CN111894549A - 一种抽油机井井口产液量连续测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抽油机井井口产液量连续测量装置，包括液体流动压力传感器、上下死点位置传感器、数字处理电路和数据计算模块；液体流动压力传感器探头设置在抽油机井井口出油管内，检测管道内液体流动压力变化情况；上下死点位置传感器设置在抽油机减速箱曲柄输出端，检测柱塞泵行程；数字处理电路将液体流动压力传感器的压力变化信号转化为电信号，发送给数据计算模块，以此记录井口液体开始流动和停止流动的时间，根据开始流动和停止流动的时间确定柱塞有效行程，数据计算模块将柱塞有效行程与柱塞横截面积相乘获得实际每个冲程的产液量，本发明能够方便实用低成本地连续测量井口产液量。
Description
技术领域
本发明属于油田采油的技术领域，具体涉及一种抽油机井井口产液量连续测量装置。
背景技术
目前，国内油田随着地面流程的简化，地面集输多采用油井串联流程，单井产液量井口无计量设备，大部分油田推广应用功图法计量技术进行抽油机井的单井计量，该项技术目前针对正常功图的计算结果还可以使用，但对于特殊工况示功图计算产量误差较大，计量结果还受到传感器信号漂移、数据传输丢点等影响，不能保证井口计量的需要。
文件CN201410461091.9公开一种基于载荷力的抽油机井日产液量测量方法，该专利通过一系列方法组合使用实现抽油机井测量单井日产液量，但是存在以下三方面缺陷：(1)测量周期长，导致测量成本高；(2)人工干预较多，人工工作量大，效率低；(3)频繁调整抽油机运行参数，影响抽油机实际工作的缺陷。
文件CN201410594739.X公开一种抽油机功图法产液量计量技术，该技术方案存在以下两方面缺陷(1)计算方法简单，未能充分考虑抽油机井的不同运行状态下的采液量的差别；(2)计算过程中引入了未考虑杆柱变形等导致的冲程损失，杆功图和泵功图本身的误差，以及转换过程中的损失，导致计算精度很低。
文件CN201410461027.0公开一种基于电参数的抽油机井日产液量测量方法，该技术方案能够实现抽油机井现场在线连续、自动化实用测量单井日产液量，但是存在以下三方面缺陷：(1)电工图采集存在误差，导致计算有误；(2)采集过程中要频繁调整运行参数，导致人工作业量较大，带来巨大成本支出；(3)举升设备参数的频繁调整也会影响油田的正常生产活动，在实际工作中是很难做到的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种抽油机井井口产液量连续测量装置，能够通过抽油机井井口的液体流动时压力传感器测试液体的流动结合软件计算的方式，获得井口产液量的单次连续计量和累计计量值，为油田单井计量提供一种体积小，方便实用的井口产液量计量方式。
实现本发明的技术方案如下：
一种抽油机井井口产液量连续测量装置，包括液体流动压力传感器、上下死点位置传感器、数字处理电路和数据计算模块；
所述液体流动压力传感器探头设置在抽油机井井口出油管内，检测管道内液体流动压力变化情况；
所述上下死点位置传感器设置在抽油机减速箱曲柄输出端，检测柱塞泵行程；
所述数字处理电路将液体流动压力传感器的压力变化信号转化为电信号，发送给数据计算模块，以此记录井口液体开始流动和停止流动的时间，根据开始流动和停止流动的时间确定柱塞有效行程，数据计算模块将柱塞有效行程与柱塞横截面积相乘获得实际每个冲程的产液量。
进一步地，所述液体流动压力传感器由两个半导体压力应变器件组成。
进一步地，所述装置还包括控制面板，控制面板显示数据计算模块所计算的井口产液量，并以20根玻璃管液柱的方式显示抽油机井每一冲程的产液量，并以累积的方式显示24小时、前一个24小时、7天和30天的产液量对比值和不同时间长度的井口产液量的累计值和产出液量曲线。
有益效果：
(1)本发明方案投入成本低，只需要井口管道压力感应流动传感器，曲柄上下死点传感器及软件计算电路。
(2)本发明方案根据井口液体开始流动和停止流动的时间确定了柱塞有效冲程移动距离，从而避免了无效冲程对产液量计量带来的误差。
(3)本发明方案无需人工干预，减少人员成本。
(4)本发明方案无需频繁调整运行参数，不影响实际生产工作。
(5)本发明方案将每天产液量细化到每个冲程的产液量，使产液量的计量更加精确。
(6)本发明方案由于操作简单、投入成本低、无需人工干预、可靠性高，因而适合大规模推广，对实际生产有重要意义。
附图说明
图1为本发明压力传感器的安装示意图。
图2为本发明上下死点位置传感器的安装示意图。
图3为本发明控制面板显示示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种抽油机井井口产液量连续测量装置，包括液体流动压力传感器、上下死点位置传感器、数字处理电路和数据计算模块。
如图1所示，通过安装在抽油机井井口的液体流动压力传感器或开关，发送一个电信号给数据计算模块，记录井口液体开始流动和停止流动的时间值，如图2所示，对应后台软件通过安装在抽油机曲柄输出端的上下死点位置传感器采集到的悬点位置数据，对井下泵的产出液流动起始到截止位置来计算每冲程出液量的累积数据，从而获得抽油机井井口实际产液量的计算方法。
抽油机井井口流动压力传感器是由两个半导体压力应变器件组成，该流程安装一个可测量气体的开关可以感知管道中的液体或者气体的流动变化。
流动压力传感器的感知原理是浸在液体里的探头有两个感知液体压力在流动时变化的器件，当管道里的液体不流动时部件感知局部管段的液体压力是相同的，这时传感器就不动作。
当管道里面的液体流动时，就会改变管道里面的压力产生压差，传感器的控制电路会调整电参数的变化，这个过程会使该部件给出一个电信号，告诉操作者液体开始流动了。
在试验台上标定该部件液体流动时的压差变化，当这个工作状态时，这个部件安装到测试管道上就可以判断到液体的流动。如在试验台按管道上安装一个粘度测试仪时该装置就可以感知管道中段塞气体流动的情况；所以，该装置可以排除段塞气体流动在管道流动时对液体计量产生的误差。
本发明计量装置的产量计算原理和方法：
1)该装置通过柱塞行程变化——井口液体流动——曲柄传感器测定柱塞有效行程的原理测量获得柱塞有效行程。
2)该装置产量的计算原理是已知抽油井下的柱塞泵的工作直径和柱塞的理论行程，经过曲柄输出轴传感器测试和计算求出柱塞的有效行程(有效行程＝理论行程-行程损失，行程损失是1千多米抽油杆在上冲程加载时的伸长量)。用柱塞的面积乘以有效行程就可以算得实际每个冲程的产液量。
3)井口出油管中的液体流动是和井下柱塞的有效行程行进时间是相同的。井口的流动压力传感器是给该***电控电路计算柱塞实际行程的时间信号。该时间去和安装在减速机的输出轴传感器测试出来的时间对比来确定有效冲程值。知道了井下柱塞的有效冲程，(这些都是软件和控制电路来完成)就可以按下列公式算出每个冲程的产液量；
4)柱塞面积*有效冲程＝每个冲程产液量(容积)
控制面板人机交互界面的软件设计：
1)设计了每个冲程的产液量数值。
2)设计了在观察面板时向前推24小时所生产的累计产液量。
3)设计了该油井从开机给电到当前的累计生产的产液量。
4)设计了各种情况的产量点形成的产液过程曲线。便于分析井下地质变化情况。
实施例1：
一种抽油机井井口产液量测量装置，该装置由井口出油管的产出液流动压力部件、曲柄输出轴上下死点位置传感器、数字处理电路、数据计算模块和控制面板组成。
操作与运行流程：
1)在控制面板上面输入所测试液量油井下端的柱塞泵直径和柱塞的行程距离。然后再输入抽油机的设定冲程/分钟。
2)起动抽油机运行。抽油机光杆每一次往复上下一次，井口流动压力部件会开关一次。开关的信号发给数字处理电路来处理与曲柄传感器感受到的实际冲程的时间。去除冲程损失后用容积公式计算后取得了每一个冲程的产液量的数值在显示面板的每次采液量栏中显示。同时计算出本次产液量是理论采液量的百分数显示在显示面板的20个玻璃管的相对应的管中显示。
3)所有测试后计算出来的单次产液量被累计相加成24小时累计产出液量和从开机到当前的采液总量会分别显示在显示面板的24小时产出液和总产出液的显示栏中，如图3所示。
4)所有计算出来的单次采液量可以根据操作者的要求，取出不同时间的采液值做出采液量变化曲线。用以分析井下地层采出液运动趋势与动态。
本发明通过流动压力部件结合软件计算的方式，获得抽油机井井口产液量的测量值，并通过20个玻璃管的显示方式，使操作者可以直观的获得抽油机井每冲程的产液量数据，并提供了不同时长的累计计量结果。适用于抽油机井的单井井口产液量连续计量。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
Claims (3)
1.一种抽油机井井口产液量连续测量装置，其特征在于，包括液体流动压力传感器、上下死点位置传感器、数字处理电路和数据计算模块；
所述液体流动压力传感器探头设置在抽油机井井口出油管内，检测管道内液体流动压力变化情况；
所述上下死点位置传感器设置在抽油机减速箱曲柄输出端，检测柱塞泵行程；
所述数字处理电路将液体流动压力传感器的压力变化信号转化为电信号，发送给数据计算模块，以此记录井口液体开始流动和停止流动的时间，根据开始流动和停止流动的时间确定柱塞有效行程，数据计算模块将柱塞有效行程与柱塞横截面积相乘获得实际每个冲程的产液量。
2.如权利要求1所述的一种抽油机井井口产液量连续测量装置，其特征在于，所述液体流动压力传感器由两个半导体压力应变器件组成。
3.如权利要求1所述的一种抽油机井井口产液量连续测量装置，其特征在于，所述装置还包括控制面板，控制面板显示数据计算模块所计算的井口产液量，并以20根玻璃管液柱的方式显示抽油机井每一冲程的产液量，并以累积的方式显示24小时、前一个24小时、7天和30天的产液量对比值和不同时间长度的井口产液量的累计值和产出液量曲线。
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