专利名称：液面监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安全测量技术领域，尤其是涉及一种液面监测装置。
背景技术：
钻井井漏、试修井作业井漏及低压力系数井修井过程中，需要对井筒内的液面高度进行实时监测以清楚掌握和判断井下液面的深度的动态变化情况，从而有效降低钻井、 试修井作业过程中的井控风险。在钻井、试修井作业中，由于井漏的原因，无法准确测量井筒液面。通常采用通过钻具或油管上的液体留下的痕迹来推断液面的大概深度。这种传统的测量方法是采用人工测量，由于井内液体留在管柱上的痕迹受振动、操作不当等原因，无法准确掌握井筒内液面的真实位置。特别当井内液面很深(例如超过500米以上)，由于起钻需要一定时间，这种方法无法获知当前往往不能准确获知当前井筒内的液面深度。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的是提出一种能够准确实时测定井筒内液面高度的液面监测装置。为了达到上述目的，本实用新型提出了一种液面监测装置，包括用于发射脉冲信号的脉冲发生器，用于接收返回的脉冲信号的脉冲接收器，用于对所述返回的脉冲信号进行滤波的滤波器，以及用于根据所述滤波器滤波后的信号获取液面信息的处理器。作为上述技术方案的优选，所述滤波器为低通滤波器或中通滤波器。作为上述技术方案的优选，所述滤波器为低通滤波器和中通滤波器；所述低通滤波器和中通滤波器分别电连接所述脉冲接收器以使所述脉冲接收器将接收到的信号分别发送到所述低通滤波器和中通滤波器；所述低通滤波器和中通滤波器分别电连接所述处理
ο作为上述技术方案的优选，所述液面监测装置还包括打印模块，所述打印模块电连接所述处理器以将所述处理器的输出数据进行打印。作为上述技术方案的优选，所述液面监测装置包括外壳，所述滤波器、处理器设置于电路板上，所述电路板固定于所述外壳内；所述脉冲接收器为脉冲接收探头，所述脉冲接收探头连接有传输数据的同轴电缆；所述外壳设有与所述同轴电缆相适配的接头，所述接头与所述电路板连接以使所述脉冲接收探头与所述电路板上的滤波器导通；作为上述技术方案的优选，所述脉冲发生器包括用于产生声波脉冲的发射枪，以及连接所述发射枪的氮气气瓶或二氧化碳气瓶。作为上述技术方案的优选，所述发射枪设有声波脉冲出口及气体入口，所述气体入口与所述声波脉冲出口通过所述内腔导通，所述发射枪设有控制所述声波脉冲出口开启 /关闭的阀门。作为上述技术方案的优选，所述发射枪设有固定机构以将所述发射枪固定在压井管汇上。作为上述技术方案的优选，所述发射枪设置有压缩模式及稀释模式，所述压缩模式预充压力实现套压小于200PSI的油井监测。所述稀释模式无需预充压力实现套压大于 200PSI的油井监测。本实用新型的液面监测装置，可以通过返回的声波计算出当前液面的深度，以提高监测的可靠性和实时性。
图1为本实用新型一个优选实施例的结构示意图；图2为本实用新型另一个优选实施例的结构示意图；图3为本实用新型的液面监测装置的外壳结构示意图；图4为液面监测装置固定在钻柱上工作时的结构示意图；图5为液面监测装置可能的安装位置图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明优选实施例一做进一步说明。本实用新型实施例提出了一种液面监测装置，其结构如图1所示，包括用于发射脉冲信号的脉冲发生器1，用于接收返回的脉冲信号的脉冲接收器2，用于对所述返回的脉冲信号进行滤波的滤波器3，以及用于根据所述滤波器滤波后的信号获取液面信息的处理器4。如图4所示，所述脉冲发生器1包括用于产生声波脉冲的发射枪11，发射枪11设有固定机构以将所述发射枪固定在压井管汇(图中未标注)上。以及连接所述发射枪的氮气气瓶或二氧化碳气瓶12。在使用时，可以通过发射枪产生一个声波脉冲，对井套管里气体形成压力脉冲。声波在套管里的气体中传播，有一部分会在油管接头、油管锚和套管穿孔等截面变化的地方反射回来；另一部分则在气液界面处反射回来。井口的接收器脉冲接收器2接收到反射信号后，通过滤波器过滤后发送给处理器4。由于声波脉冲信号在气体中传播，振幅会衰减。高频的会比低频的衰减更快。这样，井口反射的是高频能量信号，井内接箍反射的信号频率居中，而液面反射的是最低的频率信号。因此该滤波器3可以为低通滤波器，将接收到的信号中的低频信号过滤出来，经过放大后发送给处理器4。过滤器3也可以为中通滤波器，这样接收到井内接箍的反射信号。 设置为双通道，即过滤器3可以为低通滤波器和中通滤波器；所述低通滤波器和中通滤波器分别电连接所述脉冲接收器2以使所述脉冲接收器2将接收到的信号分别发送到所述低通滤波器和中通滤波器；所述低通滤波器和中通滤波器分别电连接所述处理器4。其中，低通滤波器和中通滤波器分别连接一个放大电路，以进行信号放大。这样就可以在进行液面监测的同时，也监测井内接箍。进一步的，如图2所示，所述液面监测装置还包括打印模块5，所述打印模块5电连接所述处理器4以将所述处理器4的输出数据进行打印。这使得操作人员能比较准确的测到从发射到返回的时间。时间和距离用来计算井内气体中的声速。声速、套压以及平均温度可以输到计算软件中，以计算井内气体比重和压力分布，包括泵的起动压力以及穿孔处的压力值。当然，可以将井内接箍和液面的数据同步记录并打印。如图3所示，所述液面监测装置包括外壳6，所述滤波器3、处理器4设置于电路板上，所述电路板固定于所述外壳6内。所述脉冲接收器2为脉冲接收探头，所述脉冲接收探头连接有传输数据的同轴电缆；所述外壳6设有与所述同轴电缆相适配的接头61，所述接头61与所述电路板连接以使所述脉冲接收探头2与所述电路板上的滤波器3导通；其中，所述发射枪设有声波脉冲出口及气体入口，所述气体入口与所述声波脉冲出口通过所述内腔导通，所述发射枪设有控制所述声波脉冲出口开启/关闭的阀门。在工作时，气瓶12给发射枪11预充压力，发射枪11固定在压井管汇上，发射枪11 发出声波信号。声波信号反馈回来有两组信息，一组是套管(钻柱)接箍信号，一组是液面信号。通过发射枪的麦克风接收、反馈至滤波器过滤杂波、信息处理器处理放大。处理器是双通道处理器，一个通道处理套管(钻柱)接箍信号，另一通道处理液面信号。最后这两组信号处理成两组曲钱打印出来，工程人员读取曲线、计算出液面深度。如图5所示的，本实用新型既可以安装在B、C、D的位置使用，还可以安装在图5中 A的位置(压井管汇的位置)使用，使用非常方便。当然，本实用新型还可有其他实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种液面监测装置，包括用于发射脉冲信号的脉冲发生器，用于接收返回的脉冲信号的脉冲接收器，用于对所述返回的脉冲信号进行滤波的滤波器，以及用于根据所述滤波器滤波后的信号获取液面信息的处理器。
2.根据权利要求1所述的液面监测装置，其特征在于，所述滤波器为低通滤波器或中通滤波器。
3.根据权利要求1所述的液面监测装置，其特征在于，所述滤波器为低通滤波器和中通滤波器；所述低通滤波器和中通滤波器分别电连接所述脉冲接收器以使所述脉冲接收器将接收到的信号分别发送到所述低通滤波器和中通滤波器；所述低通滤波器和中通滤波器分别电连接所述处理器。
4.根据权利要求1所述的液面监测装置，其特征在于，所述液面监测装置还包括打印模块，所述打印模块电连接所述处理器以将所述处理器的输出数据进行打印。
5.根据权利要求1所述的液面监测装置，其特征在于，所述液面监测装置包括外壳，所述滤波器、处理器设置于电路板上，所述电路板固定于所述外壳内；所述脉冲接收器为脉冲接收探头，所述脉冲接收探头连接有传输数据的同轴电缆；所述外壳设有与所述同轴电缆相适配的接头，所述接头与所述电路板连接以使所述脉冲接收探头与所述电路板上的滤波器导通。
6.根据权利要求1所述的液面监测装置，其特征在于，所述脉冲发生器包括用于产生声波脉冲的发射枪，以及连接所述发射枪的氮气气瓶或二氧化碳气瓶。
7.根据权利要求6所述的液面监测装置，其特征在于，所述发射枪设有声波脉冲出口及气体入口，所述气体入口与所述声波脉冲出口通过所述内腔导通，所述发射枪设有控制所述声波脉冲出口开启/关闭的阀门。
8.根据权利要求6所述的液面监测装置，其特征在于，所述发射枪设有固定机构以将所述发射枪固定在压井管汇上。
9.根据权利要求6所述的液面监测装置，其特征在于，所述发射枪设置有压缩模式及稀释模式，所述压缩模式预充压力实现套压小于200PSI的油井监测，所述稀释模式无需预充压力实现套压大于200PSI的油井监测。
专利摘要本实用新型提出了一种液面监测装置，包括用于发射脉冲信号的脉冲发生器，用于接收返回的脉冲信号的脉冲接收器，用于对所述返回的脉冲信号进行滤波的滤波器，以及用于根据所述滤波器滤波后的信号获取液面信息的处理器。本实用新型的液面监测装置，可以通过返回的声波计算出当前液面的深度，以提高监测的可靠性和实时性。
文档编号E21B47/047GK202228067SQ20112020992
公开日2012年5月23日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者刘建华, 劳纯宇, 徐开放, 贺志刚 申请人:北京格瑞迪斯石油技术有限公司