采油监控系统的制作方法

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种采油监控系统。

背景技术：

目前油田在采油的过程中，需要测量油井内的动液面的高度，以对井下潜油螺杆泵进行调速控制，在动液面高于理想动液面时，增大采油的速度，在动液面低于理想动液面时，降低采油的速度，从而维持理想的供采平衡。

目前我国油田在采油测试中，动液面的高度主要是通过声波回波法进行测量。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

采用声波回波法测量动液面的高度受井口情况制约存在较大误差，并且不能实现实时测量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种采油监控系统，可实时获取油井内的动液面的高度。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明实施例提供了一种采油监控系统，包括数据处理器、压力变送器、连接管和采油组件，其中，

所述数据处理器与所述压力变送器电连接，所述压力变送器与所述连接管的第一端连接；

所述采油组件包括井下传压装置，所述井下传压装置的容纳腔与所述连接管的第二端连通，所述容纳腔内和所述连接管内容纳有检测气体；

所述压力变送器用于检测所述连接管的第一端的端口处的压力，并发送至所述数据处理器；

所述数据处理器用于根据所述压力变送器发送的压力计算得到油井内的动液面的高度。

可选择地，所述采油组件还包括油管、潜油螺杆泵、联轴器和潜油电机；

所述油管的下端与所述井下传压装置的上端连接，所述井下传压装置的下端与所述潜油螺杆泵的上端连接，所述潜油螺杆泵的下端与所述联轴器的上端连接，所述联轴器的下端与所述潜油电机的上端连接。

可选择地，所述采油组件还包括油管、潜油螺杆泵、联轴器和潜油电机；

所述油管的下端与所述潜油螺杆泵的上端连接，所述潜油螺杆泵的下端与所述联轴器的上端连接，所述联轴器的下端与所述潜油电机的上端连接，所述潜油电机的下端与所述井下传压装置的上端连接。

可选择地，所述系统还包括控制柜，所述控制柜分别与所述数据处理器和所述潜油螺杆泵连接，所述控制柜用于根据所述数据处理器得到的动液面控制所述潜油螺杆泵的转速。

可选择地，所述采油组件还包括单向阀；

当所述井下传压装置与所述潜油螺杆泵连接时，所述单向阀连接在所述油管与所述井下传压装置之间；

当所述井下传压装置与所述潜油电机连接时，所述单向阀连接在所述油管与所述潜油螺杆泵之间。

可选择地，所述采油组件还包括扶正器；

所述扶正器连接在所述潜油螺杆泵与所述联轴器之间。

可选择地，所述采油组件还包括止推轴承和套设在所述止推轴承外部的轴承保护器；

所述止推轴承连接在所述联轴器和所述潜油电机之间。

可选择地，述采油组件还包括电机保护器；

所述电机保护器连接在所述联轴器与所述潜油电机之间。

可选择地，所述采油组件还包括锚定工具；

当所述井下传压装置与所述潜油螺杆泵连接时，所述锚定工具与所述潜油电机的下端连接；

当所述井下传压装置与所述潜油电机连接时，所述锚定工具与所述井下传压装置的下端连接。

可选择地，所述连接管为毛细钢管。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

发明实施例提供的采油监控系统，通过设置压力变送器与连接管的第一端连接，则可通过压力变送器检测得到连接管的第一端处的压力；通过设置采油组件包括井下传压装置，井下传压装置的容纳腔与连接管的第二端连通，井下传压装置的容纳腔内和连接管内容纳有检测气体，则当井下传压装置位于液面之下时，井下传压装置内的检测气体的压力等于井下传压装置上方的原油的液柱产生的压力和原油上方的套管的压力；数据处理器可根据压力变送器发送的压力计算得到井下传压装置的压力，并根据井下传压装置的压力计算得到油井内的动液面的高度。可知，本发明实施例提供的采油监控系统可实时监控油井内的动液面的高度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种采油监控系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种采油监控系统的示意图。

图中的附图标记分别为：

1、数据处理器；

2、压力变送器；

3、连接管；

4、采油组件；

401、井下传压装置；

402、油管；

403、潜油螺杆泵；

404、联轴器；

405、潜油电机；

406、单向阀；

407、扶正器；

408、轴承保护器；

409、电机保护器；

410、锚定工具；

5、控制柜；

6、接线盒；

7、电源；

x、井口。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种采油监控系统，如图1或图2所示，该采油监控系统包括数据处理器1、压力变送器2、连接管3和采油组件4。其中，数据处理器1与压力变送器2电连接，压力变送器2与连接管3的第一端连接；采油组件4包括井下传压装置401，井下传压装置401的容纳腔与连接管3的第二端连通，井下传压装置401的容纳腔内和连接管3内容纳有检测气体；压力变送器2用于检测连接管3的第一端的端口处的压力，并发送至数据处理器1；数据处理器1用于根据压力变送器2发送的压力计算得到油井内的动液面的高度。

下面对本发明实施例提供的采油监控系统的工作原理进行描述：

在使用时，将采油组件4下入到井内，并使井下传压装置401浸入到井内原油的液面以下。采用增压泵将检测气体充入到连接管3内，进而连接管3的检测气体进入到井下传压装置401内。

当井内原油的液面高度上升时，井下传压装置401的压力增大，容纳腔内容纳的检测气体部分进入到连接管3内。

当井内原油的液面高度下降时，井下传压装置401的压力减小，连接管3内容纳的检测气体部分进入到井下传压装置401的容纳腔内。

压力变送器2实时检测连接管3的第一端的压力，并发送至数据处理器1。数据处理器1根据压力变送器2发送的数据可计算得到油井内的动液面的高度。

其中，采油组件4在下入到井下后，连接管3的长度及管径确定，根据连接管3的长度及管径可得到连接管3内的检测气体的压力。井下传压装置401的压力也等于压力变送器2检测到的压力及连接管3内的检测气体的压力之和。同时，井下传压装置401的压力也等于井下传压装置401之上的原油产生的液柱压力及井口到液面之间的套管压力之和，而井口到井下传压装置401之间的距离为定值，则套管压力及井下传压装置401之上的原油产生的液柱压力分别和油井的动液面的高度有关。因此，数据处理器1根据井下传压装置401内的压力及连接管3内的检测气体的压力之和可计算得到井下传压装置401的压力，进而根据井下传压装置401的压力以及井口到井下传压装置401之间的距离，计算得到油井的动液面的高度。

井下传压装置401上可设置有引压孔和泄压孔。连接管3通过引压孔与井下传压装置401的容纳腔连通，连接管3内的检测气体可通过引压孔进入到井下传压装置401的容纳腔内，井下传压装置401的容纳腔内的检测气体也可通过引压孔进入到连接管3内。当井下传压装置401的容纳腔内的检测气体体积超过容纳腔的容积时，可通过泄压孔将部分检测气体排出。

本发明实施例提供的采油监控系统，通过设置压力变送器2与连接管3的第一端连接，则可通过压力变送器2检测得到连接管3的第一端处的压力；通过设置采油组件4包括井下传压装置401，井下传压装置401的容纳腔与连接管3的第二端连通，井下传压装置401的容纳腔内和连接管3内容纳有检测气体，则当井下传压装置401位于液面之下时，井下传压装置401内的检测气体的压力等于井下传压装置401上方的原油的液柱产生的压力和原油上方的套管的压力之和。数据处理器1可根据压力变送器2发送的压力计算得到井下传压装置401的压力，并根据井下传压装置401的压力计算得到油井内的动液面的高度。因此，本发明实施例提供的采油监控系统可实时监控油井内的动液面的高度。

本发明实施例中采用的检测气体可以是氮气，或者也可以采用惰性气体。

在本发明实施例中，采油组件4还可包括油管402、潜油螺杆泵403、联轴器404和潜油电机405。其中，井下传压装置401、油管402、潜油螺杆泵403、联轴器404和潜油电机405可通过以下两种方式进行连接。

作为一种连接方式，油管402的下端与井下传压装置401的上端连接，井下传压装置401的下端与潜油螺杆泵403的上端连接，潜油螺杆泵403的下端与联轴器404的上端连接，联轴器404的下端与潜油电机405的上端连接。

作为另一种连接方式，油管402的下端与潜油螺杆泵403的上端连接，潜油螺杆泵403的下端与联轴器404的上端连接，联轴器404的下端与潜油电机405的上端连接，潜油电机405的下端与井下传压装置401的上端连接。

其中，油管402的上端与井口连接。具体地，油管402的上端可与井口的采油树连接。

理论上，井下传压装置401可连接在采油组件4的任意位置。但是考虑到连接过程中的安装可行性，一般采用上述两种连接方式，以便于井下传压装置401的安装。

在进行采油时，潜油电机405启动，通过联轴器404带动潜油螺杆泵403转动。在潜油螺杆泵403的转动下，井内的原油进入到油管402内，并从油管402的管口排出油井。

在本发明实施例中，如图1或图2所示，采油控制系统还可包括控制柜5。控制柜5分别与数据处理器1和潜油螺杆泵403连接，控制柜5用于根据数据处理器1得到的动液面控制潜油螺杆泵403的转速。

数据处理器1将计算得到的动液面的高度发送至控制柜5。控制柜5根据动液面的高度以及理想动液面高度来控制潜油螺杆泵403的转速。具体地，当控制柜5判断出动液面的高度大于理想动液面高度时，说明油井的供油量大于采油量，则控制柜5增大潜油螺杆泵403的转速，来增大采油速度，以实现供采平衡。当控制柜5判断出动液面的高度小于理想动液面高度时，说明油井的供油量小于采油量，则控制柜5减小潜油螺杆泵403的转速，来减小采油速度，以实现供采平衡。

另外，控制柜5还可根据动液面的高度来控制潜油螺杆泵403的启停。具体地，当动液面的高度小于第一预设高度阈值时，则控制柜5控制潜油螺杆泵403停止运行；当动液面的高度大于第二预设高度阈值时，则控制柜5控制潜油螺杆泵403启动。

在本发明实施例中，如图1或2所示，采油组件4还可包括单向阀406。当井下传压装置401与潜油螺杆泵403连接时，单向阀406连接在油管402与井下传压装置401之间。当井下传压装置401与潜油电机405连接时，单向阀406连接在油管402与潜油螺杆泵403之间。

单向阀406可防止原油发生倒流，避免出现原油倒流对采油作业的影响。同时，单向阀406也可减小潜油电机405的启动扭矩，保护潜油螺杆泵403。

在本发明实施例中，如图1或图2所示，采油组件4还可包括扶正器407。扶正器407连接在潜油螺杆泵403与联轴器404之间。

具体地，扶正器407的上端与潜油螺杆泵403连接，下端与联轴器404连接。

在将采油组件4下入到油井内后，扶正器407与套管内壁相抵，起到扶正的作用，避免采油组件4的其他部件与套管内壁之间的摩擦，延长采油组件4的使用寿命。

在本发明实施例中，如图1或图2所示，采油组件4还可包括止推轴承(图中未用附图标记示出，位于轴承保护器408内)和套设在止推轴承外部的轴承保护器408。止推轴承连接在联轴器404和潜油电机405之间。

其中，止推轴承用于承受潜油电机405运行时产生的轴向载荷，进而减小潜油螺杆泵403受到的轴向力，保护潜油螺杆泵403。轴承保护器408用于向止推轴承补充润滑油，减小止推轴承在运转过程中受到的摩擦力，延长止推轴承的使用寿命。

在本发明实施例中，如图1和图2所示，采油组件4还可包括电机保护器409。电机保护器409连接在联轴器404与潜油电机405之间。

电机保护器409用于向潜油电机405补充润滑油，减小电机保护器409在运行过程中受到的摩擦力，延长潜油电机405的使用寿命。

在本发明实施例中，如图1或图2所示，采油组件4还可包括锚定工具410。当井下传压装置401与潜油螺杆泵403连接时，锚定工具410与潜油电机405的下端连接。当井下传压装置401与潜油电机405连接时，锚定工具410与井下传压装置401的下端连接。

锚定工具410可在采油组件4下入到井内后，将采油组件4锚定在套管上，改善管柱受力状态，降低管柱疲劳损坏，控制管柱的伸缩，减少漏失，延长采油组件4的使用寿命。

在本发明实施例中，如图1或图2所示，采油监控系统还可包括电源7。电源7为控制柜5、数据处理器1和压力变送器2供电。

其中，电源7通过电缆与控制柜5和数据处理器1连接，控制柜5通过电缆与潜油螺杆泵403连接。

连接管3可以为毛细钢管。可将毛细钢管与电缆的铠皮包裹在一起，从而避免毛细钢管在下入到井内的过程中受到的磨损，减小因毛细钢管磨损造成的故障。采油监控系统中的电缆分别与井下传压装置401和潜油电机405连接，毛细钢管只与井下传压装置401连通，则图1中的电缆的长度大于毛细钢管的长度，图2中的电缆的长度与毛细钢管的长度相当。

其中，如图1或2所示，控制柜5与毛细钢管之间的电缆可通过接线盒6连接。

本发明实施例中，如图1或图2所示，数据处理器1、压力变送器2、控制柜5、电源7可设置在地面上，避免受到井下恶劣环境的影响，延长其工作寿命，并且方便进行校验和维修。

在本发明实施例中，图1所示的采油监控系统中，单向阀406和井下传压装置401、井下传压装置401和潜油螺杆泵403、潜油螺杆泵403和扶正器407、扶正器407和联轴器404、联轴器404和轴承保护器408、轴承保护器408和电机保护器409、电机保护器409和潜油电机405、潜油电机405和锚定工具410之间分别可通过油管短节(未标号)连接。图2所示的采油监控系统中，单向阀406和潜油螺杆泵403、潜油螺杆泵403和扶正器407、扶正器407和联轴器404、联轴器404和轴承保护器408、轴承保护器408和电机保护器409、电机保护器409和潜油电机405、潜油电机405和井下传压装置401、井下传压装置401和锚定工具410之间可分别通过油管短节(未标号)连接。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。