一种双声源井下液面连续测试仪的制作方法

1.本实用新型涉及一种测试仪，尤其涉及一种双声源井下液面连续测试仪。


背景技术：

2.在油气井的开采过程中，井底的动液面深度是一项重要的基础数据，掌握了动液面深度变化规律，可以了解地层的供液能力和储层压力，通过对动液面数据的分析，可以为油气井抽油泵设置合理的沉没度，制订合理的工作制度，实现产量和综合效率的最大化。当前油气井动液面的测试方法为声学反射法，高压气体释放到低压气体中时，气体会瞬间膨胀产生声波，该声波沿油井套管空间向下传播，当遇到油管节箍、音标、动液面等障碍时，就会形成反射声波向上传输，传输到井口时，被声波信号接收器所接收。记录声波的传输时间和传播速度，便可算出动液面的深度。
3.油气井在排采过程中，都会经历从无压到有压变化的两个阶段，特别是当油气井维修作业后，原本有套压的井又会再次回到无压状态。当井无套压时，通常会利用氮气瓶或空压机来产生高压气体，释放到井内来产生声波。当井内有套压时，利用井内气体和外界的压力差，将井内压力向外释放，产生声波信号完成测试。这就导致随着井况的变化产生两种不同方式的测试仪器，测试人员随着井况的变化存在多次更换测试设备的可能，造成测量不便。
4.针对上述问题，人们需要一种双声源井下液面连续测试仪，来同时适应不同井况满足现场应用需求。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种双声源井下液面连续测试仪，无需更换不同仪器即可连续测试井下动液面深度。
6.本实用新型的目的是这样实现的：
7.一种双声源井下液面连续测试仪，包括与被测井连接的井口连接器，所述井口连接器包括采用标准油壬连接方式的油壬前端螺纹接头、油壬后端腔体、后端腔体排气阀和第一腔室的前端，所述油壬前端螺纹接头与所述油壬后端腔体采用油壬连接螺母进行连接，所述后端腔体一侧设置有所述后端腔体排气阀，所述第一腔室的前端与所述油壬后端腔体采用螺接方式进行连接；机械防爆箱体，所述机械防爆箱体内部包括所述第一腔室的后端，所述第一腔室内分别设置有声波信号接收器、压力变送器、内声源通道一、外声源通道二，所述机械防爆箱体内分别设置有控制器、加热模组、温控开关、供电电源和远程dtu；所述控制器与所述声波信号接收器、所述压力变送器、所述远程dtu之间均通过电路连接，所述加热模组与所述温控开关之间通过电路连接。
8.进一步地，所述油壬后端腔体内的所述第一腔室前端上设置有油气过滤器。
9.进一步地，所述内声源通道一包括自动截止阀、三通一、吸气阀、高压吸气管、内声源电磁阀、内声源储气室、高压尼龙管和气体增压机，所述自动截止阀一端连接到所述第一
腔室后端上，另一端与所述三通一的端口一连接，所述三通一的端口二与所述吸气阀连接，所述吸气阀通过高压吸气管连接到所述气体增压机的进气端，所述三通一的端口三与所述内声源电磁阀连接，所述内声源电磁阀的另一端与内声源储气室连接，所述内声源储气室的进气口通过高压尼龙管与气体增压机的输出口连接。
10.进一步地，所述外声源通道二包括外声源电磁阀、外声源缓冲气室、三通二、压力开关、防泄漏安全阀、高压软管和外部消声器，所述外声源电磁阀一端连接到第一腔室后端上，另一端与所述外声源缓冲气室的进气口连接，所述外声源缓冲气室的出气口与所述三通二端口一连接，所述三通二的端口二连接有所述压力开关，所述三通二的端口三与所述防泄漏安全阀连接，所述防泄漏安全阀的另一端通过高压软管与机械防爆箱外部的消声器连接。
11.本实用新型的优势：
12.1.依据压力变送器，对被测井自动进行套管压力检测，判断被测井况是无压还是有压，进而选择声源发生方式，完成自动测试。解决了现有测试设备无法适应不同井况的问题。
13.2.通过设置在内声源通道一上的自动截止阀和吸气阀，使得气体增压机从被测井内吸取气体，并利用被测井内气体而非将外界空气输送到被测井内产生声源进行测试，避免了发生爆炸的危险。
14.3.通过设置在外声源通道二上的防泄漏安全阀，可在外声源电磁阀发生故障泄漏时，关断外声源通道二，解决了因外声源电磁阀故障导致井内气体外放的危险，消除了安全除患。
15.4.通过设置在机械防爆箱内部的加热模组和温控开关，当低温发生时，可自动启动加热功能，避免了各路阀体因低温水汽凝结导致故障发生，保证了各路阀体低温条件下的可靠运行；在高温时，又会自动停止加热，避免无效加热造成的能源浪费。整个过程自动完成，无需人工干涉。
附图说明
16.图1为一种双声源井下液面连续测试仪结构示意图。
17.图2为井口连接器结构示意图。
18.图中：1、井口连接器；2、声波信号接收器；3、第一腔室；4、压力变送器；5、气体增压机；6、加热模组一；7、外声源电磁阀；8、高压吸气管；9、外声源缓冲气室；10、加热模组二；11、控制器；12、自动截止阀；13、压力开关；14、三通一；15、三通二；16、吸气阀；17、高压尼龙管；18、内声源电磁阀；19、防泄漏安全阀；20、加热模组三；21、远程dtu；22、温控开关；23、高压软管；24、内声源储气室；25、天线延长线；26、供电电源；27、指示灯；28、机械防爆箱；29、天线；30、外部消声器；31、有线通讯线；32、供电线缆；
19.101、油壬前端螺纹接头；102、油壬连接螺母；103、油气过滤器；104、油壬后端腔体；105、后端腔体排气阀。
具体实施方式
20.为了使技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施
例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
21.本技术实施例提供一种双声源井下液面连续测试仪。
22.实施例1，如图1
‑
2所示。
23.一种双声源井下液面连续测试仪，包括与被测井连接的井口连接器1，所述井口连接器1包括采用标准油壬连接方式的油壬前端螺纹接头101、油壬后端腔体104、后端腔体排气阀105和第一腔室3的前端，所述油壬前端螺纹接头101与所述油壬后端腔体104采用油壬连接螺母102进行连接，所述油壬后端腔体104一侧设置有所述后端腔体排气阀105，所述第一腔室3的前端与所述油壬后端腔体104采用螺接方式进行连接。
24.所述油壬后端腔体104内的所述第一腔室3前端上设置有油气过滤器103。对流经第一腔室3内的气体进行过滤，避免了套管内小颗粒油污和杂质进入到声源电磁阀内，导致声源电磁阀故障发生。
25.机械防爆箱体28，所述机械防爆箱体28内部包括所述第一腔室3的后端，所述第一腔室3内分别设置有声波信号接收器2、压力变送器4、内声源通道一、外声源通道二，所述机械防爆箱体28内分别设置有控制器11、加热模组、温控开关22、供电电源26和远程dtu21；
26.所述控制器11与所述声波信号接收器2、所述压力变送器4、所述远程dtu21之间均通过电路连接，所述加热模组与所述温控开关21之间通过电路连接。
27.所述声波信号接收器2用于接收两种声源方式下产生和经油管内节箍、音标、动液面反射回来的声波信号，并将声波信号转为电信号通过线缆传输到所述控制器11的信号输入口。所述声波信号接收器优选型号：sr
‑ⅳ
。
28.所述压力变送器4用于测试被测井中的套管压力大小，并将压力信号转为电信号输出到所述控制器11的输入端口上。所述压力变送器优选型号：ry
‑
p1000。
29.所述内声源通道一包括自动截止阀12、三通一14、吸气阀16、高压吸气管8、内声源电磁阀18、内声源储气室24、高压尼龙管17和气体增压机5，所述自动截止阀18一端连接到所述第一腔室3后端上，另一端与所述三通一14的端口一连接。所述自动截止阀优选型号：sv12
‑
04。所述三通一14的端口二与所述吸气阀16连接，所述吸气阀16通过高压吸气管8连接到所述气体增压机5的进气端，所述吸气阀优选型号：asv
‑
0212。所述三通一14的端口三与所述内声源电磁阀18连接，所述内声源电磁阀18的另一端与内声源储气室24连接，所述内声源储气室24的进气口通过高压尼龙管17与气体增压机5的输出口连接。所述内声源电磁阀优选型号：pu02
‑
04
‑
dc12
‑
e。
30.气体增压机5经过所述自动截止阀12、所述三通一14和所述吸气阀16从所述第一腔室3内吸取气体，经所述气体增压机5增压后储存到所述内声源储气室24内。所述气体增压机优选型号：ap12
‑
180w。测试时，所述内声源储气室24内的高压气体经过所述内声源电磁阀18、所述三通一14和所述自动截止阀12释放到所述第一腔室3内。所述气体增压机5从所述第一腔室3中吸取气体，经增压后储存到所述内声源储气室24中，测试时再释放到井口套管内，避免了另配高压气源，也不会将外界空气输送到套管内，解决了无法长期连续测试和存在安全隐患的问题。
31.所述外声源通道二包括外声源电磁阀7、外声源缓冲气室9、三通二15、压力开关13、防泄漏安全阀19、高压软管23和外部消声器30，所述外声源电磁阀7一端连接到第一腔室3后端上，另一端与所述外声源缓冲气室9的进气口连接。所述外声源电磁阀优选型号：pu02
‑
04
‑
dc12
‑
e。所述外声源缓冲气室9的出气口与所述三通二15端口一连接，所述三通二15的端口二连接有所述压力开关13，所述压力开关优选型号：ps
‑
1000g。所述三通二15的端口三与所述防泄漏安全阀19连接，所述防泄漏安全阀19的另一端通过高压软管23与机械防爆箱28的外部消声器30连接。所述防泄漏安全阀优选型号：lpvs
‑
0412。
32.所述外声源缓冲气室9对所述外声源电磁阀7释放的气体进行缓冲，并通过所述高压软管23和所述外部消声器30进行消声，保证安全的同时又做到了环保，减小了测试噪声污染。
33.所述防泄漏安全阀19平时处于关闭状态，依据设置在所述外声源通道二上的所述压力开关13检测外声源电磁阀7有无故障；只有所述外声源电磁阀7无故障时，才在测试过程中打开；所述外声源电磁阀7有故障发生泄漏时，所述防泄漏安全阀19一直处于关闭状态，并通过所述控制器11向外界报警。
34.所述控制器11用于接收声波和压力信号；对所述自动截止阀12、所述吸气阀16、所述内声源电磁阀18、所述外声源电磁阀7、所述防泄漏安全阀19和所述气体增压机5提供开关控制；所述控制器11连接有外部指示灯27对整机运行和报警状态进行指示；对所述压力开关13进行信号检测用于判断外声源通道是否存在泄漏现象；所述控制器11与所述远程dtu21连接，可将数据以无线方式进行传输并实现远程控制，并留有有线通讯端口可直接用于本地通讯。所述控制器优选型号：ccu
‑
32
‑
d
‑
021。
35.所述加热模组与所述温控开关22直接连接，所述温控开关优选型号：sk
‑
005。低温条件下，所述温控开关22闭合，所述加热模组对各路阀体进行加热；温度升高后，所述温控开关22断开，加热停止，保证了测试仪全天候运行。所述加热膜组分为三个，分别为加热模组一6、加热模组二10、加热模组三20，设置于不同位置。所述加热模组一优选型号：ph01
‑
12。所述加热模组二优选型号：ph02
‑
12。所述加热模组三优选型号：ph03
‑
12。
36.所述供电电源26：输出电压为dc12v，电流为29a，功率为350w。
37.所述远程dtu21，通过通讯线与控制器11连接，并与机械防爆箱28外部的所述天线29通过天线延长线25相连，用于数据传输和远程控制。
38.整套结构除所述井口连接器外，全部置于所述机械防爆箱28内，通过所述机械防爆箱28对内部的零部件进行保护。
39.本实用新型在使用时：
40.1.工作模式判断
41.如果是定时模式，则依据设置好的时间间隔和测试次数自动进行测试；测试完成后将测试结果通过远程dtu进行传输或通过有线通讯端口直接传送给本地设备。
42.如果是命令控制模式，则受远程dtu或有线通讯端口控制启动测试，测试完成后再远程或本地进行数据读取操作。
43.两种工作模式可随意进行切换。
44.2.声源方式选择
45.设置在第一腔室的后端上的压力变送器，对被测井套管压力进行检测。若被测井
套压较小，则启动内声源通道一进行测试；或被测井套压较大，满足外声源通道二工作方式，则启动外声源通道二进行测试。
46.内声源通道一的工作流程：自动截止阀打开，吸气阀打开，内声源电磁阀关闭；增压机工作，从第一腔室内部吸取被测井套管内气体，经增压后储存到内声源储气室内。测试时，吸气阀关闭，自动截止阀打开，内声源电磁阀将内声源储气室中的气体瞬间释放到第一腔室内，产生声波信号向下传播；测试完成后，自动截止阀、吸气阀、内声源电磁阀处于关闭状态。
47.外声源通道二的工作流程：先检测外声源通道上的压力开关是否有信号，如果压力开关无信号，外声源电磁阀工作正常无故障；打开防泄漏安全阀，瞬间开启外声源电磁阀后闭合，将被测井内套管中的高压气体释放到外声源缓冲气室中进行缓冲，再经由防泄漏安全阀、高压软管和外部消声器释放到外界中；如果压力开关有信号，则外声源电磁阀有故障，有气体泄漏发生，被测井中套管内的气体直接进入到外声源通道二中，此时测试中断，防泄漏安全阀处于关闭状态，并通过控制器向外界报警，故障排除后方可进行测试。
48.两声源通道独立工作、互不干涉。
49.3.动液面深度计算
50.声波信号产生后，经由被测井套管空间向下传播，经节箍、音标、动液面反射后被声波信号接收器所接收，转为电信号后传送给控制器进行放大、滤波和ad转换，由控制器内部特定算法计算出动液面深度，同时由根据时钟电路记录下测试时间，最后将数据储存到flash内。
51.4.测试结束
52.测试结束后，受控制器控制的两通道的所有阀体均处于关闭状态。储存在flash内部的数据可被远程远程dtu或通过有线方式进行传输。
53.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
54.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由权利要求指出。应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。