CN201786349U - 一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置 - Google Patents

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何保生
刘刚
周建良
刘志国
王平双
曹砚锋
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China University of Petroleum East China
China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Abstract

本实用新型涉及一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：它包括一油流引入管路和一油流返回管路，所述油流引入管路和油流返回管路平行设置在油气井的一油气产出管线上，并与所述油气产出管线轴向垂直；所述油流引入管路上设置有一定量泵，所述油流返回管路上还设置有一压力传感器，所述油流引入管路和油流返回管路之间连通设置有一油流监测管路，所述油流监测管路与油流返回管路之间设置有一信号感受鼓膜，所述信号感受鼓膜上紧密粘接有一高频信号感受器。本实用新型适应用于油气井开发工程领域。

Description

一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于油气井出砂检测装置，特别是关于一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置。
背景技术
油气层出砂是油气开采过程中储层胶结疏松、强度低、流体冲刷等原因造成的射孔孔道附近或井底带砂岩层结构被破坏，使得砂粒随流体从油层中运移出来并进入井筒的现象。随着能源需求的增大，油气开发的力度快速提高，出砂已成为困扰油田生产的关键问题，若不能及早发现、有效控制，可能造成油气层砂埋、油管砂堵、地面管汇积砂等后果，对油气田生产影响极大。影响地层出砂的因素很多，具有很强的不确定性。目前国内在油井出砂方面的研究还主要局限于出砂机理和出砂预测两个方面，但仅仅靠预测出砂远远不能满足生产需要，急需能够在地面对出砂进行连续监测的方法和装备，实时监测油井出砂量，以指导采油生产及时调整参数，保证适度出砂，达到提高油井产能，延长油井产寿命的目的。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够实时监测油气井出砂量的用于油气井出砂监测的高频信号感受装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：它包括一油流引入管路和一油流返回管路，所述油流引入管路和油流返回管路平行设置在油气井的一油气产出管线上，并与所述油气产出管线轴向垂直；所述油流引入管路上设置有一定量泵，所述油流返回管路上还设置有一压力传感器，所述油流引入管路和油流返回管路之间连通设置有一油流监测管路，所述油流监测管路与油流返回管路之间设置有一信号感受鼓膜，所述信号感受鼓膜上紧密粘接有一高频信号感受器。
沿所述油流监测管路与油流返回管路连接的端口的内周壁设置有一双曲流线形的喷嘴，所述喷嘴的大孔径开口朝下，小孔径开口朝上。
所述油流监测管路上包裹一层加温装置，所述加温装置上设置有一温度传感器。
所述信号感受鼓膜和高频信号感受器外固定连接有一高压保护罩。
所述油流引入管路和油流返回管路上均设置有一截止阀。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于设置有油流引入管路、油流返回管路、油流监测管路、压力传感器和定量泵，油流监测管路的顶部开放端上固定连接有一信号感受鼓膜，且信号感受鼓膜上紧密粘接有一高频信号感受器，定量泵根据压力传感器测得的油气流压力，可以对油气流加压并控制油气流的流动速度，从而为油气流中的砂粒提供动能，油气流中的砂粒撞击在信号感受鼓膜产生的频率信号被高频信号感受器感受到，从而起到了实时监测油气井出砂量的作用。2、本实用新型由于油流监测管路中设置有一中空的圆柱体，且圆柱体的顶部与油流返回管路底部管壁位于同一水平面上，圆柱体的中空部分是一双曲流线形的喷嘴，喷嘴的大口径朝下，小口径朝上，因此有利于增大油气流的速度和冲击力，提高本实用新型的检测能力。3、本实用新型由于油流监测管路上包裹一层加温装置，加温装置上设置有一温度传感器，温度传感器将温度输送给外界控制装置，控制加热装置为油气流升温，降低油气流粘度，以增强在一定压差下的油气流速及砂粒运动速度，进而增强***对振动信号的感应效果。4、本实用新型由于信号感受鼓膜和高频信号感受器外固定连接有一高压保护罩，因此可以起到防止管路高压击穿信号感受鼓膜造成对生产平台的安全隐患。5、本实用新型由于在油流引入管路和油流返回管路上均设置有一截止阀，因此可以截断从油气产出管线流出的油气流，在不影响生产的情况下维修监测***，或不需监测时关闭监测***，方便操作。本实用新型适应用于油气井开发工程领域。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图2是图1中A区的局部放大图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
根据油气井开采过程中，油气流在管路中以一定的速度流动，如果油气流中存在有一定粒径的砂粒，这些砂粒也会以一定的速度随油气流一起运动。当运动的砂粒遇到阻挡物时，砂粒会对阻挡物造成冲击，该冲击会使阻挡物产生振动。砂粒的粒径越大，对阻挡物的冲击力越大；砂粒越多，对阻挡物的冲击次数越多。
如图1、图2所示，本实用新型包括一油流引入管路1和一油流返回管路2，油流引入管路1和油流返回管路2平行设置在油气井的一油气产出管线3上，油流引入管路1位于下方，油流返回管路2位于上方，并与油气产出管线3轴向垂直。油流引入管路1和油流返回管路2上靠近油气产出管线3的位置分别设置有一截止阀4，用于截断从油气产出管线3流出的油气流，从而可以在不影响生产的情况下维修高频信号感受装置，或不需监测时关闭高频信号感受装置。油流返回管路2上还设置有一压力传感器5，用于监测经过油流返回管路2中的油气流的压方。油流引入管路1上还设置有一定量泵6，定量泵6固定在生产平台上，定量泵6的电源由生产平台提供，定量泵6根据压力传感器5测得的油气流压力，可以对油气流加压并控制油气流的流动速度，从而为油气流中的砂粒提供更大的动能。
油流引入管路1和油流返回管路2之间连通有一油流监测管路7，油流监测管路7与油流返回管路2的连接处通过螺纹固定连接有一信号感受鼓膜8，作为阻挡物感受油气流中砂粒的冲击。信号感受鼓膜8是一块圆形不锈钢波纹片(图中未示出)，以增强对砂粒冲击的感受效果。信号感受鼓膜8上紧密粘接有一高频信号感受器9，用于感受油气流中砂粒对信号感受鼓膜8的冲击信号，并将感受到的信号通过信号电缆将信号传输给外界的2次仪表和计算机，本实施例中，高频信号感受器9的感受频率范围宜大于10KHz。信号感受鼓膜8和高频信号感受器9外固定连接有一高压保护罩10，高压保护罩10可以起到防止管路高压击穿信号感受鼓膜8造成对生产平台的安全隐患。
油流监测管路7外包裹一层加温装置11，加温装置11可以是电阻丝加热方式，电源由生产平台提供。为油流监测管路7加热是为了使其中的油气流温度升高，从而降低油气流粘度，进而增强在一定压差下的油气流速及砂粒运动速度，以增强***对振动信号的感应效果。加温装置11上设置有一温度传感器12，用于实时监测管路的温度。
上述实施例中，沿油流监测管路7与油流返回管路2连接的端口的内周壁设置有一双曲流线形的喷嘴13，喷嘴13的大孔径开口朝下，小孔径开口朝上，利于增大油气流的速度和冲击力。
本实用新型工作时，开启阀4和定量泵6，流经油井产出管线3的含砂油气流通过与其连接的油流引入管路1进入定量泵6，经定量泵6加压后的含砂油气流以一定的流速进入油流监测管路7，油流监测管路7中的含砂油气流经加温装置11加温后减低粘度，再流经喷嘴13加速，加速后的含沙流体冲击信号感受鼓膜8，安装在信号感受鼓膜8上部的高频信号感受器9感受到流体中砂粒对信号感受鼓膜8的冲击信号，从而完成了本发明提出的感受砂粒引发鼓膜冲击振动信号的目的。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：它包括一油流引入管路和一油流返回管路，所述油流引入管路和油流返回管路平行设置在油气井的一油气产出管线上，并与所述油气产出管线轴向垂直；所述油流引入管路上设置有一定量泵，所述油流返回管路上还设置有一压力传感器，所述油流引入管路和油流返回管路之间连通设置有一油流监测管路，所述油流监测管路与油流返回管路之间设置有一信号感受鼓膜，所述信号感受鼓膜上紧密粘接有一高频信号感受器。
2.如权利要求1所述的一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：沿所述油流监测管路与油流返回管路连接的端口的内周壁设置有一双曲流线形的喷嘴，所述喷嘴的大孔径开口朝下，小孔径开口朝上。
3.如权利要求1所述的一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：所述油流监测管路上包裹一层加温装置，所述加温装置上设置有一温度传感器。
4.如权利要求2所述的一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：所述油流监测管路上包裹一层加温装置，所述加温装置上设置有一温度传感器。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：所述信号感受鼓膜和高频信号感受器外固定连接有一高压保护罩。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：所述油流引入管路和油流返回管路上均设置有一截止阀。
7.如权利要求5所述的一种用于油气井出砂监测的高频信号感受装置，其特征在于：所述油流引入管路和油流返回管路上均设置有一截止阀。
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