液面监测方法、装置、设备和系统与流程

本发明涉及液面监测技术领域，具体涉及一种液面监测方法、装置、设备和系统。

背景技术：

由于钻遇储集体规模大小不等，导致起钻和组下完井测试管柱无法获知井筒内动态液面，补浆不及时可能引起井内流体由漏转喷，造成井涌、井喷；压井泥浆比重逐步加大，储集体能量第一次释放，换装井口预测时间和控制时间很难把握，使得换井口之前井筒稳定时间短、安全窗口小；补浆过量会污染油气层，后期诱喷费用大大增加。因此，目前会选取液面监测仪来获得起钻、组下完井测试管柱期间井筒内动态液面数据，保障换装井口期间井筒稳定。

液面监测仪除了传统的用于钻井过程中发生漏失时，作为指导灌浆依据之外，也可用来指导油气井生产作业。生产井用液面监测可以及时了解井内液面变化情况，指导下步生产作业。试油井可及时了解井内液面变化情况，作为评价气举效果及下步工艺措施的依据。

但是，目前的液面监测仪安装在压井管汇、节流管汇及井口井控装备上，液面检测时压井管汇、节流管汇及井口井控装备所有的阀门要打开，发生溢流或有害气体溢出时无法及时关闭，存在井控风险，易导致井喷失控等危害发生，而且，发射枪靠氮气发射声波测量液面，井控装备通道狭小，导致监测数据不准确。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液面监测方法、装置、设备和系统，以克服目前液面监测装置安装在压井管汇、节流管汇及井口井控装备上，一是存在井控风险，导致井喷失控等危害，二是发射枪靠氮气发射声波测量液面，井控装备通道狭小，导致监测数据不准的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种液面监测方法，应用于液面监测系统中，所述液面监测系统包括活动平台和信号收发设备；

所述信号收发设备设置在所述活动平台上，所述活动平台设置在钻井的井口处；

所述方法包括：

获取液面测量指令；

基于所述液面测量指令，控制所述活动平台关闭；

检测到所述活动平台关闭完成后，控制所述信号收发设备发射检测信号；

获取所述信号收发装置接收到的反馈信号；其中，所述反馈信号是所述检测信号经液面反射后得到的；

基于所述检测信号和所述反馈信号，生成液面数据。

进一步地，以上所述液面监测方法，所述方法还包括：

获取钻井指令；

基于所述钻井指令，控制所述信号收发设备停止发射所述检测信号，并且，控制所述活动平台打开。

进一步地，以上所述液面监测方法，所述信号收发设备包括：惰性气体发射器；

所述控制所述信号收发设备发射检测信号，包括：

控制所述惰性气体发射器发射高压气体，作为所述检测信号。

进一步地，以上所述液面监测方法，所述信号收发设备包括：信号接收器；

所述获取所述信号收发装置接收到的反馈信号，包括：

获取所述信号接收器接收到的反馈信号。

本发明还提供了一种液面监测装置，包括：

获取模块，用于获取液面测量指令；

控制模块，用于基于所述液面测量指令，控制所述活动平台关闭；

检测模块，用于检测到所述活动平台关闭完成后，控制所述信号收发设备发射检测信号；

所述获取模块，还用于获取所述信号收发装置接收到的反馈信号；其中，所述反馈信号是所述检测信号经液面反射后得到的；

生成模块，用于基于所述检测信号和所述反馈信号，生成液面数据。

本发明还提供了一种液面监测设备，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连：

其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；

所述存储器，用于存储所述程序，所述程序至少用于执行以上任一项所述的液面监测方法。

本发明还提供了一种液面监测系统，包括活动平台、信号收发设备和以上所述的液面监测设备；

所述信号收发设备设置在所述活动平台上，所述活动平台设置在钻井的井口处；

所述液面监测设备同时与所述信号收发设备和所述活动平台相连。

进一步地，以上所述的液面监测系统，所述信号收发设备包括惰性气体发射器和信号接收器；

所述惰性气体发射器和所述信号接收器同时与所述信号收发设备相连。

进一步地，以上所述的液面监测系统，所述惰性气体发射器包括注气弯头、接头软管和发射枪；

所述注气弯头的第一端和所述接头软管的第一端相连，所述接头软管的第二端连通储气罐，所述注气弯头的第二端连接所述发射枪；

所述发射枪用于发射高压气体。

进一步地，以上所述的液面监测系统，还包括哈夫卡箍；

所述哈夫卡箍设置在所述钻井的井口处。

本发明的液面监测方法、装置、设备和系统，方法包括，获取液面测量指令；基于所述液面测量指令，控制所述活动平台关闭；检测到所述活动平台关闭完成后，控制所述信号收发设备发射检测信号；获取所述信号收发装置接收到的反馈信号；其中，所述反馈信号是所述检测信号经液面反射后得到的；基于所述检测信号和所述反馈信号，生成液面数据。本申请的技术方案，在溢流管上部活动开关平台，正常钻进时打开，测量时关闭，不影响正常作业，解决了存在的井控风险，而且，反射波信号直接反射到信号收发设备上，减少杂波，数据测量准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例提供的现有技术中液面监测系统的结构图；

图2是本发明一种实施例提供的液面监测系统的结构图；

图3是本发明一种实施例提供的关闭状态的液面监测系统的俯视图；

图4是本发明一种实施例提供的打开状态的液面监测系统的俯视图；

图5是本发明一种实施例提供的液面监测方法的流程图；

图6是本发明一种实施例提供的液面监测装置的结构图；

图7是本发明一种实施例提供的液面监测设备的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

现有技术中，液面监测装置安装在压井管汇、节流管汇及井口井控装备上，液面监测装置包括上位机、控制机箱、气枪、气瓶等设备。

上位机发出命令，通过网口、控制机箱向气枪发送控制命令，气瓶内气体通过减压阀保持压力2mpa以内进入气枪，气枪接到命令后发射信号，信号在井控装备通道中传播并返回后，压力传感器接收压力，微音器将声波信号转换成电信号，控制箱中的放大电路将声音信号放大，经过放大电路的声音信号再经过滤波电路，滤去杂波信号，经过转换器，把模拟信号转换成数字信号，最终显示到上位机上。但是，液面监测装置安装在压井管汇、节流管汇及井口井控装备上，液面检测时压井管汇、节流管汇及井口井控装备所有的阀门要打开，发生溢流或有害气体溢出时无法及时关闭，存在井控风险，易导致井喷失控等危害，而且气枪靠氮气发射声波测量液面，井控装备通道狭小，导致监测数据不准。

图1是本发明一种实施例提供的现有技术中液面监测系统的结构图。

如图1所示，目前液面监测连接位置可以是压井管汇(节流管汇)连接处a、井控装备处b和管柱处c，但是，安装在a和b存在井控风险，安装在c处液面监测时无法正常起下钻。基于此，本实施例提供了一种液面监测系统。

图2是本发明一种实施例提供的液面监测系统的结构图；

图3是本发明一种实施例提供的关闭状态的液面监测系统的俯视图；

图4是本发明一种实施例提供的打开状态的液面监测系统的俯视图。

如图2、图3和图4所示，本实施例的液面监测系统，包括活动平台11、信号收发设备12和液面监测设备。

其中，信号收发设备12设置在活动平台11上，活动平台11设置在钻井的井口处。液面监测设备同时与信号收发设备12和活动平台11相连。

在一些可选的实施例中，信号收发设备12包括惰性气体发射器121和信号接收器122；惰性气体发射器121和信号接收器122同时与信号收发设备相连。惰性气体发射器121发射的气体包括氮气，井里可能存在天然气，氮气是惰性气体，使用安全。信号接收器122包括压力传感器，用于接收反射的高压氮气波。

在一些可选的实施例中，惰性气体发射器121包括注气弯头1211、接头软管1212、发射枪1213等，注气弯头1211的第一端与接头软管1212的第一端相连，接头软管1212的第二端用于连通储气罐，注气弯头1211的第二端用于连接发射枪1213，发射枪1213用于发射高压气体。

液面监测设备与发射枪1213相连，液面监测设备通过控制发射枪1213的开关，来控制高压气体的发射情况。

在一些可选的实施例中，活动平台11包括平台111、导轨112和驱动装置，活动平台的驱动装置与液面监测设备相连，平台111设置在导轨112上，驱动装置在液面监测设备的控制下，驱动控制平台111打开或者关闭。

在一些可选的实施例中，还包括哈夫卡箍13，哈夫卡箍13设置在钻井的井口处，如图2、图3或图4所示。

在一些可选的实施例中，钻井还设置有园林钻14、防溢管灌浆口15和防溢管泥浆出口管16。

基于一个总的发明构思，本实施例还提供了一种液面监测方法，本实施例的方法应用以上实施例的信号收发设备。

图5是本发明一种实施例提供的液面监测方法的流程图。

如图5所示，本实施例的方法包括：

s21、获取液面测量指令。

用户需要进行液面测量时，可以发送液面测量指令，本实施例中，可以获取该液面测量指令，以根据该液面测量指令进行后续的液面测量工作。

s22、基于液面测量指令，控制活动平台关闭。

获取到液面测量指令后，可以先控制活动平台关闭，以使设置在活动平台上的信号收发设备正对钻井液面。

s23、检测到活动平台关闭完成后，控制信号收发设备发射检测信号。

本实施例中，检测到活动平台关闭完成后，则可以控制信号收发设备发射检测信号，检测信号接触到钻井下的液面后，会被反射形成反馈信号。

在一些可选的实施例中，信号收发设备包括惰性气体发射器。因此，本步骤具体包括：控制惰性气体发射器发射高压气体，作为检测信号。

s24、获取信号收发装置接收到的反馈信号。

在一些可选的实施例中，信号收发设备包括信号接收器。因此，本步骤具体包括：获取信号接收器接收到的反馈信号。

在一些可选的实施例中，可以选择压力传感器作为信号接收器。

s25、基于检测信号和反馈信号，生成液面数据。

本实施例中，在得到反馈信号后，可以根据检测信号和反馈信号，生成液面数据。

其中，根据检测信号和反馈信号生成液面数据，是本领域比较成熟的现有技术，此处不做赘述。

本实施例的液面监测方法，包括，获取液面测量指令；基于液面测量指令，控制活动平台关闭；检测到活动平台关闭完成后，控制信号收发设备发射检测信号；获取信号收发装置接收到的反馈信号；其中，反馈信号是检测信号经液面反射后得到的；基于检测信号和反馈信号，生成液面数据。本实施例的技术方案，在溢流管上部活动开关平台，正常钻进时打开，测量时关闭，不影响正常作业，解决了存在的井控风险，而且，反射波信号直接反射到信号收发设备上，减少杂波，数据测量准确。

在一些可选的实施例中，还可以包括如下步骤：

步骤一：获取钻井指令；

步骤二：基于钻井指令，控制信号收发设备停止发射检测信号，并且，控制活动平台打开。

具体地，当开始钻井时，工作人员可以发送钻井指令。本实施例中，接收到钻井指令后，根据该钻井指令，控制信号收发设备停止发射检测信号，然后将活动平台打开，以便于钻井的设备工作，进行钻井。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种液面监测装置，用于实现上述方法实施例。

图6是本发明一种实施例提供的液面监测装置的结构图。

如图6所示，本实施例的液面监测装置包括：

获取模块31，用于获取液面测量指令；

控制模块32，用于基于液面测量指令，控制活动平台关闭；

检测模块33，用于检测到活动平台关闭完成后，控制信号收发设备发射检测信号；

获取模块31，还用于获取信号收发装置接收到的反馈信号；其中，反馈信号是检测信号经液面反射后得到的；

生成模块33，用于基于检测信号和反馈信号，生成液面数据。

本实施例的液面监测装置，获取模块31获取液面测量指令；控制模块32基于液面测量指令，控制活动平台关闭；检测模块33检测到活动平台关闭完成后，控制信号收发设备发射检测信号；获取模块31获取信号收发装置接收到的反馈信号；其中，反馈信号是检测信号经液面反射后得到的；生成模块33基于检测信号和反馈信号，生成液面数据。本实施例的技术方案，在溢流管上部活动开关平台，正常钻进时打开，测量时关闭，不影响正常作业，解决了存在的井控风险，而且，反射波信号直接反射到信号收发设备上，减少杂波，数据测量准确。

在一些可选的实施例中，获取模块31，还用于获取钻井指令；

控制模块32，还用于基于钻井指令，控制信号收发设备停止发射检测信号，并且，控制活动平台打开。

在一些可选的实施例中，信号收发设备包括：惰性气体发射器。

控制模块32，具体用于控制惰性气体发射器发射高压气体，作为检测信号。

在一些可选的实施例中，信号收发设备包括：信号接收器；

获取模块31，具体用于获取信号接收器接收到的反馈信号。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种液面监测设备，用于实现上述方法实施例。

图7是本发明一种实施例提供的液面监测设备的结构图。

如图7所示，本实施例的液面监测设备包括处理器41和存储器42，处理器41与存储器42相连。其中，处理器41用于调用并执行存储器42中存储的程序；存储器42用于存储程序，程序至少用于执行以上实施例中的液面监测方法。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。