CN116878614A - 一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法 - Google Patents
一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116878614A CN116878614A CN202310692134.3A CN202310692134A CN116878614A CN 116878614 A CN116878614 A CN 116878614A CN 202310692134 A CN202310692134 A CN 202310692134A CN 116878614 A CN116878614 A CN 116878614A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water interface
- oil
- interface detection
- electric signal
- coil structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 142
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 70
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 24
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 claims description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 17
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 11
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 6
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明提供一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法，***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机。本发明通过油与水导电性能差异，利用高电导率液体改变环形线圈中的涡流损耗改变电感量，从而识别油水界面位置，解决传统测距方法仅能探测油气界面而无法探测油水界面的局限性。
Description
技术领域
本发明涉及油气监测技术领域，更具体地，涉及一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法。
背景技术
盐穴储气库是通过向盐穴腔体中注入卤水或淡水等液体进行溶解形成气腔形成的储气库。在盐穴储气库的建造与使用期间，通过向腔体中钻入中间管与中心管的套管结构，控制气体进出。此过程中，储气库内存储的液体表面覆盖一层油，气液界面为油水混合界面。在储气库投产过程中需要不断监测控制腔体中气体与液体界面的高度，如液位高度控制不当，会导致盐穴顶部溶解，破坏其几何形状，削弱其保持压力的能力。同时，在储气库建成后投入使用后，要求严格密封，会在中心管上使用永久封隔器，该装置会导致线缆无法进入储气库中，使得有线测量方法难以使用。
而常规的无线测量方案中，一般分为声波、光波等信号通过测取信号往返时间差与测取井下与液位相关联的电信号参数的两类方法来获得液位距离装置的距离。但是此类测距方法受气液界面上油影响较大，一般测得为气体与油层交接面位置，难以实现对于油水分界面的准确定位。另一方面，声信号与光信号易受到储气库内高温高压气体与波动较大的油液界面影响(参见中国发明专利CN111380594A)；电参数法往往为接触式测量，受到井下高温高压与环境局限性影响较大。一般非接触式电参数测量，存在由于井下阻抗构成复杂导致的恒流输出困难等问题(参见中国专利CN202110470861.6)。因此，如何提供一种油水界面测量方法提升油水分页面的测量精度是亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法，其目的在于利用四组结构材料相同空心环形线圈构成的线圈结构实现对于储气库中油水界面的非接触式监测，基于油与卤水等液体均可以进入螺旋形空心空间，但只有卤水可以改变涡流损耗大小从而改变输出电信号的设计，从而实现对于油水界面的监测。
本发明的第一方面，提供了一种涡损差动阵列式油水界面探测***，包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，所述中心管与所述中间管为嵌套结构，所述中心管置于所述中间管中，每个油水界面探测装置、每个线圈结构和每个电压信号监测装置共同安装于所述中心管的同一处外壁上，所述油水界面探测装置与所述线圈结构电连接，所述线圈结构与所述电压信号监测装置电连接，所述地面主机分别与所述油水界面探测装置和所述电压信号监测装置通信连接；
所述地面主机，用于接收用户输入的控制指令，基于所述控制指令向所述油水界面探测装置下发工作指令，接收所述电压信号监测装置返回的电信号组，并基于所述电信号组计算油水界面的深度；
所述油水界面探测装置，用于基于所述地面主机发送的工作指令，向所述线圈结构发送测量电信号；
所述线圈结构，用于基于所述测量电信号，输出电信号值；
所述电压信号监测装置，用于对所述线圈结构进行监测，采集所述电信号值，基于所述电信号值构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
优选的，所述油水界面探测装置、所述线圈结构和所述电压信号监测装置在所述中心管的安装位置根据预设液面探测精度设定。
优选的，所述测量电信号为交流电信号。
优选的，所述线圈结构为4组环形线圈[L1、L2、L3、L4]，其中，所述4组环形线圈的结构和材质相同。
优选的，所述线圈结构中的环形线圈[L2、L3]的线圈整体使用塑封材料固定，所述线圈结构中的环形线圈[L1、L4]的线圈使用塑封材料固定，并在相邻匝之间的间隙设置螺旋型空心空间，所述螺旋型空心空间与外部连通，以使外部气体和/或液体进入所述螺旋型空心空间。
优选的，在所述外部气体进入所述螺旋型空心空间时，所述环形线圈[L1、L2、L3、L4]的电感量相等；在所述外部液体进入所述螺旋型空心空间时，所述环形线圈[L1、L4]的电感量相等，所述环形线圈[L2、L3]的电感量相等，且所述环形线圈[L1、L4]的电感量与所述环形线圈[L2、L3]电感量不相等。
本发明的第二方面，提供一种涡损差动阵列式油水界面探测方法，应用于所述涡损差动阵列式油水界面探测***，所述***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机；
所述涡损差动阵列式油水界面探测方法，包括以下步骤：
在所述中心管下降至盐穴储气库的过程中，所述地表主机发送工作指令至所述油水界面探测装置；
所述油水界面探测装置基于所述工作指令，向所述线圈结构发送交流电信号；
所述电压信号监测装置采集所述线圈结构输出的电信号值，基于所述电信号值计算电信号有效值并构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机；
所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度。
优选的，所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度的步骤，包括：
所述地面主机在所述电信号组中获取数值突变点p，并基于所述突变点p获取对应的油水界面探测装置的安装位置，将所述安装位置设定为所述盐穴储气库的液位深度。
优选的，所述电信号有效值Ui为：
其中，为油水界面探测装置发送的交流电信号，Z1、Z2、Z3和Z4分别为环形线圈[L1、L2、L3、L4]的电抗数值,i为电压信号监测装置的序号，/>为线圈结构输出的电信号值。
优选的，所述数值突变点p的判断条件为：
其中，为全称量词，/>为任意的Uk，k和p分别为电信号组的序号，Uc为线圈结构中螺旋型空心空间进入液体时输出的电信号值/>
本发明提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法，***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，上述中心管与上述中间管为嵌套结构，上述中心管置于上述中间管中，每个油水界面探测装置、每个线圈结构和每个电压信号监测装置共同安装于上述中心管的同一处外壁上，上述油水界面探测装置与上述线圈结构电连接，上述线圈结构与上述电压信号监测装置电连接，上述地面主机分别与上述油水界面探测装置和上述电压信号监测装置通信连接；上述地面主机，用于接收用户输入的控制指令，基于上述控制指令向上述油水界面探测装置下发工作指令，接收上述电压信号监测装置返回的电信号组，并基于上述电信号组计算油水界面的深度；上述油水界面探测装置，用于基于上述地面主机发送的工作指令，向上述线圈结构发送测量电信号；上述线圈结构，用于基于上述测量电信号，输出电信号值；上述电压信号监测装置，用于对上述线圈结构进行监测，采集上述电信号值，基于上述电信号值构建上述电信号组，并将上述电信号组返回至上述地面主机。本发明通过油与水导电性能差异，利用高电导率液体改变环形线圈中的涡流损耗改变电感量，从而识别油水界面位置，解决传统测距方法仅能探测油气界面而无法探测油水界面的局限性，同时实现井下带压作业下的无线测距与无线传输。
附图说明
图1为本发明提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测***结构示意图；
图2为本发明提供的涡损差动阵列式油水界面探测***中线圈部分的示意图；
图3为本发明提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测方法流程图；
图4为本发明提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
图5为本发明提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。
各附图中标号为：1-地面主机；2-中间管；3-中心管；4-油水界面探测装置；5-线圈结构；6-电压信号监测装置；7-井内油层；8-井内液体；9-井内气体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明提供的本发明提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测***结构示意图，如图1所示，***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，所述中心管与所述中间管为嵌套结构，所述中心管置于所述中间管中，每个油水界面探测装置、每个线圈结构和每个电压信号监测装置共同安装于所述中心管的同一处外壁上，所述油水界面探测装置与所述线圈结构电连接，所述线圈结构与所述电压信号监测装置电连接，所述地面主机分别与所述油水界面探测装置和所述电压信号监测装置通信连接。
其中，所述地面主机，用于接收用户输入的控制指令，基于所述控制指令向所述油水界面探测装置下发工作指令，接收所述电压信号监测装置返回的电信号组，并基于所述电信号组计算油水界面的深度；所述油水界面探测装置，用于基于所述地面主机发送的工作指令，向所述线圈结构发送测量电信号；所述线圈结构，用于基于所述测量电信号，输出电信号值；所述电压信号监测装置，用于对所述线圈结构进行监测，采集所述电信号值，基于所述电信号值构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机。
可以理解的是，上述油水界面探测装置、上述线圈结构和上述电压信号监测装置在所述中间管为连续管道，用于连通地面与盐穴储气库的地下产层。
应理解的是，所述中心管为连续管道，下入中间管内部，与中间管为嵌套结构，用于连通产层与地面。上端与地面连接，下端没入地下产层。
进一步的，所述测量电信号为交流电信号。
进一步的，上述油水界面探测装置、上述线圈结构和上述电压信号监测装置在本实施例中至少包括一个，每一个油水界面探测装置、每一个线圈结构和每一个电压信号监测装置之间电连接，并并列安装至上述中心管的外壁上。
进一步的，所述油水界面探测装置、所述线圈结构和所述电压信号监测装置在所述中心管的安装位置根据预设液面探测精度设定。
可以理解的是，上述油水界面探测装置、上述线圈结构和上述电压信号监测装置的安装位置根据预设液面探测精度设定，当存在多个油水界面探测装置、多个线圈结构和多个电压信号监测装置时，其分布在上述中心管的外壁上，其中相邻的油水界面探测装置、线圈结构和电压信号监测之间的间距为定值，且上述定值也根据预设液面探测精度设定，上述预设也没探测精度可以是在***初始设计时由设计人员设定的。
进一步的，所述线圈结构为4组环形线圈[L1、L2、L3、L4]，其中，所述4组环形线圈的结构和材质相同。
可以理解的是，上述线圈结构为包含4组匝数为N安装于同一平面位置的具有相同结构与材质的环形线圈，其安装结构参见图2。
进一步的，所述线圈结构中的环形线圈[L2、L3]的线圈整体使用塑封材料固定，所述线圈结构中的环形线圈[L1、L4]的线圈使用塑封材料固定，并在相邻匝之间的间隙设置螺旋型空心空间，所述螺旋型空心空间与外部连通，以使外部气体和/或液体进入所述螺旋型空心空间。
可以理解的是，上述螺旋型空心空间与线圈由于线圈塑封，所以是无电接触。
进一步的，在所述外部气体进入所述螺旋型空心空间时，所述环形线圈[L1、L2、L3、L4]的电感量相等；在所述外部液体进入所述螺旋型空心空间时，所述环形线圈[L1、L4]的电感量相等，所述环形线圈[L2、L3]的电感量相等，且所述环形线圈[L1、L4]的电感量与所述环形线圈[L2、L3]电感量不相等。
可以理解的是，当上述线圈结构没入上述中心管的液体中时，由于液体进入到上述螺旋型空心空间，则上述环形线圈[L1、L4]的电感量被改变，因此，环形线圈[L1、L4]与所述环形线圈[L2、L3]电感量不相等。
可以理解的是，基于背景技术中的缺陷，本发明实施例提出了一种涡损差动阵列式油水界面探测***。***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，上述中心管与上述中间管为嵌套结构，上述中心管置于上述中间管中，每个油水界面探测装置、每个线圈结构和每个电压信号监测装置共同安装于上述中心管的同一处外壁上，上述油水界面探测装置与上述线圈结构电连接，上述线圈结构与上述电压信号监测装置电连接，上述地面主机分别与上述油水界面探测装置和上述电压信号监测装置通信连接；上述地面主机，用于接收用户输入的控制指令，基于上述控制指令向上述油水界面探测装置下发工作指令，接收上述电压信号监测装置返回的电信号组，并基于上述电信号组计算油水界面的深度；上述油水界面探测装置，用于基于上述地面主机发送的工作指令，向上述线圈结构发送测量电信号；上述线圈结构，用于基于上述测量电信号，输出电信号值；上述电压信号监测装置，用于对上述线圈结构进行监测，采集上述电信号有效值，基于上述电信号有效值构建上述电信号组，并将上述电信号组返回至上述地面主机。本发明通过油与水导电性能差异，利用高电导率液体改变环形线圈中的涡流损耗改变电感量，从而识别油水界面位置，解决传统测距方法仅能探测油气界面而无法探测油水界面的局限性，同时实现井下带压作业下的无线测距与无线传输，同时，通过监测同一位置中两种不同结构电感电感量变化实现对于气液界面的监测，从而实现基于电参数测量的非接触式气液界面测量，解决了传统电参数测量因需要直接接触液位而受限于储气库高压高温环境的难题。
在一种可能的应用场景中，地面主机向井下的各个油水界面探测装置发送工作指令，安装于中心管上的预定深度[H1 H2 … Hn]的油水界面监测装置阵列[Y1 Y2 … Yn]开机工作，对油水界面监测装置对应的线圈结构接入测量电信号电压信号监测装置[D1 D2… Dn]采集上述线圈产生的输出电信号值组[U1 U2 … Un]；电压信号监测装置将获取到的数据按照电信号-装置名称的格式重组为电信号组[(U1,Y1)(U2,Y2)…(Un,Yn)]，由于油水界面探测装置施加的是交流电信号，因此，线圈结构在没入液体中时，电信号出现变化；地面主机在接收到上述电信号组后，找到输出电信号组[U1 U2 … Un]中数值的突变点Up，根据Up对应的Yp判定油水界面的高度H。
可以理解的是，上述预定深度Hi(i＝1,2…n)表达对应的油水界面探测装置Yi(i＝1,2…n)中的测量结构距离地面的距离。同时，预定深度满足H1<H2<…<Hn。
应理解的是，上述油水界面监测装置阵列的相邻装置的间距为定值，即Hm+1-Hm＝ΔH(m＝1,2…n-1)，ΔH的取值取决于液面监测的精度要求。
还可以理解的是，上述线圈结构为四组线圈，在上述线圈未没入液体时，其对应的四个电感值满足L1＝L2＝L3＝L4，在上述线圈没入液体时，液体进入线圈结构中的[L1 L4]，对应的四个电感值L1＝L4≠L2＝L3。
本实施例中，利用储气库中高电导率卤水液体改变环形空心电感的磁导率，通过监测同一位置中两种不同结构电感电感量变化实现对于气液界面的监测，从而实现基于电参数测量的非接触式气液界面测量，解决了传统电参数测量因需要直接接触液位而受限于储气库高压高温环境的难题。
在一种可能的应用场景中，油水界面探测装置、线圈结构和电压信号监测装置的数量均为3，也即是3台油水界面探测装置[Y1 Y2 Y3]，3台电压信号监测装置[D1 D2 D3]，上述油水界面探测装置、线圈结构和电压信号监测装置的安装的预定深度为[H1＝20m H2＝25m H3＝30m]，油水界面探测装置输入电信号为的频率为10kHz的正弦电信号，电压信号监测装置采集到线圈结构产生的输出电信号值组为[U1 U2 U3]。
进一步的，上述线圈结果中的电感在未进入液体的情况下，环线全线电感[L1 L2L3 L4]在频率为10kHz的正弦电信号下电抗均为10Ω，即Z1＝Z4＝Z2＝Z3＝10Ω。
进一步的，电压信号监测装置将采集到的数据按输出电信号-装置名称重新构建，得到的数据组为[(U1,Y1)(U2,Y2)(U3,Y3)]。
进一步的，设定油水界面液位此时为距离地面22m处，即处于Y1与Y2之间，此时Y2与Y3均被液位淹没，Y1未被淹没。井中的液体进入Y2与Y3中电感[L1 L4]的空心部分导致其电感对应的电抗数值改变，设此时Z1＝Z4＝20Ω。
进一步的，电压信号监测装置[D1 D2 D3]采集到线圈结构产生的输出电信号值组为[U1＝0V U2＝1.1783V U3＝1.1783V]。
进一步的，根据突变点p的判断条件进行判定：
可知，p＝2满足条件，也即是U2为突变点，盐穴储气库中实时油液液位H位于H2与H1之间，误差为5m。上述计算结果与本实施例假设一致，液位处于Y1与Y2之间。
本实施例中，利用四组结构材料相同空心环形线圈构成的线圈结构实现对于储气库中油水界面的非接触式监测，基于油与卤水等液体均可以进入螺旋形空心空间，但只有卤水可以改变涡流损耗大小从而改变输出电信号的设计，实现对于油水界面的监测。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种本发明提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测方法流程图，如图3所示，一种涡损差动阵列式油水界面探测方法，应用于所述涡损差动阵列式油水界面探测***，所述***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，方法包括：
步骤S100：在所述中心管下降至盐穴储气库的过程中，所述地表主机发送工作指令至所述油水界面探测装置；
步骤S200：所述油水界面探测装置基于所述工作指令，向所述线圈结构发送交流电信号；
步骤S300：所述电压信号监测装置采集所述线圈结构输出的电信号值，基于所述电信号值计算电信号有效值并构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机；
进一步的，所述电信号有效值Ui为：
其中，为油水界面探测装置发送的交流电信号，Z1、Z2、Z3和Z4分别为环形线圈[L1、L2、L3、L4]的电抗数值,i为电压信号监测装置的序号，/>为线圈结构输出的电信号值。
步骤S400：所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度。
进一步的，所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度的步骤，包括：
步骤S401：所述地面主机在所述电信号组中获取数值突变点p，并基于所述突变点p获取对应的油水界面探测装置的安装位置，将所述安装位置设定为所述盐穴储气库的液位深度。
进一步的，所述数值突变点p的判断条件为：
其中，为全称量词，/>为任意的Uk，k和p分别为电信号组的序号，Uc为线圈结构中螺旋型空心空间进入液体时输出的电信号值/>
可以理解的是，本发明提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测方法与前述各实施例提供的涡损差动阵列式油水界面探测***相对应，涡损差动阵列式油水界面探测方法的相关技术特征可参考涡损差动阵列式油水界面探测***的相关技术特征，在此不再赘述。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图4所示，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器1310、处理器1320及存储在存储器1310上并可在处理器1320上运行的计算机程序1311，处理器1320执行计算机程序1311时实现以下步骤：
在所述中心管下降至盐穴储气库的过程中，所述地表主机发送工作指令至所述油水界面探测装置；所述油水界面探测装置基于所述工作指令，向所述线圈结构发送交流电信号；所述电压信号监测装置采集所述线圈结构输出的电信号值，基于所述电信号值计算电信号有效值并构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机；所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度。
请参阅图5，图5为本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图5所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质1400，其上存储有计算机程序1411，该计算机程序1411被处理器执行时实现如下步骤：
在所述中心管下降至盐穴储气库的过程中，所述地表主机发送工作指令至所述油水界面探测装置；所述油水界面探测装置基于所述工作指令，向所述线圈结构发送交流电信号；所述电压信号监测装置采集所述线圈结构输出的电信号值，基于所述电信号值计算电信号有效值并构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机；所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度。
本发明实施例提供的一种涡损差动阵列式油水界面探测***。***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，上述中心管与上述中间管为嵌套结构，上述中心管置于上述中间管中，每个油水界面探测装置、每个线圈结构和每个电压信号监测装置共同安装于上述中心管的同一处外壁上，上述油水界面探测装置与上述线圈结构电连接，上述线圈结构与上述电压信号监测装置电连接，上述地面主机分别与上述油水界面探测装置和上述电压信号监测装置通信连接；上述地面主机，用于接收用户输入的控制指令，基于上述控制指令向上述油水界面探测装置下发工作指令，接收上述电压信号监测装置返回的电信号组，并基于上述电信号组计算油水界面的深度；上述油水界面探测装置，用于基于上述地面主机发送的工作指令，向上述线圈结构发送测量电信号；上述线圈结构，用于基于上述测量电信号，输出电信号值；上述电压信号监测装置，用于对上述线圈结构进行监测，采集上述电信号有效值，基于上述电信号有效值构建上述电信号组，并将上述电信号组返回至上述地面主机。本发明通过油与水导电性能差异，利用高电导率液体改变环形线圈中的涡流损耗改变电感量，从而识别油水界面位置，解决传统测距方法仅能探测油气界面而无法探测油水界面的局限性，同时实现井下带压作业下的无线测距与无线传输，同时，通过监测同一位置中两种不同结构电感电感量变化实现对于气液界面的监测，从而实现基于电参数测量的非接触式气液界面测量，解决了传统电参数测量因需要直接接触液位而受限于储气库高压高温环境的难题。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机，所述中心管与所述中间管为嵌套结构，所述中心管置于所述中间管中，每个油水界面探测装置、每个线圈结构和每个电压信号监测装置共同安装于所述中心管的同一处外壁上，所述油水界面探测装置与所述线圈结构电连接，所述线圈结构与所述电压信号监测装置电连接，所述地面主机分别与所述油水界面探测装置和所述电压信号监测装置通信连接；
所述地面主机，用于接收用户输入的控制指令，基于所述控制指令向所述油水界面探测装置下发工作指令，接收所述电压信号监测装置返回的电信号组，并基于所述电信号组计算油水界面的深度；
所述油水界面探测装置，用于基于所述地面主机发送的工作指令，向所述线圈结构发送测量电信号；
所述线圈结构，用于基于所述测量电信号，输出电信号值；
所述电压信号监测装置，用于对所述线圈结构进行监测，采集所述电信号值，基于所述电信号值构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机。
2.根据权利要求1所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述油水界面探测装置、所述线圈结构和所述电压信号监测装置在所述中心管的安装位置根据预设液面探测精度设定。
3.根据权利要求1所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述测量电信号为交流电信号。
4.根据权利要求1所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述线圈结构为4组环形线圈[L1、L2、L3、L4]，其中，所述4组环形线圈的结构和材质相同。
5.根据权利要求4所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述线圈结构中的环形线圈[L2、L3]的线圈整体使用塑封材料固定，所述线圈结构中的环形线圈[L1、L4]的线圈使用塑封材料固定，并在相邻匝之间的间隙设置螺旋型空心空间，所述螺旋型空心空间与外部连通，以使外部气体和/或液体进入所述螺旋型空心空间。
6.根据权利要求5所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，在所述外部气体进入所述螺旋型空心空间时，所述环形线圈[L1、L2、L3、L4]的电感量相等；在所述外部液体进入所述螺旋型空心空间时，所述环形线圈[L1、L4]的电感量相等，所述环形线圈[L2、L3]的电感量相等，且所述环形线圈[L1、L4]的电感量与所述环形线圈[L2、L3]电感量不相等。
7.一种涡损差动阵列式油水界面探测方法，其特征在于，应用于所述涡损差动阵列式油水界面探测***，所述***包括：中间管、中心管、至少一个油水界面探测装置、至少一个线圈结构、至少一个电压信号监测装置和地面主机；
所述涡损差动阵列式油水界面探测方法，包括以下步骤：
在所述中心管下降至盐穴储气库的过程中，所述地表主机发送工作指令至所述油水界面探测装置；
所述油水界面探测装置基于所述工作指令，向所述线圈结构发送交流电信号；
所述电压信号监测装置采集所述线圈结构输出的电信号值，基于所述电信号值计算电信号有效值并构建所述电信号组，并将所述电信号组返回至所述地面主机；
所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度。
8.根据权利要求7所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述地面主机基于所述电信号组，计算所述盐穴储气库的液位深度的步骤，包括：
所述地面主机在所述电信号组中获取数值突变点p，并基于所述突变点p获取对应的油水界面探测装置的安装位置，将所述安装位置设定为所述盐穴储气库的液位深度。
9.根据权利要求7所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述电信号有效值Ui为：
其中，为油水界面探测装置发送的交流电信号，Z1、Z2、Z3和Z4分别为环形线圈[L1、L2、L3、L4]的电抗数值,i为电压信号监测装置的序号，/>为线圈结构输出的电信号值。
10.根据权利要求8所述的涡损差动阵列式油水界面探测***，其特征在于，所述数值突变点p的判断条件为：
其中，为全称量词，/>为任意的Uk，k和p分别为电信号组的序号，Uc为线圈结构中螺旋型空心空间进入液体时输出的电信号值/>
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310692134.3A CN116878614B (zh) | 2023-06-11 | 2023-06-11 | 一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310692134.3A CN116878614B (zh) | 2023-06-11 | 2023-06-11 | 一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116878614A true CN116878614A (zh) | 2023-10-13 |
| CN116878614B CN116878614B (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=88265090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310692134.3A Active CN116878614B (zh) | 2023-06-11 | 2023-06-11 | 一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116878614B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106197605A (zh) * | 2015-05-04 | 2016-12-07 | 中国石油天然气集团公司 | 用于盐穴储气库造腔的油水界面检测***和方法 |
| US20170081955A1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | Gowell International, Llc | System and Method for a Bonded Differential Magnetic Sensor Array Using Pulsed Eddy Current for Cased-Hole Applications |
| CN115522914A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-27 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种套后储层径向远距离高精度探测方法和*** |
| CN115900883A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-04-04 | 华中科技大学 | 稳态频率扫描式储气库气液界面监测***及方法 |
| CN116067453A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-05 | 华中科技大学 | 一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距***及方法 |
-
2023
- 2023-06-11 CN CN202310692134.3A patent/CN116878614B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106197605A (zh) * | 2015-05-04 | 2016-12-07 | 中国石油天然气集团公司 | 用于盐穴储气库造腔的油水界面检测***和方法 |
| US20170081955A1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | Gowell International, Llc | System and Method for a Bonded Differential Magnetic Sensor Array Using Pulsed Eddy Current for Cased-Hole Applications |
| CN115522914A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-27 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种套后储层径向远距离高精度探测方法和*** |
| CN116067453A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-05 | 华中科技大学 | 一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距***及方法 |
| CN115900883A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-04-04 | 华中科技大学 | 稳态频率扫描式储气库气液界面监测***及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116878614B (zh) | 2024-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103776875B (zh) | 一种用于两相流检测的四扇区分布式电导传感器 | |
| RU2635343C2 (ru) | Способ, устройство и компьютерная программа для определения местоположения поверхности раздела | |
| CN103776876B (zh) | 一种分布式电导传感器的结构参数优化方法 | |
| CN106596715A (zh) | 一种阵列式瞬变电磁法多层管柱损伤检测***及方法 | |
| CN111997586B (zh) | 一种利用阵列流量测井获取水平井持水率的方法 | |
| CN1718999B (zh) | 一种气液两相流中含气率的检测方法 | |
| CN112287570B (zh) | 套管井信道电磁仿真分析方法、装置及可读存储介质 | |
| CN111075426B (zh) | 一种井下管柱套管内径变形程度的检测方法 | |
| TWI524057B (zh) | 液位量測裝置 | |
| CN116878614B (zh) | 一种涡损差动阵列式油水界面探测***及方法 | |
| CN103541718A (zh) | 用图版解释油井含水率的方法 | |
| CN102661994A (zh) | 基于螺旋电感传感器的水气相含率探测装置及其探测方法 | |
| CN105574272A (zh) | 一种基于双环电导探针阵列的水平井持水率测量方法 | |
| CN103015981B (zh) | 一种基于遗传算法的多环电极阵列传感器结构优化方法 | |
| CN108798656B (zh) | 一种基于随钻测井仪器实现电阻率测量的方法及装置 | |
| CN107462146A (zh) | 基于多互感机理的地下三维位移测量***与方法 | |
| CN105784073B (zh) | Tdr浮球开关式水位传感器及其水位测量方法 | |
| CN104748908B (zh) | 用于高压实验的微压差计量装置 | |
| Rojik et al. | Water pipe leak detection using the k-nearest neighbor method | |
| CN104077455B (zh) | 两相流环形空间集总传感***关键部件的尺寸优化方法 | |
| CN109557168A (zh) | 一种抗干扰高灵敏气液两相流相含率检测方法 | |
| JP2012132866A (ja) | 水位計および水位計測方法 | |
| Li et al. | Theoretical model construction and structure optimization of electromagnetic flow transducer based on neural network | |
| CN209025662U (zh) | 三参数压力计以及*** | |
| CN203710470U (zh) | 输液管道的监测装置及包含该监测装置的输液管道 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |