專利名稱：一種油井出液計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油井鉆采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及 一 種油井出液產(chǎn)量的計(jì)量裝置。
背景技術(shù)：
油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的 一項(xiàng)重要工作，對油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn) 確、及時(shí)的計(jì)量，對掌握油藏狀況，制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，油田越來越需要功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的油井計(jì)量設(shè)備以 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和油田的管理水平。我國東部的許多油田處于開采的中晚
期，曰產(chǎn)10噸以上的高產(chǎn)井已經(jīng)非常少見，更多的是高含水率的產(chǎn)油井，部 分油井的含水率更是高達(dá)95%以上。為更好評估油井的開采價(jià)值，安排高效能 的開采作業(yè)，對油井的產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確的測量是非常關(guān)鍵的。
目前，抽油井的采集量檢測采用的技術(shù)很多，但大多并不能達(dá)到一個(gè)理 想的精度。從最原始采用量杯計(jì)量的方法或是采用流量計(jì)計(jì)量法，到現(xiàn)在較 流行的功圖法油井計(jì)量技術(shù)，都受限于抽油井現(xiàn)場復(fù)雜的外境環(huán)境，所需的 設(shè)備儀表多、投資大、管理操作難度大、維修費(fèi)用高，特別是對含水量較高 的抽油井所帶來的測量誤差更是在一個(gè)較高的范圍。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種油井出 液計(jì)量裝置，其組成簡單，聲波計(jì)量不受出液含水量變化的影響，測量精度
高。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種油井出液計(jì)量裝置，用于測量油井出液中原油含量，其包括聲波計(jì)
量儀、液位計(jì)、溫度傳感器以及用于對計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的分析計(jì)量模塊
該聲波計(jì)量儀包括一容器，該容器兩端設(shè)置有聲發(fā)射傳感器和聲接收傳 感器，該容器與油井出液管道連接，該聲發(fā)射傳感器及聲接收傳感器與該分
析計(jì)量模塊連接；
該分析計(jì)量模塊包括微處理器；
該液位計(jì)一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接； 該溫度傳感器一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接。 其中，該分析計(jì)量模塊還包括用于信息傳輸?shù)耐ㄓ嵞K。 其中，該分析計(jì)量模塊還包括存儲(chǔ)器。 其中，該微處理器為高速微處理器。
其中，該聲波計(jì)量儀的聲波頻率為l ~ 10MHz，使用溫度為-2Q 100。C。 由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型的油井出液計(jì) 量裝置，聲波計(jì)量不產(chǎn)生放射性污染，不受出液含水量變化的影響，計(jì)量精 度高，而且其組成簡單，可連續(xù)自動(dòng)計(jì)量，直接換算出原油含量值，用戶操 作簡便。


圖l為本實(shí)用新型油井出液計(jì)量裝置較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本實(shí)用新型油井出液計(jì)量裝置較佳實(shí)施例的工作流程框圖。
具體實(shí)施方式
如圖l所示， 一種油井出液計(jì)量裝置，用于測量油井出液中原油含量，
其包括聲波計(jì)量儀、液位計(jì)、溫度傳感器以及用于對計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析
計(jì)量模塊該聲波計(jì)量儀包括一個(gè)容器，該容器裝在抽油井與輸送管道之
間，該容器兩端設(shè)置有聲發(fā)射傳感器和聲接收傳感器，該聲發(fā)射傳感器及聲 接收傳感器與該分析計(jì)量模塊連接，該分析計(jì)量模塊獲得傳感器的計(jì)量數(shù)
據(jù)；該液位計(jì)一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接，該分析計(jì) 量模塊獲得液位計(jì)的計(jì)量數(shù)據(jù)；該溫度傳感器一端與該容器連接，另一端與 該分析計(jì)量模塊連接，該分析計(jì)量模塊獲得溫度傳感器的計(jì)量數(shù)據(jù)；該分析 計(jì)量模塊包括微處理器。聲發(fā)射傳感器及聲接收傳感器用來發(fā)射及接收材料 或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的聲信號，其為公知技術(shù)，在此不作贅述。液位計(jì)是對容器中液 體高度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)檢測的傳感器，在此不作贅述。聲波計(jì)量儀的容 器進(jìn)、出口設(shè)置有電動(dòng)閥門，分析計(jì)量模塊控制電動(dòng)閥門開閉。電動(dòng)閥門開 啟，排出容器內(nèi)液體，電動(dòng)閥門關(guān)閉，準(zhǔn)備下次進(jìn)液，實(shí)現(xiàn)連續(xù)計(jì)量。電動(dòng) 閥門為市售產(chǎn)品，不作贅述。
又如圖l所示，分析計(jì)量模塊連接有用于信息傳輸?shù)耐ㄓ嵞K，分析計(jì) 量模塊與主機(jī)之間可以采用GPRS/CDMA通訊方式，通訊距離無限制，能及時(shí)將 采集到的信息上傳到主機(jī)。對應(yīng)多個(gè)抽油井可以設(shè)置安裝多個(gè)油井出液計(jì)量 裝置，每個(gè)通訊模塊的通訊量都很少，通訊費(fèi)用也相應(yīng)較低。采用此種通訊 方式還可以將裝置的大部分都埋在地下，外部只留一小段的通訊天線即可， 也在;f艮大程度上保證了裝置的安全性。
分析計(jì)量模塊包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器可以是FLASH (閃存)，存儲(chǔ)深度為 采用大容量FLASH。 一旦信息發(fā)送到主機(jī)失敗，信息則被保存到存儲(chǔ)器中。
主機(jī)可連接輸出裝置，如打印機(jī)，主機(jī)軟件將根據(jù)分析計(jì)量模塊的上傳 數(shù)據(jù)繪制油井的出液量曲線圖，并打印輸出，為評估油井的開采價(jià)值提供最 為準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。
本實(shí)用新型的油井出液計(jì)量裝置，利用抽油井自身的電源提供電力，同
時(shí)還可以配備充電電池(4交佳的為4里電池)，以及與充電電池連4妻的電源管 理模塊提供電力，電源管理模塊包括電池充電管理、電池電量檢測控制等， 在此不作贅述。在抽油井的電源受到外界破壞時(shí)，充電電池提供裝置正常工 作所需要的電源，及時(shí)向主機(jī)發(fā)送設(shè)備故障報(bào)警信息。
如圖2所示，本實(shí)用新型的油井出液計(jì)量裝置的工作流程 首先，將本實(shí)用新型的油井出液計(jì)量裝置與氣液兩相分離器連接(為市 售產(chǎn)品，不作贅述)，抽油井抽出的液體先通過氣液兩相分離器，分離出來 的液體存放在聲波計(jì)量儀的容器內(nèi)，容器內(nèi)液體充滿后即可進(jìn)行聲速的測量。
接著，容器一端的聲發(fā)射傳感器發(fā)出聲波，在容器的另一端的聲接收傳 感器接收聲波；液位計(jì)讀取容器內(nèi)液體液位。
然后，分析計(jì)量模塊的微處理器對上述計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。根據(jù)聲 波發(fā)出和接收到的時(shí)間差，確定聲波在容器中傳播的時(shí)間。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論 V-L/T(其中V:聲速，L:聲波傳播的距離，T:聲波傳播的時(shí)間)，聲波傳 播的距離為已知的液位計(jì)所計(jì)量的液位，以及已知聲波在容器中傳播的時(shí) 間，可計(jì)算出油井出液的聲速(V測)。由于，聲速與介質(zhì)的密度和彈性性質(zhì) 有關(guān)，其隨介質(zhì)的溫度、壓強(qiáng)等狀態(tài)參量而改變。所以，溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測 容器內(nèi)的溫度，分析計(jì)量模塊查找預(yù)存的同等溫度下的標(biāo)準(zhǔn)原油中的聲速值 (V*),通過對上述計(jì)算出的聲速值(Vsl)與查找所得的標(biāo)準(zhǔn)聲速值(V油) 進(jìn)行比值計(jì)算，根據(jù)容器內(nèi)油井出液的含水率計(jì)算公式R= (V測-V油)/ (V水-V油)，V水是同等溫度下的水中的聲速，R是計(jì)算所得的油井出液含水率，根據(jù) 容器內(nèi)液體的體積，進(jìn)而得到其中原油含量值。通過比值的方法不僅直接克 服了抽油井出液伴熱所引起的溫度升高而造成聲速變化對測量精度的影響， 還可以有效去除出液中其他雜質(zhì)對原油含量值測量的影響。(標(biāo)準(zhǔn)原油中的 聲速是根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論V-L/T，將標(biāo)準(zhǔn)原油放入一個(gè)已知長度的容器內(nèi)，容器
一端的聲發(fā)射傳感器發(fā)出聲波，在容器的另 一端的聲接收傳感器接收聲波，
同時(shí)加熱裝置對容器進(jìn)行加溫所預(yù)先測量，測量結(jié)果如原油在20。C時(shí)聲速 為1470米/秒，40。C時(shí)聲速為1400米/秒，6(TC時(shí)聲速為1350米/秒，80。C時(shí)聲 速為1290米/秒，等等。根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)可得出聲波在標(biāo)準(zhǔn)原油中的傳播速 度與溫度變化的經(jīng)驗(yàn)公式為V=l. 54-0. 0031t， V為聲速(km/s) ， t為溫度 (。C),可根據(jù)溫度值換算聲速值。水中的聲速為公知數(shù)據(jù)，參見聲速表或 計(jì)量手冊，或者同上述測量標(biāo)準(zhǔn)原油中聲速一樣，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論V-L/T預(yù)先 測量。把標(biāo)準(zhǔn)原油中的聲速及水中的聲速預(yù)存在分析計(jì)量模塊內(nèi)，用以計(jì)算 油井出液含水率，進(jìn)而得到油井出液原油含量)。
最后，待分析計(jì)量模塊預(yù)設(shè)的發(fā)送時(shí)間間隔到達(dá)后，啟動(dòng)通訊模塊將換 算所得的原油含量值發(fā)送到主機(jī)進(jìn)行分析保存，如果發(fā)送時(shí)間間隔未到，原 油含量值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)。
本實(shí)用新型的油井出液計(jì)量裝置預(yù)設(shè)有發(fā)送信息的計(jì)量時(shí)間間隔，實(shí)現(xiàn) 連續(xù)自動(dòng)計(jì)量，計(jì)量間隔可為小于抽油機(jī)一次沖程時(shí)間。 一旦原油含量值發(fā) 送到主機(jī)失敗，則原油含量值被保存到存儲(chǔ)器中，主機(jī)到預(yù)置時(shí)間沒有收到 原油含量值則進(jìn)行提示，用戶可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場故障并予以排除。待通訊恢 復(fù)后原油含量值被發(fā)送到主機(jī)。通過液位計(jì)監(jiān)測儀器容器內(nèi)的液體量，若容 器內(nèi)的液體長時(shí)間無法充滿則說明抽油井出現(xiàn)了異常停機(jī)，分析計(jì)量模塊發(fā) 送故障信息到主機(jī)進(jìn)行報(bào)警提示。
為了得到更佳的計(jì)量效果，聲接收傳感器需要將頻響范圍盡量調(diào)整到與 聲發(fā)射傳感器發(fā)出的聲波頻率一致并使其頻響范圍盡可能窄，以盡量減少外 界聲波信號對計(jì)量精度的影響，所以聲波計(jì)量儀選擇高精度的晶振，以保證 計(jì)量的精度(一般誤差可以控制在5個(gè)卯m以下，即百萬分之五以下)。聲波 計(jì)量儀的聲波頻率為l ~ lOMHz,如lMHz、 5MHz、 lOMHz;使用溫度為-20~ 100°C,如-20。C、 0°C、 20。C、 40°C、 60°C、 80。C、 100°C。微處理器要進(jìn)行計(jì)時(shí) 以計(jì)算聲波發(fā)出和接收到的時(shí)間差，需要將指令執(zhí)行所需要的時(shí)間盡量減小 以保證誤差是在一個(gè)可允許范圍內(nèi)，所以選擇高速的微處理器，如A謹(jǐn)系列的
PUC3030A或者M(jìn)SP430系統(tǒng)的微處理器等，且工作頻率在40 ~ 200MHz，較佳為 lOOMHz。
本實(shí)用新型的油井出液計(jì)量裝置結(jié)合抽油井的工況，特別是抽油井高含 水率等特點(diǎn)，采用兩相分離、聲波計(jì)量的方法，對抽油井的日產(chǎn)原油進(jìn)行精 確的計(jì)量，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 可進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)計(jì)量，聲波計(jì)量不受出液含水量變化的影響，計(jì)量精
度南;
2、 采用聲波計(jì)量，不會(huì)產(chǎn)生方丈射性污染；
3、 所需要設(shè)備簡單，維護(hù)費(fèi)用極低，適用范圍廣，可適用于螺桿泵和 硅斗機(jī)的開釆方式；
4、 具有良好的擴(kuò)展性，可在不添加其他傳感設(shè)備的情況下，根據(jù)油井 的出液量判斷抽油井的工作狀態(tài)是否正常，出現(xiàn)異常時(shí)可在最短的時(shí)間內(nèi)向 主機(jī)發(fā)出故障信息，避免油井故障停止而發(fā)生堵井等生產(chǎn)事故。也可根據(jù)需 要添加其他的傳感設(shè)備，如位移傳感器等，用于油井的功圖顯示；
5、 主機(jī)軟件可根據(jù)上傳數(shù)據(jù)繪制油井的出液量曲線圖，為評估油井的 開采價(jià)值提供最為準(zhǔn)確的判斷依據(jù)；
6、 操作筒單，可根據(jù)用戶需要設(shè)定上傳數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，上傳的是直 接的原油含量值，不需要再進(jìn)行人工的換算。用戶可隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)取某個(gè) 抽油井的日產(chǎn)油數(shù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和打印輸出；
7、 具有很強(qiáng)的自檢功能，可有效判斷裝置的某部分故障，為排除故障 提供更為可靠的根據(jù)。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技 術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種油井出液計(jì)量裝置，用于測量油井出液中原油含量，其特征在于，其包括聲波計(jì)量儀、液位計(jì)、溫度傳感器以及用于對計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的分析計(jì)量模塊該聲波計(jì)量儀包括一容器，該容器兩端設(shè)置有聲發(fā)射傳感器和聲接收傳感器，該容器與油井出液管道連接，該聲發(fā)射傳感器及聲接收傳感器與該分析計(jì)量模塊連接；該分析計(jì)量模塊包括微處理器；該液位計(jì)一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接；該溫度傳感器一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油井出液計(jì)量裝置，其特征在于，該分析計(jì)量 模塊還包括用于信息傳輸?shù)耐ㄓ嵞K。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油井出液計(jì)量裝置，其特征在于，該分析計(jì)量 模塊還包括存儲(chǔ)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油井出液計(jì)量裝置，其特征在于，該微處理器 為高速微處理器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油井出液計(jì)量裝置，其特征在于，該聲波計(jì)量 儀的聲波頻率為l ~ 10MHz,使用溫度為-20~ 100°C。
專利摘要本實(shí)用新型的油井出液計(jì)量裝置，用于測量油井出液中原油含量，其包括聲波計(jì)量儀、液位計(jì)、溫度傳感器以及用于對計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的分析計(jì)量模塊該聲波計(jì)量儀包括一容器，該容器兩端設(shè)置有聲發(fā)射傳感器和聲接收傳感器，該容器與油井出液管道連接，該聲發(fā)射傳感器及聲接收傳感器與該分析計(jì)量模塊連接；該分析計(jì)量模塊包括微處理器；該液位計(jì)一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接；該溫度傳感器一端與該容器連接，另一端與該分析計(jì)量模塊連接。聲波計(jì)量不產(chǎn)生放射性污染，不受出液含水量變化的影響，計(jì)量精度高，而且其組成簡單，可連續(xù)自動(dòng)計(jì)量，直接換算出原油含量值，用戶操作簡便。
文檔編號E21B49/00GK201193523SQ20082008009
公開日2009年2月11日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者孫清源 申請人:孫清源