一种石油井下液面远程监测及自动补液装置

专利摘要:
一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，包括井口，在井口两侧分别设有液面自动监测仪和注水泵，液面自动监测仪和注水泵分别通过管路与井口连通；该装置还设有控制单元和数据云平台，所述控制单元的二个I/O端口分别通过RS232/TTL转换模块连接无线数据收发器和无线网络收发器，所述液面自动监测仪通过内置的无线ZigBee收发器与无线数据收发器无线连接；所述控制单元的控制输出端通过继电器与所述注水泵的电源端电联接，用于控制注水泵的启动；所述无线网络收发器无线连接所述数据云平台，所述数据云平台通过网络连接远程终端。该装置能够对井下液面深度进行自动探测，并根据井下液面深度变化进行自动补液操作，可实现远程监控。
公开号:CN214330609U
申请号:CN202120457614.8U
申请日:2021-03-03
公开日:2021-10-01
发明作者:李正任；王春波；刘元超；刘明江；李宁；邵长水；谢巍；张振兴；杨彩霞；薛健；孙俊；陈碧莹
申请人:Panjin Liaohe Oilfield Hualian Industrial Group Co ltd；
IPC主号:E21B47-047

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及油田采油作业领域，特别涉及一种石油井下液面远程监测及自动补液装置。
[n0002] 在油田采油作业中，用产油井底压力和静态井底压力做出的井底压力与产量关系曲线能给出该油井可获得的最高的产油率百分数，从而可以得到油井的开采效率。工作人员将可获知是否可从该油井采出更多的石油。其中，油井液面深度是油井的必测参数之一。
[n0003] 抽油机井液位测量是了解抽油机供液能力,确定抽油井深井泵沉没深度与工作状况的重要依据。根据井下液面深度确定的井内液柱高度,可以推算油层压力的大小,以确定抽油井的生产能力,选择抽油井最合理的生产方式。因此,井下液面深度的测量对掌握抽油井井下状况,加强对抽油井的科管理,保障抽油井长期、高效、满负荷生产,提高经济效益,都具有重要的意义。
[n0004] 钻完井试油是油田勘探开发过程中的重要环节，其工艺主要包括压井、射孔、诱喷排液、求产、测压、完井试油。在完井试油过程中，核心是井筒液面的监测，井筒中液柱与油气层压力不平衡容易引发井喷事故，这种事故属于试油过程中主要的易发生事故，因此需要及时监测井筒内的液面变化。
[n0005] 上述各个油田作业中，都应用井下液面监测技术。各油田普遍采用声波探测方式，由位于井口的声波发生器所产生的声脉(爆炸声源)通过套管环隙内的气体向下传播，在向下传播的过程中，声脉冲遇到油管接箍和石油液面会向上反射，反射回来的回波由井口的声波接收器接收，最后送给滤波器、放大器和数据采集与处理系统进行处理。
[n0006] 目前，声波探测方式一般只是获得液面深度，而有些井施工需要根据井下液面深度变化进行自动补液操作。此外，随着油田数字化、智能化、自动化进程的推进，远程监控与操作也成为功能必须。
[n0007] 为此，提出一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，实现基于声波探测的液面深度测量、自动补液和远程监控操作功能的集成化应用。
[n0008] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对井下液面深度进行自动探测，并根据井下液面深度变化进行自动补液操作，可实现远程监控的石油井下液面远程监测及自动补液装置。
[n0009] 本实用新型的技术方案如下：
[n0010] 一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，包括井口，在井口两侧分别设有液面自动监测仪和注水泵，液面自动监测仪和注水泵分别通过管路与井口连通；该装置还设有控制单元和数据云平台，所述控制单元的二个I/O端口分别通过RS232/TTL转换模块连接无线数据收发器和无线网络收发器，所述液面自动监测仪通过内置的无线ZigBee收发器与无线数据收发器无线连接；所述控制单元的控制输出端通过继电器与所述注水泵的电源端电联接，用于控制注水泵的启动；所述无线网络收发器无线连接所述数据云平台，所述数据云平台通过网络连接远程终端，用于将井下液面深度数据通过数据云平台传给远程终端。
[n0011] 作为优选，所述液面自动监测仪采用XSZD-E型。
[n0012] 作为优选，所述无线数据收发器采用顺舟智能SZ02系列Zigbee无线串口通信设备。
[n0013] 作为优选，所述控制单元为ARDUINO系列单片机。
[n0014] 作为优选，所述无线网络收发器为USR-G780V2型DTU模块。
[n0015] 作为优选，所述数据云平台为任一种商用物联网平台。
[n0016] 本实用新型的有益效果是：
[n0017] 1、由于在井口两侧分别设有液面自动监测仪和注水泵，液面自动监测仪和注水泵分别通过管路与井口连通；通过液面自动监测仪能够探测出液面深度数据并传给控制单元，通过控制单元的控制输出端经继电器与所述注水泵的电源端电联接，因此能够根据井下液面深度变化进行自动补液操作；自动化程度高。
[n0018] 2、由于所述控制单元的二个I/O端口分别通过RS232/TTL转换模块连接无线数据收发器和无线网络收发器，所述无线网络收发器无线连接所述数据云平台，所述数据云平台通过网络连接远程终端，因此能够将井下液面深度数据通过数据云平台传给远程终端，实现基于物联网的井下液面深度远程监控与操作。
[n0019] 图1是本实用新型的结构方框图。
[n0020] 图2是本实用新型的补液流程图。
[n0021] 图中：井口1、液面自动监测仪2、无线数据收发器3、控制单元4、无线网络收发器5、数据云平台6、远程监控计算机7、远程监控手机8、RS232/TTL转换模块9、注水泵10。
[n0022] 下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[n0023] 如图1-图2所示，本实用新型涉及的一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，包括井口1，在井口1两侧分别设有液面自动监测仪2和注水泵10，所述液面自动监测仪2采用XSZD-E型，且内置无线ZigBee收发器和声波发生器。液面自动监测仪2的声波发生器出口和注水泵10出口分别通过管路与井口连通。
[n0024] 该装置还设有控制单元4和数据云平台6，所述控制单元4为ARDUINO系列单片机，该控制单元4的二个I/O端口分别通过一个RS232/TTL转换模块9连接无线数据收发器3和无线网络收发器5，所述无线数据收发器3采用顺舟智能SZ02系列Zigbee无线串口通信设备；所述液面自动监测仪2通过内置的无线ZigBee收发器与无线数据收发器3无线连接。所述控制单元4的控制输出端通过继电器与所述注水泵10的电源端电联接，用于控制注水泵10的启动。
[n0025] 所述无线网络收发器5为USR-G780V2型DTU模块，用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送；所述无线网络收发器5无线连接所述数据云平台6，所述数据云平台6为任一种商用物联网平台并通过网络连接远程终端，用于将井下液面深度数据通过数据云平台6传给远程终端。
[n0026] 所述远程终端包括远程监控计算机7和远程监控手机8，用于实现在远程终端设备上显示井下液面深度数据。
[n0027] 工作时如图2所示，由控制单元4定时发送信号采集指令，采集指令是TTL电平，通过RS232/TTL转换模块9转换成RS232电平信号，然后通过无线数据收发器3无线发送给液面自动监测仪2。当液面自动监测仪2内置的无线ZigBee收发器接收到指令时，控制声波发生器产生一次声音脉冲，并根据回波计算出井下液面的深度。液面自动监测仪2将液面深度数据再通过内置的无线ZigBee收发器无线发送给无线数据收发器3，然后通过RS232/TTL转换模块9转换成TTL电平信号输入给控制单元4。由控制单元4根据实测井下液面深度值与预置的液面深度值进行比较；如果液面低于预置液面深度，控制单元4通过继电器启动注水泵10进行自动补液处理。
[n0028] 在工作过程中，控制单元4将采集到的液面深度数据通过RS232/TTL转换模块9转换成RS232电平信号，然后通过无线网络收发器5，将串口数据转换为IP数据，通过无线通信网络无线发送到数据云平台6，数据云平台6将液面深度数据传输给远程监控计算机7或者远程监控手机8等终端设备，在这些终端设备上显示井下液面深度数据。同时通过远程监控计算机7或者远程监控手机8，可以设置井下液面深度采集的频率，以及预置液面深度数据，也可以进行井下液面深度主动采集和手动补液控制。
[n0029] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，包括井口，其特征是：在井口两侧分别设有液面自动监测仪和注水泵，液面自动监测仪和注水泵分别通过管路与井口连通；该装置还设有控制单元和数据云平台，所述控制单元的二个I/O端口分别通过RS232/TTL转换模块连接无线数据收发器和无线网络收发器，所述液面自动监测仪通过内置的无线ZigBee收发器与无线数据收发器无线连接；所述控制单元的控制输出端通过继电器与所述注水泵的电源端电联接，用于控制注水泵的启动；所述无线网络收发器无线连接所述数据云平台，所述数据云平台通过网络连接远程终端，用于将井下液面深度数据通过数据云平台传给远程终端。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，其特征是：所述液面自动监测仪采用XSZD-E型。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，其特征是：所述无线数据收发器采用顺舟智能SZ02系列Zigbee无线串口通信设备。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，其特征是：所述控制单元为ARDUINO系列单片机。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，其特征是：所述无线网络收发器为USR-G780V2型DTU模块。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种石油井下液面远程监测及自动补液装置，其特征是：所述数据云平台为任一种商用物联网平台。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120457614.8U|CN214330609U|2021-03-03|2021-03-03|一种石油井下液面远程监测及自动补液装置|CN202120457614.8U| CN214330609U|2021-03-03|2021-03-03|一种石油井下液面远程监测及自动补液装置|