技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田采油生產(chǎn)用的液位檢測技術(shù)，具體涉及一種用力敏傳感器進(jìn)行油井采油過程監(jiān)測的方法，它包括液面檢測及采油滿載判定。

背景技術(shù)

目前，油井液面測量的方法主要是在井口用高壓氣體或子彈產(chǎn)生聲波，利用安裝在井口的聲波接收器(通常為高靈敏度麥克風(fēng))接收反射聲波，由聲波接收器接收反射聲波并轉(zhuǎn)換成電信號，通過控制電路進(jìn)行數(shù)字處理，自動計算出液面深度。但是，這種油井液面測量方法存在著以下幾個問題，其一，聲波測量方法由于聲波衰減，經(jīng)常有較大誤差或者測量不到反射波；其二，這種方法由于受到聲波發(fā)射端的壓力氣體容量或子彈容量的限制，因此不能實(shí)現(xiàn)長時間的實(shí)時測量，并且這種測量方法的成本較高。而油井下的液面是實(shí)時變化的，這種方法會造成抽油機(jī)的抽汲參數(shù)和井下實(shí)際情況不匹配，使得采油工藝不合理，降低油井抽油的效率，增加采油的成本。因此，研制抽油機(jī)油井液面連續(xù)測量方法和裝置，既可以為實(shí)時調(diào)整油井的抽汲參數(shù)提供依據(jù)，保證采油的高效率，又可以實(shí)現(xiàn)油井采油的自動化，對實(shí)現(xiàn)油井高效率的開發(fā)具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對采油筒深入到油液中的油井采油方法，提供一種油井采油過程監(jiān)測方法，該方法具有實(shí)時測量的特點(diǎn)，并且易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種油井采油過程監(jiān)測方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

第1步當(dāng)空載的采油筒開始下降時，力敏傳感器測量連接采油筒鋼絲繩的拉力F₁；

第2步當(dāng)力敏傳感器所測的拉力F₁呈增大的趨勢時，表明采油筒鋼絲繩在下降過程中；

第3步當(dāng)鋼絲繩拉力F₁在一個預(yù)先設(shè)定的時間間隔內(nèi)減小超過預(yù)先設(shè)定的閾值時，即判斷采油筒已經(jīng)到達(dá)液面，并且鋼絲繩拉力達(dá)到采油筒空載時的最大值，記為F_1max；

第4步當(dāng)鋼絲繩拉力F₁逐漸減小時，表明在采油筒在液面下繼續(xù)下降；

第5步當(dāng)鋼絲繩拉力F₁逐漸增大時，表明油井內(nèi)的油液開始逐漸流入到采油筒內(nèi)，當(dāng)F₁接近F_1max時，表明流入采油筒的油液接近滿載。

本發(fā)明可以為油井采油提供一種油井采油過程監(jiān)測方法，包括油井液面的檢測及采油滿載判定。該方法是通過力敏傳感器測量升降采油筒鋼絲繩的拉力變化，判斷與鋼絲繩連接的采油筒在油井中的狀態(tài)。通過獲取的采油筒采油狀態(tài)的信息，可以控制拉升鋼絲繩電機(jī)的運(yùn)行與速度，達(dá)到高效采油的目的。本發(fā)明方法具有易于實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)時、持續(xù)測量采油狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，因此可以用于實(shí)時控制抽油機(jī)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)油井高效率的采油。

附圖說明

圖1為本發(fā)明監(jiān)測方法的實(shí)施例的流程框圖；

圖2為本發(fā)明監(jiān)測方法中力敏傳感器信號圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合設(shè)計實(shí)例和附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法和工作原理。

如附圖1所示，圖中的鋼絲繩直接連接著采油筒，力敏傳感器實(shí)時測量鋼絲繩的受力，力敏傳感器采集的模擬信號通過功率放大器將信號放大，然后通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并由計算機(jī)記錄該數(shù)字信號。當(dāng)監(jiān)測到采集的數(shù)字信號減小(小于95％)并持續(xù)一段時間(5-10秒)，則可以判斷采油筒到油井油液面，此時由計算機(jī)輸出控制用數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速或啟停，從而控制鋼絲繩即采油筒的運(yùn)動。

測量鋼絲繩拉力方法可以采用載荷傳感器或應(yīng)變片等傳感器測量鋼絲繩導(dǎo)向輪支座上受到的鋼絲繩合力，也可采用鋼絲繩張力測試儀測量鋼絲繩上的張力，通過鋼絲繩合力或張力的反求可以得到鋼絲繩的拉力。

本發(fā)明提供的油井采油過程監(jiān)測方法，包括以下步驟：

(1)如圖2所示，橫坐標(biāo)表明時間，縱坐標(biāo)表示傳感器測量結(jié)果，在t₀時刻，空載的采油筒開始下降，采油筒未接觸液面，力敏傳感器直接或間接測量連接采油筒鋼絲繩的拉力。此時，力敏傳感器測量的主要是采油筒和鋼絲繩的重力，可用公式(1)表示。

F₁＝G_采油筒+G_鋼絲繩(1)

式中，F(xiàn)1表示鋼絲繩的拉力，G_采油筒表示采油筒受到的重力，G_鋼絲繩表示鋼絲繩受到的重力。