专利名称：一种抽油井液面深度和套压自动监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抽油井液面深度和套压自动监测仪。
背景技术：
油田上经常需要把抽油井关闭后通过一段时间对抽油井环形空间内液面深度和套压进行监测并给出数据，然后分析数据，以确定该油井的现有储油量和产量，以此制定开采计划。现有的液面监测仪包括控制仪和井口装置，井口装置体积大，零部件多，结构复杂，不利于加工。控制仪部分只能打印数据和曲线，不能与计算机进行通讯，操作不直观。
发明内容
为了克服现有的井口装置结构复杂和控制仪的不足，本实用新型提供一种抽油井液面深度和套压自动监测仪。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由井口装置和控制仪组成，井口装置有电磁阀、激发装置和平衡机构，采用整体模块式结构；控制仪核心采用16位微型控制器由前置信号处理电路、滤波处理电路、可控增益放大装置、增益控制装置、AD转换电路、实时时钟电路、击发控制电路、数据存储电路、AC/DC电源转换电路、串行通讯电路组成；实现控制井口装置激发，接受并处理、存储测试数据，和计算机串行通讯，通过RS-232可以把测试数据传入计算机。测试时把控制仪和井口装置用线路连通，设置好时间间隔，控制仪即可按设置好的模式定时激发井口装置，使其产生声信号，仪器接收声信号和压力信号，转化为数字信号，处理并存储。
井口装置有电磁铁组件、激发机构、平衡机构、微音器压力传感器组件和卸压阀组件，枪体与卸压阀组件和微音器压力传感器组件螺纹加密封圈固定连接，枪体与接头由接圈螺纹加密封圈固定连接，电磁铁组件包括电磁铁座、固定铁心、可动铁心、电磁铁外壳、线圈；电磁铁外壳螺纹连接于枪体的内孔，固定铁心和可动铁心置于线圈的内腔，电磁铁座与电磁铁外壳螺纹连接并与枪体连接处有密封圈密封，电磁铁座的中心有孔，孔中安装有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与推杆的止口相接触，推杆穿过固定铁心的中心孔与可动铁心固定连接，电磁铁座的中心孔与推杆的一端形成密封口，有一外罩套在电磁铁外壳的外部与枪体螺纹加密封圈固定连接，外罩与电磁铁外壳围成的空间为充气室。
如
图1所示，靠接头与抽油井环形空间15连为一体。井口装置使用时有两种方式，一种是放气激发方式，即利用油井中的高压气源产生声波，激发时气体从井口装置打开的密封口10冲出；另一种为充气激发，即充气室中从外部充入高压氮气，激发时通过打开的密封口10冲入抽油井环形空间15内，产生声波。井口装置只有在激发的瞬间才打开密封口10，允许气流出入，其余时间一直关闭。在
图1中表示的是未激发时的状态，电磁铁座2、固定铁心6、可动铁心7、线圈8、电磁铁外壳9构成电磁铁组件，并靠电磁铁外壳上的外螺纹与枪体1连接；电磁铁组件与推杆4、压缩弹簧3又构成激发机构；推杆4又是一个平衡机构，推杆中间有直径两毫米的平衡孔11，使推杆4两端受力平衡，活动自如。井口装置上的微音器压力传感器组件14用于接收声波信号和压力信号。井口装置用信号电缆和电源电缆与控制仪相连。
本实用新型的有益效果是井口装置结构紧凑，把电磁阀和激发装置、平衡机构合为一体，采用整体模块式结构；易于加工，密封性好，提高了仪器的适用范围；控制仪部分采用数字存储，可以向计算机传输数据，满足了油田信息化的需求，操作简单直观，易于掌握。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型的电路原理图。
图3是本实用新型的电路原理图。
图4是本实用新型的电路原理图。
图5是本实用新型的电路原理图。
图6是本实用新型的电路原理图。
图7是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
实施例1在
图1中，井口装置有电磁铁组件、激发机构、平衡机构、微音器压力传感器组件14和卸压阀组件12，枪体1与卸压阀组件12和微音器压力传感器组件14螺纹加密封圈固定连接，枪体1与接头13由接圈16螺纹加密封圈固定连接，电磁铁组件包括电磁铁座2、固定铁心6、可动铁心7、电磁铁外壳9、线圈8；电磁铁外壳2螺纹连接于枪体1的内孔，固定铁心6和可动铁心7置于线圈8的内腔，电磁铁座2与电磁铁外壳9螺纹连接并与枪体1连接处有密封圈密封，电磁铁座1的中心有孔，孔中安装有压缩弹簧3，压缩弹簧3的一端与推杆4的止口相接触，推杆4穿过固定铁心6的中心孔与可动铁心7固定连接，电磁铁座2的中心孔与推杆4的一端形成密封口10，有一外罩套17在电磁铁外壳9的外部与枪体1螺纹加密封圈固定连接，外罩17与电磁铁外壳9围成的空间为充气室5。
卸压阀组件12包括卸压阀阀体18，卸压阀阀杆19，卸压阀螺母20，卸压阀手轮21。卸压阀阀体18内孔与卸压阀杆19螺纹连接，卸压阀杆19前端的圆锥面与卸压阀体18内的圆孔精密配合封住高压气体。卸压阀阀体18上有一个放气孔22。卸压阀螺母20与卸压阀体18外圆螺纹连接。卸压阀手轮21与卸压阀杆19紧配合并用螺钉紧固。顺时针拧紧卸压阀手轮21可以封住高压气体，逆时针松开卸压阀手轮21可以使杆与阀体孔有一定的间隙，气体从放气孔排出。用途是测试完毕后，放出枪体内高压气体，然后才能把井口装置从井口处卸下来。
微音器压力传感器组件包括微音器23，微音器外壳24，陶瓷压阻传感器25(市场上可购得如CPS181)，压紧螺母26，引线铜螺钉28，微音器外壳罩27。微音器23(可选，如中科院声学研究所研发的微音器系列)前端有外螺纹穿过，微音器外壳24内孔并与螺母(标准件)配合拧紧，微音器23上螺纹后有圆柱端面(微音器外表面是一种弹性材料)与微音器外壳24内孔平面紧配合起密封作用。陶瓷压阻传感器25由压紧螺母26压在微音器外壳24上的一个偏心孔内，孔底部有O型密封圈，孔底部中心有一个小孔与抽油井环形空间相通。引线铜螺钉28由螺母拧紧在微音器外壳24上，引线铜螺钉28与外壳24用绝缘密封垫隔开并密封，引线铜螺钉28两端分别用高温线与线圈和14芯插座29(可选)焊接。微音器23，陶瓷压阻传感器25分别有线与14芯插座焊接。
14芯插座29用螺钉与微音器外壳罩27连接。14芯插座29与控制仪上引出的14芯插头插接，可把井口装置接受的压力信号和声波信号传给控制仪处理。
在图2中，井口连接器将油井内压力、氦气或油井内高压气体状态传给压力传感器、井口发声装置和声波传感器，上述的信号传给前置信号处理电路；前置信号处理电路连接滤波处理电路和可控增益放大装置；16位微型控制器连接增益控制装置、实时时钟电路和击发控制电路和数据存储电路；AC/DC电源转换电路连接电池组；16位微型控制器连接串行通讯电路打印机和微机数据处理报表打印，键盘连接16位微型控制器。
前置信号处理电路如图3所示，由电阻R1、R2、R3和电容C1和放大器LM连接组成。前置信号处理主要是将微音器的微弱信号进行初步的放大并进行低通滤波。
滤波处理电路如图4所示，由电阻R4、R5和电容C2、C3连接组成低通滤波电路，如图5所示，由电阻R6、R7和电容C4、C5连接组成带通滤波电路，滤波处理是将前级信号进行分别进行低通滤波和带通滤波同时得到低频信号和高频信号。
可控增益放大装置是根据87C196NT的增益控制输出口线电平控制放大器的增益，可使用ADI公司的可控增益仪表放大器AD526实现此项功能。
增益控制装置是根据测试条件的不同通过键盘人工输入增益后，通过微控制器87C196NT的口线输出增益控制信号。
AD转换电路是将模拟信号转换为数字信号以便微控制器进一步处理保存，可使用ADI公司的AD转换集成电路AD574实现此项功能。本案中使用的是微控制器87C196NT内部嵌入的AD转换器实现的。
实时时钟电路是记录当前日期时间的集成电路，如DALLAS公司的DS12C887可实现此功能。
击发控制电路是需要将电池电压进行升压转换后驱动电磁铁线圈，从而打开电磁阀的控制驱动电路。如图6所示，由变压器T1、二极管D1和电容C5连接并连接电磁阀的线圈。
数据存储电路利用静态数据存储器如日本日立公司生产的628512或FLASH如ATMEL公司的28F020，将测试处理后的有效数据保存到存储器中，以便以后的浏览、对微机的通讯或直接打印出来。
AC/DC电源转换电路AC/DC电源转换是将220V交流电经过转换变成低压直流或对电池充电或供给仪器。如图7所示，由变压器TF1、整流桥BRIDGE1和电容C6连接组成。
串行通讯电路是利用微控制器87C196NT内部嵌入的串行通讯外设将数据通过电缆按照RS232协议传给微机，以便进入数据库进行诸如浏览、分析处理、打印、上网远传等。
权利要求1.一种抽油井液面深度和套压自动监测仪，其特征是由井口装置和控制仪组成，井口装置有电磁阀、激发装置和平衡机构，采用整体模块式结构；控制仪核心采用16位微型控制器由前置信号处理电路、滤波处理电路、可控增益放大装置、增益控制装置、AD转换电路、实时时钟电路、击发控制电路、数据存储电路、AC/DC电源转换电路、串行通讯电路组成；实现控制井口装置激发，接受并处理、存储测试数据。
2.根据权利要求1所述的一种抽油井液面深度和套压自动监测仪，其特征是井口装置有电磁铁组件、激发机构、平衡机构、微音器压力传感器组件和卸压阀组件，枪体与卸压阀组件和微音器压力传感器组件螺纹加密封圈固定连接，枪体与接头由接圈螺纹加密封圈固定连接，电磁铁组件包括电磁铁座、固定铁心、可动铁心、电磁铁外壳、线圈；电磁铁外壳螺纹连接于枪体的内孔，固定铁心和可动铁心置于线圈的内腔，电磁铁座与电磁铁外壳螺纹连接并与枪体连接处有密封圈密封，电磁铁座的中心有孔，孔中安装有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与推杆的止口相接触，推杆穿过固定铁心的中心孔与可动铁心固定连接，电磁铁座的中心孔与推杆的一端形成密封口，有一外罩套在电磁铁外壳的外部与枪体螺纹加密封圈固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种抽油井液面深度和套压自动监测仪，其特征是井口连接器将油井内压力、氦气或油井内高压气体状态传给压力传感器、井口发声装置和声波传感器，上述的信号传给前置信号处理电路；前置信号处理电路连接滤波处理电路和可控增益放大装置；16位微型控制器连接增益控制装置、实时时钟电路和击发控制电路和数据存储电路；AC/DC电源转换电路连接电池组；16位微型控制器连接串行通讯电路打印机和微机数据处理报表打印，键盘连接16位微型控制器。
4.根据权利要求1或2所述的一种抽油井液面深度和套压自动监测仪，其特征是卸压阀组件包括卸压阀阀体，卸压阀阀杆，卸压阀螺母，卸压阀手轮，卸压阀阀体内孔与卸压阀杆螺纹连接，卸压阀杆前端的圆锥面与卸压阀体内的圆孔精密配合封住高压气体，卸压阀阀体上有一个放气孔，卸压阀螺母与卸压阀体外圆螺纹连接，卸压阀手轮与卸压阀杆紧配合并用螺钉紧固。
5.根据权利要求1或2所述的一种抽油井液面深度和套压自动监测仪，其特征是微音器压力传感器组件包括微音器，微音器外壳，陶瓷压阻传感器，压紧螺母，引线铜螺钉，微音器外壳罩，微音器前端有外螺纹穿过，微音器外壳内孔并与螺母配合拧紧，微音器上螺纹后有圆柱端面与微音器外壳内孔平面紧配合起密封作用，陶瓷压阻传感器由压紧螺母压在微音器外壳上的一个偏心孔内，孔底部有O型密封圈，孔底部中心有一个小孔与抽油井环形空间相通，引线铜螺钉由螺母拧紧在微音器外壳上，引线铜螺钉与外壳用绝缘密封垫隔开并密封，引线铜螺钉两端分别用高温线与线圈和14芯插座焊接，微音器、陶瓷压阻传感器分别有线与14芯插座焊接。
专利摘要一种抽油井液面深度和套压自动监测仪。由井口装置和控制仪组成，井口装置有电磁阀、激发装置和平衡机构，采用整体模块式结构；控制仪核心采用16位微型控制器由前置信号处理电路、滤波处理电路、可控增益放大装置、增益控制装置、AD转换电路、实时时钟电路、击发控制电路、数据存储电路、AC/DC电源转换电路、串行通讯电路组成；井口装置有电磁铁组件、激发机构、平衡机构、微音器压力传感器组件和卸压阀组件。实现控制井口装置激发，接受并处理、存储测试数据，和计算机串行通讯，通过RS－232可以把测试数据传入计算机。
文档编号E21B47/00GK2700554SQ200420047788
公开日2005年5月18日 申请日期2004年5月18日 优先权日2003年6月20日
发明者邓均建, 李广永, 张明, 王丙林, 赵海龙 申请人:北京恒兴利达仪器有限公司