匯積砂等后果，嚴(yán)重影響油氣井正常生產(chǎn)。嚴(yán)格控制出砂會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)能，保持合理的出砂生產(chǎn)可以大幅提高油井產(chǎn)量。為了采用適度出砂開(kāi)采技術(shù)，以保證油氣井的效益最大化，需要一種能監(jiān)測(cè)油井出砂的技術(shù)和設(shè)備，目前的出砂監(jiān)測(cè)裝置主要包括聲測(cè)法和電阻法。聲測(cè)法是將超聲傳感器貼在管壁上，通過(guò)接收砂粒對(duì)管壁撞擊產(chǎn)生的聲信號(hào)，識(shí)別出砂量的變化，但聲測(cè)法監(jiān)測(cè)具有監(jiān)測(cè)信號(hào)較弱、適用于稀油出砂監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。電阻法的出砂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是將金屬探頭插入流動(dòng)管道，其探頭被耐腐蝕的敏感金屬元件所覆蓋，通過(guò)感知敏感元件收到砂粒沖蝕后阻抗發(fā)生的變化來(lái)得到出砂信息，主要是存在使用壽命短、監(jiān)測(cè)延遲等問(wèn)題。對(duì)于稠油油田，由于原油粘度大，導(dǎo)致砂粒自然沖擊管壁所產(chǎn)生的信號(hào)比較微弱，難以監(jiān)測(cè)油流含砂的變化，監(jiān)測(cè)難度較大 。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種監(jiān)測(cè)效果明顯提高，且能夠?qū)崟r(shí)了解油井出砂狀況的植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:它包括一固定支架，所述固定支架上連接一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一帶輪，所述帶輪通過(guò)皮帶連接另一帶輪，所述另一帶輪連接在一植入設(shè)備的砂粒激振器頂部，所述砂粒激振器的底部連接一葉輪，所述砂粒激振器上部設(shè)置有一法蘭盤(pán)，所述法蘭盤(pán)密封連接在生產(chǎn)管道的安裝口上；所述法蘭盤(pán)上設(shè)置有兩向下拐彎延伸的拾振器，每一所述拾振器的上部設(shè)置一振動(dòng)傳感器和一超聲傳感器；所述振動(dòng)傳感器和超聲傳感器分別通過(guò)信號(hào)線纜連接一信號(hào)采集儀，所述信號(hào)采集儀通過(guò)信號(hào)線纜連接一計(jì)算機(jī)，所述信號(hào)采集儀采集所述振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)，由所述計(jì)算機(jī)給出處理后的含砂量及粒徑變化信息。所述信號(hào)采集儀內(nèi)設(shè)置有濾波模塊、放大模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，并對(duì)其采集到的所述振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理模塊、存儲(chǔ)模塊和超限報(bào)警模塊，所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理模塊對(duì)實(shí)時(shí)獲取的振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)與所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，給出含砂量及粒徑變化信息；所述超限報(bào)警模塊用于在監(jiān)測(cè)信號(hào)超出設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。所述法蘭盤(pán)上設(shè)置的兩拾振器上，對(duì)稱(chēng)地位于所述轉(zhuǎn)盤(pán)中心的兩側(cè)。本發(fā)明專(zhuān)利采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于將一植入設(shè)備連接在生產(chǎn)管道內(nèi)，且在植入設(shè)備的砂粒激振器底部設(shè)置了一螺旋槳式葉輪，在砂粒激振器頂部連接了一套電機(jī)帶動(dòng)的皮帶傳動(dòng)裝置，因此啟動(dòng)電機(jī)就可以通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)葉輪起到攪拌作用，放大砂粒沖擊傳感原件的信號(hào)強(qiáng)度，提高出砂監(jiān)測(cè)的敏感度。2、本發(fā)明由于在植入設(shè)備中設(shè)置了兩細(xì)長(zhǎng)的拾振器，并在兩拾振器上分別設(shè)置了振動(dòng)傳感器和超聲傳感器，因此被葉輪擊起的砂?？梢酝ㄟ^(guò)拾振器感受到，通過(guò)振動(dòng)傳感器和超聲傳感器經(jīng)信號(hào)采集儀傳輸給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)通過(guò)振動(dòng)傳感器和超聲傳感器的信號(hào)變化與砂粒含量和粒徑之間的關(guān)系，得到出砂狀況的變化，監(jiān)測(cè)結(jié)果相比已有技術(shù)有很大提高。3、本發(fā)明由于采用皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，因此減少了電機(jī)振動(dòng)對(duì)信號(hào)采集產(chǎn)生的影響，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確；同時(shí)由于將拾振器對(duì)稱(chēng)設(shè)置在法蘭盤(pán)上，因此可以通過(guò)兩側(cè)的傳感器信號(hào)相互印證，使監(jiān)測(cè)效果更加真實(shí)可信。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，操作方便，可以廣泛用于油田特別是稠油油田生產(chǎn)中的出砂監(jiān)測(cè)過(guò)程中。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明植入設(shè)備示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明包括計(jì)算機(jī)1，連接計(jì)算機(jī)的信號(hào)線纜2，連接信號(hào)線纜2的信號(hào)采集儀3，連接信號(hào)采集儀3的信號(hào)線纜4，連接信號(hào)線纜4的植入設(shè)備5，帶動(dòng)植入設(shè)備5轉(zhuǎn)動(dòng)的一套皮帶傳動(dòng)裝置6，驅(qū)動(dòng)皮帶傳動(dòng)裝置6的電動(dòng)機(jī)7，固定安裝電動(dòng)機(jī)7的固定支架8和生產(chǎn)管道9。如圖2所示 ，本發(fā)明的植入設(shè)備5包括一砂粒激振器10，砂粒激振器10的頂部連接有皮帶傳動(dòng)裝置6的一帶輪11，砂粒激振器10的底部連接用于加速砂粒的一葉輪12，砂粒激振器10上部設(shè)置有 用于連接生產(chǎn)管道9的一法蘭盤(pán)13，在法蘭盤(pán)13上對(duì)稱(chēng)設(shè)置有一對(duì)向下拐彎延伸的拾振器14,在每一拾振器14上部分別設(shè)置一振動(dòng)傳感器15和一超聲傳感器16，兩振動(dòng)傳感器15和兩超聲傳感器16通過(guò)信號(hào)線纜4與信號(hào)采集儀3連接。在生產(chǎn)管道9上方開(kāi)有一個(gè)安裝口，將植入設(shè)備5插入安裝口中，并通過(guò)法蘭盤(pán)13、螺栓和密封墊與生產(chǎn)管道9密封連接。本發(fā)明的電機(jī)7用以提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，電機(jī)7轉(zhuǎn)速的大小取決于砂粒激振器10上葉輪11攪拌流體時(shí)，如何能夠使產(chǎn)生的信號(hào)更有利于識(shí)別。砂粒激振器10底部的葉輪12可以是螺旋槳式葉輪，葉輪12能夠加速流體中的砂粒在一定沖擊力下撞擊兩拾振器14，進(jìn)而產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)信號(hào)和超聲信號(hào)。信號(hào)采集儀3可以采用已有技術(shù)，也可以自行設(shè)置，信號(hào)采集儀3內(nèi)應(yīng)設(shè)置有濾波模塊、放大模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊等。當(dāng)信號(hào)采集儀3采集兩振動(dòng)傳感器15和兩超聲傳感器16的振動(dòng)信號(hào)和聲信號(hào)時(shí)，可以對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行常規(guī)的濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)I。計(jì)算機(jī)I內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理模塊、存儲(chǔ)模塊和超限報(bào)警模塊，存儲(chǔ)模塊對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理模塊根據(jù)出砂監(jiān)測(cè)信號(hào)的變化與含砂量及粒徑的關(guān)系，以及存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，給出含砂量及粒徑變化信息，并通過(guò)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)處理結(jié)果，通過(guò)超限報(bào)警模塊給出超限報(bào)警提醒。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之外。
權(quán)利要求
1.一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它包括一固定支架，所述固定支架上連接一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一帶輪，所述帶輪通過(guò)皮帶連接另一帶輪，所述另一帶輪連接在一植入設(shè)備的砂粒激振器頂部，所述砂粒激振器的底部連接一葉輪，所述砂粒激振器上部設(shè)置有一法蘭盤(pán)，所述法蘭盤(pán)密封連接在生產(chǎn)管道的安裝口上；所述法蘭盤(pán)上設(shè)置有兩向下拐彎延伸的拾振器，每一所述拾振器的上部設(shè)置一振動(dòng)傳感器和一超聲傳感器；所述振動(dòng)傳感器和超聲傳感器分別通過(guò)信號(hào)線纜連接一信號(hào)采集儀，所述信號(hào)采集儀通過(guò)信號(hào)線纜連接一計(jì)算機(jī)，所述信號(hào)采集儀采集所述振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)，由所述計(jì)算機(jī)給出處理后的含砂量及粒徑變化信息。
2.如權(quán)利要求I所述的一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)采集儀內(nèi)設(shè)置有濾波模塊、放大模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，并對(duì)其采集到的所述振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理模塊、存儲(chǔ)模塊和超限報(bào)警模塊，所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理模塊對(duì)實(shí)時(shí)獲取的振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)與所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，給出含砂量及粒徑變化信息；所述超限報(bào)警模塊用于在監(jiān)測(cè)信號(hào)超出設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述法蘭盤(pán)上設(shè)置的兩拾振器上，對(duì)稱(chēng)地位于所述轉(zhuǎn)盤(pán)中心的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述法蘭盤(pán)上設(shè)置的兩拾振器上，對(duì)稱(chēng)地位于所述轉(zhuǎn)盤(pán)中心的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植入式稠油油井出砂監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它包括一固定支架，所述固定支架上連接一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一帶輪，所述帶輪通過(guò)皮帶連接另一帶輪，所述另一帶輪連接在一植入設(shè)備的砂粒激振器頂部，所述砂粒激振器的底部連接一葉輪,所述砂粒激振器上部設(shè)置有一法蘭盤(pán)，所述法蘭盤(pán)密封連接在生產(chǎn)管道的安裝口上；所述法蘭盤(pán)上設(shè)置有兩向下拐彎延伸的拾振器，每一所述拾振器的上部設(shè)置一振動(dòng)傳感器和一超聲傳感器；所述振動(dòng)傳感器和超聲傳感器分別通過(guò)信號(hào)線纜連接一信號(hào)采集儀，所述信號(hào)采集儀通過(guò)信號(hào)線纜連接一計(jì)算機(jī)，所述信號(hào)采集儀采集所述振動(dòng)信號(hào)和聲音信號(hào)發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)，由所述計(jì)算機(jī)給出處理后的含砂量及粒徑變化信息。本發(fā)明可以廣泛用于油田特別是稠油油田生產(chǎn)過(guò)程中。
文檔編號(hào)E21B47/00GK103256040SQ20131015771
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者武廣璦, 劉剛, 何保生, 劉鵬濤, 曹硯鋒, 韓金良 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 中國(guó)石油大學(xué)(華東)