一种油管杆磨损程度在线监测装置和监测方法
【专利摘要】本发明提供的这种油管杆磨损程度在线监测装置和监测方法，用于在油井井口对油管杆偏磨程度进行在线监测，通过总铁离子浓度的数据的采集、转换及远传，为生产管理提供可靠数据，测试的结果对油井生产管理有指导性，可以避免油井因管杆磨损引起高频次作业带来的损失，以及减少管杆更换产生的费用，降低修井费用及作业成本；解决了目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，通过在线测量油井采出物的铁离子浓度，转换为电流信号，实现数据远传；实现了油管杆磨损程度的实时监测，为油田防偏磨措施的实施提供了技术支撑；且该装置成本低廉、测量范围宽、可望在油田井场大面积推广应用。
【专利说明】
一种油管杆磨损程度在线监测装置和监测方法
技术领域
[0001]本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种油管杆磨损程度在线监测装置和监测方法，适用于定向井或井斜度较大的油井。
【背景技术】
[0002]定向井油井井眼轨迹复杂，随着开发时间的延长，管杆偏磨问题日趋严重，从而造成高频井作业日益增加，在新形势下，增加了作业成本。目前我国已开发的油田中均发现不同程度的偏磨问题，而在现在的石油开采行业中，尚未出现在油井生产过程中在线监测管杆偏磨程度的技术，通常在修井后，通过肉眼观察判断油管杆磨损程度，故在油井开采过程中需密切关注油井偏磨程度，并根据偏磨程度制定相应的防范措施。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有的用肉眼观察管杆磨损程度，导致生产滞后，且无其他技术准确获取油管杆磨损程度的问题。
[0004]为此，本发明提供了一种油管杆磨损程度在线监测装置，包括电磁感应装置、信号转换器、数据收集及远传装置、上位机，电磁感应装置安装在信号转换器的下方，并与信号转换器的输入端电连接，数据收集及远传装置安装在信号转换器的上方，数据收集及远传装置的一端与信号转换器的输出端电连接，另外一端与上位机电连接。
[0005]所述电磁感应装置是由两根探针组成，两根探针的同一端均与信号转换器的输入端电连接，探针远离信号转换器的一端是检测端，两根探针的检测端位于呈型的管线二的拐角处，并插入管线二内。
[0006]所述数据收集及远传装置由数据采集器和通信模块组成，数据采集器与信号转换器的输出端电连接，数据采集器和通信模块电连接，通信模块与上位机无线连接。
[0007]所述探针的材料为不锈钢管，且探针表面覆盖着一层防腐涂层。
[0008]所述防腐涂层是有机涂层。
[0009]所述通信模块是WLAN、NFC、WIF1-Dircet、bump、2G、4G、蓝牙、wif 1、zige_bee、GPRS、3G、USB 模块。
[0010]所述管线二的水平段的端部通过第一由壬连接着管线一，管线一上串接有生产闸门，水平段的中部还连接着管线六和管线三，管线六上串接有针型阀，管线六的端部安装着压力表，管线三位于管线六和管线二竖直段之间，管线三通过第二由壬连接着管线四，管线三上串接着闸门一；
所述管线二的竖直段的端部通过第三由壬连接着管线五，管线二的竖直段上串接有闸门二。
[0011 ] 一种油管杆磨损程度在线监测方法，括如下步骤:
步骤一，将油管杆磨损程度在线监测装置安装在型的管线二的拐角处；
步骤二，打开生产闸门和闸门二，关闭其他闸门，由油管杆磨损程度在线监测装置检测流经管线二内的铁离子浓度，数据采集器将采集到的铁离子浓度的数据通过通信模块传给上位机，上位机与通信模块无线连接。
[0012]本发明的有益效果:本发明提供的这种油管杆磨损程度在线监测装置和监测方法，用于在油井井口对油管杆偏磨程度进行在线监测，通过总铁离子浓度的数据的采集、转换及远传，为生产管理提供可靠数据，测试的结果对油井生产管理有指导性，可以避免油井因管杆磨损引起高频次作业带来的损失，以及减少管杆更换产生的费用，降低修井费用及作业成本;解决了目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，通过在线测量油井采出物的铁离子浓度，转换为电流信号，实现数据远传;解决了目前油田油井偏磨程度无监测，导致作业费用及成本高的问题;实现了油管杆磨损程度的实时监测，为油田防偏磨措施的实施提供了技术支撑;且该装置成本低廉、测量范围宽、可望在油田井场大面积推广应用。
[0013]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0014]图1是油管杆磨损程度在线监测装置的数据流示意图。
[0015]图2是油管杆磨损程度在线监测装置的结构示意图。
[0016]图3是油管杆磨损程度在线监测装置的应用示意图。
[0017]附图标记说明:1、电磁感应装置;2、信号转换器;3、数据收集及远传装置;4、油管杆磨损程度在线监测装置;5、生产闸门；6、第一由壬;7、针型阀;8、压力表;9、闸门一；10、第二由壬；11、闸门二； 12、第三由壬；13、管线一；14、管线二； 15、管线三；16、管线四；17、管线五；18、管线六;19、上位机。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
为了解决目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，本实施例提供了如图1、图2所示的一种油管杆磨损程度在线监测装置，包括电磁感应装置1、信号转换器2、数据收集及远传装置3、上位机19，电磁感应装置I安装在信号转换器2的下方，并与信号转换器2的输入端电连接，数据收集及远传装置3安装在信号转换器2的上方，数据收集及远传装置3的一端与信号转换器2的输出端电连接，另外一端与上位机19电连接。
[0019]电磁感应装置I用于采集铁离子浓度，并将铁离子浓度以电磁信号记录下来，信号转换器2将电磁信号转换为电流信号，并传给数据收集及远传装置3，数据收集及远传装置3再将采集的数据传给上级的上位机19，使操作者及时获取管线内的管杆磨损状况，解决了目前油田油井偏磨程度无监测，导致作业费用及成本高的问题。
[0020]需要说明的是，信号转换器2根据需要可以在市场上购买得到。
[0021]本发明提供的这种油管杆磨损程度在线监测装置，用于在油井井口对油管杆偏磨程度进行在线监测，通过总铁离子浓度的数据的采集、转换及远传，为生产管理提供可靠数据，测试的结果对油井生产管理有指导性，可以避免油井因管杆磨损引起高频次作业带来的损失，以及减少管杆更换产生的费用，降低修井费用及作业成本;解决了目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，通过在线测量油井采出物的铁离子浓度，转换为电流信号，实现数据远传;解决了目前油田油井偏磨程度无监测，导致作业费用及成本高的问题;实现了油管杆磨损程度的实时监测，为油田防偏磨措施的实施提供了技术支撑;且该装置成本低廉、测量范围宽、可望在油田井场大面积推广应用。
[0022]实施例2:
为了解决目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，本实施例提供了如图1所示的一种油管杆磨损程度在线监测装置，包括电磁感应装置1、信号转换器2、数据收集及远传装置3、上位机19，电磁感应装置I安装在信号转换器2的下方，并与信号转换器2的输入端电连接，数据收集及远传装置3安装在信号转换器2的上方，数据收集及远传装置3的一端与信号转换器2的输出端电连接，另外一端与上位机19电连接。
[0023]需要说明的是，所述电磁感应装置I是由两根探针组成，两根探针的同一端均与信号转换器2的输入端电连接，探针远离信号转换器2的一端是检测端，两根探针的检测端位于呈型的管线二 14的拐角处，并插入管线二 14内。本装置为感应式测量，采用双管结构，两根探针形成一个磁场，用于采集管线内的铁离子浓度。信号转换器2由三部分组成，一部分是将电磁信号转换为电容信号，即将反映原油中铁离子浓度的电磁信号转化为电容信号，一部分是电容电压转换电路，即将反映原油中铁离子浓度的电容信号转化为电压信号；另一部分是电压电流转换电路，即将反映原油中铁离子浓度的电压信号转化为标准电流信号。
[0024]实施例3:
为了解决目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，本实施例提供了如图1所示的一种油管杆磨损程度在线监测装置，包括电磁感应装置1、信号转换器2、数据收集及远传装置3、上位机19，电磁感应装置I安装在信号转换器2的下方，并与信号转换器2的输入端电连接，数据收集及远传装置3安装在信号转换器2的上方，数据收集及远传装置3的一端与信号转换器2的输出端电连接，另外一端与上位机19电连接。
[0025]所述数据收集及远传装置3由数据采集器和通信模块组成，数据采集器与信号转换器2的输出端电连接，数据采集器和通信模块电连接，通信模块与上位机19无线连接。
[0026]实施例4:
为了解决目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，本实施例提供了如图1所示的一种油管杆磨损程度在线监测装置，包括电磁感应装置1、信号转换器2、数据收集及远传装置3、上位机19，电磁感应装置I安装在信号转换器2的下方，并与信号转换器2的输入端电连接，数据收集及远传装置3安装在信号转换器2的上方，数据收集及远传装置3的一端与信号转换器2的输出端电连接，另外一端与上位机19电连接。
[0027]所述探针的材料为不锈钢管，且探针表面覆盖着一层防腐涂层。所述防腐涂层是有机涂层，该有机涂层参考DIN 50902-1994金属材料防腐涂层防腐标准，是由以下涂层材料组成，涂层材料包括液体、浆体、粉末和固体，这些涂层材料由混合物和其它成分组成，例如涂料、着色剂、颜料，溶剂以及其它添加剂组成。具体的，本实施例中的有机涂层是双酚环氧树脂基层上引入部分苯酚甲醛或甲酚甲醛环氧树脂，具有优异的耐热性、耐化学品性，既有防腐性又兼顾屈挠性。探针表面的涂层用性能稳定、高介电常数的高性能特种材料制作，可以较好的解决探针电极表面的结垢、油或水不易脱落等问题。
[0028]实施例5:
在实施例3的基础上，所述通信模块是WLAN、NFC、WIF1- Dircet、bump、2G、4G、蓝牙、wif1、zige-bee、GPRS、3G、USB 模块。
[0029]实施例6:
在实施例2的基础上，如图3所示，所述的管线二 14，管线二 14呈.^，在管线二 14的拐角处安装着油管杆磨损程度在线监测装置4，油管杆磨损程度在线监测装置4的两根探针伸入管线二 14内；
所述管线二 14的水平段的端部通过第一由壬6连接着管线一 13，管线一 13上串接有生产闸门5，水平段的中部还连接着管线六18和管线三15，管线六18上串接有针型阀7，管线六18的端部安装着压力表8，管线三15位于管线六18和管线二 14竖直段之间，管线三15通过第二由壬1连接着管线四16，管线三15上串接着闸门一9;
所述管线二 14的竖直段的端部通过第三由壬12连接着管线五17，管线二 14的竖直段上串接有闸门二11。
[0030]油管杆磨损程度在线监测装置的应用方法是，包括如下步骤:
步骤一，将油管杆磨损程度在线监测装置4安装在η型的管线二 14的拐角处；
步骤二，打开生产闸门5和闸门二 11，关闭其他闸门，由油管杆磨损程度在线监测装置4检测流经管线二 14内的铁离子浓度，数据采集器将采集到的铁离子浓度的数据通过通信模块传给上位机19，上位机19与通信模块无线连接。
[0031]电磁感应装置I用于采集铁离子浓度，并将铁离子浓度以电磁信号记录下来，信号转换器2将电磁信号转换为电流信号，并传给数据收集及远传装置3，数据收集及远传装置3再将采集的数据传给上级的上位机19，使操作者及时获取管线内的管杆磨损状况，解决了目前油田油井偏磨程度无监测，导致作业费用及成本高的问题。
[0032]实施例7:
一种油管杆磨损程度在线监测方法，包括如下步骤:
步骤一，将油管杆磨损程度在线监测装置4安装在η型的管线二 14的拐角处；
步骤二，打开生产闸门5和闸门二 11，关闭其他闸门，由油管杆磨损程度在线监测装置4检测流经管线二 14内的铁离子浓度，数据采集器将采集到的铁离子浓度的数据通过通信模块传给上位机19，上位机19与通信模块无线连接。
[0033]本发明提供的这种油管杆磨损程度在线监测装置及其应用和监测方法，用于在油井井口对油管杆偏磨程度进行在线监测，通过总铁离子浓度的数据的采集、转换及远传，为生产管理提供可靠数据，测试的结果对油井生产管理有指导性，可以避免油井因管杆磨损引起高频次作业带来的损失，以及减少管杆更换产生的费用，降低修井费用及作业成本;解决了目前无法实时在线监测油井油管杆磨损的问题，通过在线测量油井采出物的铁离子浓度，转换为电流信号，实现数据远传;解决了目前油田油井偏磨程度无监测，导致作业费用及成本高的问题;实现了油管杆磨损程度的实时监测，为油田防偏磨措施的实施提供了技术支撑;且该装置成本低廉、测量范围宽、可望在油田井场大面积推广应用。
[0034]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.一种油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于:包括电磁感应装置(1)、信号转换器(2)、数据收集及远传装置(3)、上位机(19)，电磁感应装置(I)安装在信号转换器(2)的下方，并与信号转换器(2)的输入端电连接，数据收集及远传装置(3)安装在信号转换器(2)的上方，数据收集及远传装置(3)的一端与信号转换器(2)的输出端电连接，另外一端与上位机(19)电连接。2.如权利要求1所述的油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于:所述电磁感应装置(I)是由两根探针组成，两根探针的同一端均与信号转换器(2)的输入端电连接，探针远离信号转换器(2)的一端是检测端，两根探针的检测端位于呈■!型的管线二(14)的拐角处，并插入管线二 (14)内。3.如权利要求1所述的油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于:所述数据收集及远传装置(3)由数据采集器和通信模块组成，数据采集器与信号转换器(2)的输出端电连接，数据采集器和通信模块电连接，通信模块与上位机(19)无线连接。4.如权利要求2所述的油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于:所述探针的材料为不锈钢管，且探针表面覆盖着一层防腐涂层。5.如权利要求4所述的油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于:所述防腐涂层是有机涂层。6.如权利要求3所述的油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于:所述通信模块是WLAN、NFC、WIF1- Dircet、bump、2G、4G、蓝牙、wif1、zige_bee、GPRS、3G、USB模块。7.如权利要求2所述的油管杆磨损程度在线监测装置，其特征在于: 所述管线二(14)的水平段的端部通过第一由壬(6)连接着管线一(13)，管线一(13)上串接有生产闸门(5)，水平段的中部还连接着管线六(18)和管线三(15)，管线六(18)上串接有针型阀(7)，管线六(18)的端部安装着压力表(8)，管线三(15)位于管线六(18)和管线二(14)竖直段之间，管线三(15)通过第二由壬(10)连接着管线四(16)，管线三(15)上串接着闸门一(9)； 所述管线二(14)的竖直段的端部通过第三由壬(12)连接着管线五(17)，管线二(14)的竖直段上串接有闸门二(11)。8.一种油管杆磨损程度在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，将油管杆磨损程度在线监测装置(4)安装在η型的管线二(14)的拐角处； 步骤二，打开生产闸门(5)和闸门二(11)，关闭其他闸门，由油管杆磨损程度在线监测装置(4)检测流经管线二(14)内的铁离子浓度，数据采集器将采集到的铁离子浓度的数据通过通信模块传给上位机(19)，上位机(19)与通信模块无线连接。
【文档编号】G01N27/72GK105911133SQ201610280029
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】苏祖波, 周志平, 李宪文, 黄伟, 赵春, 姚洋, 樊松, 石海霞, 梁毅, 雷宇, 郭靖
【申请人】中国石油天然气股份有限公司