CN114460008B - 一种井口泡沫检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种井口泡沫检测装置和方法，包括：玻璃管、管道锁紧环、环形导轨、滑动模块、相机模块和光源模块；玻璃管与现场管道焊接，管道锁紧环固定在管道上，导轨和管道锁紧环连接固定，滑动模块有两组，两组滑动模块对称镜像分别安装在两个导轨上，相机模块和光源模块分别安装在两组滑动模块上，相机模块和光源模块相对位置固定，电动机带动滑动模块绕导轨旋转，相机模块拍摄得到图像，通过显示器进行显示，通过图像处理器计算得出泡沫含量。本发明的优点是：能直接得到管道内泡沫的状态，能够实现管道内泡沫含量的实时显示，通过泡沫含量的多少，指导投放对应排量和比例的消泡剂，降低成本，提高经济效益。

Description

一种井口泡沫检测装置和方法
技术领域
本发明涉及采气井口泡沫检测技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的泡沫排水采气工艺中井口泡沫检测装置和方法。
背景技术
泡沫排水采气的基本原理，是从井口向井底注入某种能够遇水起泡的表面活性剂(起泡剂)，井底积液与起泡剂接触以后，借助天然气的搅动，生成大量低密度含水泡沫。随着气泡界面的生成，液体被连续举升，泡沫柱底部的液体不断补充进来，直到井底水替净。起泡剂通过分散、减阻、洗涤等作用，使井筒积液形成泡沫，并使不溶于性污垢如泥沙和淤渣等包裹在泡沫中随气流排出，起到疏导气水通道，增产、稳产的作用。泡沫排水采气过程中，从井口出来的大量低密度含水泡沫，需要通过投放消泡剂来消除泡沫，避免泡沫进入压缩机，延长压缩机的使用寿命。
现有泡沫检测方法是安排人员驻扎现场，每隔一定时间从分离器进行取样，根据取样结果来调整消泡剂投放比例或排量。由于从井口出来的泡沫存在于管道中，无法直接观察到管道中的泡沫情况，从分离器取样的泡沫是囤积一段时间过后的，并非反映的是管道中实时的泡沫情况，根据从分离器取样的结果来改变消泡剂投放比例或排量并不准确，且现有加注制度对消泡剂原料消耗较大，经济效益长期无法得到改善。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种井口泡沫检测装置和方法。能够实时检测管道中的泡沫含量，准确指导投放消泡剂的比例或排量。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种井口泡沫检测装置，包括：玻璃管8、管道锁紧环1、环形导轨2、滑动模块、相机模块6、光源模块9、电动机10和计算机；
玻璃管8通过焊接和采气的管道相连，管道锁紧环1为环形，其内径与玻璃管8的外径过盈配合，两个管道锁紧环1分别套入玻璃管8的两端并固定，环形导轨2的外壁上下两端点设有凸起，凸起的侧面开设一个孔洞，管道锁紧环1的外壁上下两端点也设有凸起，凸起的侧面相对应位置也开有孔洞，通过螺栓穿入孔洞将两个环形导轨2对称镜像与两个管道锁紧环1固定连接，环形导轨2内壁和外壁均设有沿环形周向布置的滑槽；
滑动模块有两组，两组滑动模块对称镜像分别安装在两个环形导轨2上，一组滑动模块上固定安装相机模块6，另一组滑动模块上固定安装光源模块9，相机模块6和光源模块9始终保持对准玻璃管8，且相机模块6和光源模块9的镜像位置不变。
滑动模块通过电动机10带动绕滑槽旋转一圈；进而相机模块6拍摄玻璃管8内一圈完整的图像，电动机10、相机模块6和光源模块9通过计算机控制工作，相机模块6将拍摄的图像传输给计算机，光源模块9用于补充玻璃管8内的光线方便相机模块6拍摄，图像通过计算机的显示器11显示，计算机内安装图像处理器12，图像处理器12通过计算图像中暗处和明处的面积的比例，得到管道中的泡沫含量。
进一步地，所述滑动模块包括：两块圆弧连接板5、四个圆柱接头4、四个轮毂3和一根连接杆7；
一块圆弧连接板5一侧面的上下两端分别连接一个圆柱接头4，一个圆柱接头4上安装一个轮毂3，两个轮毂3对称分布并配合环形导轨2内壁和外壁的滑槽实现周向滑动，另一块圆弧连接板5也对称镜像安装在环形导轨2上；两块圆弧连接板5之间通过连接杆7连接；
一组滑动模块的连接杆7上固定安装相机模块6，另一组滑动模块的连接杆7上固定安装光源模块9。
本发明还公开了一种井口泡沫检测方法，包括以下步骤：
电动机10带动轮毂3绕滑槽顺时针旋转一圈，使相机模块6拍摄下一圈完整的管道内泡沫状态图像，然后电动机10带动轮毂3绕滑槽逆时针旋转一圈，使线圈复位避免缠绕，显示器11将拍摄的图像进行显示，便于直接观察管道内泡沫状态，若管道内存在泡沫，则显示的图像会产生明暗不同的区域，图像处理器12通过计算图像中暗处和明处的面积的比例，可以得到管道中的泡沫含量。
设显示器显示的圆形面积为S，圆形面积中明处面积之和为S1。则：
S2＝S-S1
式中：S2为暗处面积之和，K为管道中泡沫含量。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、通过摄像机对玻璃管进行环绕拍摄，能直接得到管道内泡沫的状态。
2、通过对拍摄图像进行处理，能够实现管道内泡沫含量的实时显示。
3、通过泡沫含量的多少，指导投放对应排量和比例的消泡剂，降低成本，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例井口泡沫检测装置剖面结构示意图；
图2为本发明实施例井口泡沫检测装置结构示意图；
图3为本发明实施例显示器显示的图像示意图；
图中：1-管道锁紧环，2-导轨，3-轮毂，4-圆柱接头，5-圆弧连接板，6-相机模块，7-连接杆，8-玻璃管，9-光源模块,10-电动机，11-显示器，12-图像处理器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“周向”、“径向”“顺时针”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和2所示，一种井口泡沫检测装置，包括：玻璃管8、管道锁紧环1、环形导轨2、滑动模块、相机模块6和光源模块9，
玻璃管8通过焊接和采气的管道相连，管道锁紧环1为环形，其内径与玻璃管8的外径过盈配合，两个管道锁紧环1分别套入玻璃管8的两端并固定，环形导轨2的外壁上下两端点设有凸起，凸起的侧面开设一个孔洞，管道锁紧环1的外壁上下两端点也设有凸起，凸起的侧面相对应位置也开有孔洞，通过螺栓穿入孔洞将两个环形导轨2对称镜像与两个管道锁紧环1固定连接，环形导轨2内壁和外壁均设有沿环形周向布置的滑槽；
滑动模块有两组，一组滑动模块包括：两块圆弧连接板5、四个圆柱接头4、四个轮毂3和一根连接杆7；
一块圆弧连接板5一侧面的上下两端分别连接一个圆柱接头4，一个圆柱接头4上安装一个轮毂3，两个轮毂3对称分布并配合环形导轨2内壁和外壁的滑槽实现周向滑动，另一块圆弧连接板5也对称镜像安装在环形导轨2上；两块圆弧连接板5之间通过连接杆7连接；
两组滑动模块对称镜像安装在环形导轨2上，一组滑动模块的连接杆7上固定安装相机模块6，另一组滑动模块的连接杆7上固定安装光源模块9，相机模块6和光源模块9始终保持对准玻璃管8的镜像位置不变。
轮毂3通过电动机10带动绕滑槽旋转一圈；进而相机模块6拍摄玻璃管8内一圈完整的图像，电动机10、相机模块6和光源模块9通过计算机控制工作，相机模块6将拍摄的图像传输给计算机，光源模块9用于补充玻璃管8内的光线方便相机模块6拍摄，图像通过计算机的显示器11显示，计算机内安装图像处理器12，图像处理器12通过计算图像中暗处和明处的面积的比例，得到管道中的泡沫含量。
一种井口泡沫检测方法，包括以下步骤：
电动机10带动轮毂3绕滑槽顺时针旋转一圈，使相机模块6拍摄下一圈完整的管道内泡沫状态图像，然后电动机10带动轮毂3绕滑槽逆时针旋转一圈，使线圈复位避免缠绕，显示器11将拍摄的图像进行显示，便于直接观察管道内泡沫状态，若管道内存在泡沫，则显示的图像会产生明暗不同的区域(图3)，图像处理器12通过计算图像中暗处和明处的面积的比例，可以得到管道中的泡沫含量。
设显示器显示的圆形面积为S，圆形面积中明处面积之和为S1。则：
S2＝S-S1
式中：S2为暗处面积之和，K为管道中泡沫含量。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种井口泡沫检测装置，其特征在于，包括：玻璃管(8)、管道锁紧环(1)、环形导轨(2)、滑动模块、相机模块(6)、光源模块(9)、电动机(10)和计算机；
玻璃管(8)通过焊接和采气的管道相连，管道锁紧环(1)为环形，其内径与玻璃管(8)的外径过盈配合，两个管道锁紧环(1)分别套入玻璃管(8)的两端并固定，环形导轨(2)的外壁上下两端点设有凸起，凸起的侧面开设一个孔洞，管道锁紧环(1)的外壁上下两端点也设有凸起，凸起的侧面相对应位置也开有孔洞，通过螺栓穿入孔洞将两个环形导轨(2)对称镜像与两个管道锁紧环(1)固定连接，环形导轨(2)内壁和外壁均设有沿环形周向布置的滑槽；
滑动模块有两组，两组滑动模块对称镜像分别安装在两个环形导轨(2)上，一组滑动模块上固定安装相机模块(6)，另一组滑动模块上固定安装光源模块(9)，相机模块(6)和光源模块(9)始终保持对准玻璃管(8)，且相机模块(6)和光源模块(9)的镜像位置不变；
滑动模块通过电动机(10)带动绕滑槽旋转一圈；进而相机模块(6)拍摄玻璃管(8)内一圈完整的图像，电动机(10)、相机模块(6)和光源模块(9)通过计算机控制工作，相机模块(6)将拍摄的图像传输给计算机，光源模块(9)用于补充玻璃管(8)内的光线方便相机模块(6)拍摄，图像通过计算机的显示器(11)显示，计算机内安装图像处理器(12)，图像处理器(12)通过计算图像中暗处和明处的面积的比例，得到管道中的泡沫含量。
2.根据权利要求1所述的一种井口泡沫检测装置，其特征在于：所述滑动模块包括：两块圆弧连接板(5)、四个圆柱接头(4)、四个轮毂(3)和一根连接杆(7)；
一块圆弧连接板(5)一侧面的上下两端分别连接一个圆柱接头(4)，一个圆柱接头(4)上安装一个轮毂(3)，两个轮毂(3)对称分布并配合环形导轨(2)内壁和外壁的滑槽实现周向滑动，另一块圆弧连接板(5)也对称镜像安装在环形导轨(2)上；两块圆弧连接板(5)之间通过连接杆(7)连接；
一组滑动模块的连接杆(7)上固定安装相机模块(6)，另一组滑动模块的连接杆(7)上固定安装光源模块(9)。
3.根据权利要求1所述的一种井口泡沫检测装置，其特征在于：基于井口泡沫检测装置的检测方法，包括以下步骤：
电动机(10)带动轮毂(3)绕滑槽顺时针旋转一圈，使相机模块(6)拍摄下一圈完整的管道内泡沫状态图像，然后电动机(10)带动轮毂(3)绕滑槽逆时针旋转一圈，使线圈复位避免缠绕，显示器(11)将拍摄的图像进行显示，便于直接观察管道内泡沫状态，若管道内存在泡沫，则显示的图像会产生明暗不同的区域，图像处理器(12)通过计算图像中暗处和明处的面积的比例，可以得到管道中的泡沫含量；
设显示器显示的圆形面积为S，圆形面积中明处面积之和为S1；则：
S2＝S-S1
式中：S2为暗处面积之和，K为管道中泡沫含量。
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