一种井下压力计、油井间歇捞油系统及方法

技术领域

本发明属于油井间歇采油装置技术领域，具体涉及一种井下压力计、油井间歇捞油系统及方法。

背景技术

目前，在油田开采过程中，由于油井的井下状况、供液能力、下泵深度、泵效影响油井动液面、供排关系等因素，会导致油井在产油量、抽取效率和抽取时间上的差异性。尤其是低产油井，在供排关系上不具备全天运行的生产能力，需要根据油井生产情况，确定间歇采油工作制度。

为降低产能投资和运行成本，提高低渗透、低产量油田开发效益，采用提捞采油工艺技术，将抽油机机械采油转变为采用捞油装置提捞采油。现有的固定式油井捞油装置，采用定时提捞工作制度，需要人工操作装置启停，存在不能实时、远程控制以及捞油工作制度欠合理等问题。

井底压力和温度等数据是进行油藏分析、了解油井工作状态的重要数据。利用井下电子压力计可以获取井底流动压力、静止压力、液面高度、压力恢复曲线等相关数据来确定油井工作状态，进而可以确定出合理的间歇捞油工作制度，但常用井下压力计(通常为存储式和直读式压力计)存在采集数据不能同步分析、施工成本高、易出现电缆碰伤事故等问题。

发明内容

本发明提供了一种井下压力计、油井间歇捞油系统及方法，目的在于提供一种能够实时采集、传输、解析压力温度数据并计算动液面，确定间歇捞油工作制度，实现对固定式捞油装置的实时控制，从而形成油井自动根据井下状况进行提捞采油的自动装置，以提高油井举升效率，降低运行成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种井下压力计，包括通信上电插头、电池组、系统电源、温度传感器、电路板、压力传感器、激励插座、激励插头、碟簧、铅加重、磁致伸缩棒材、线圈骨架、激励线圈、壳体和磁致伸缩棒材底座；所述的通信上电插头、电池组、系统电源、温度传感器、压力传感器、激励插座、激励插头、铅加重和磁致伸缩棒材底座均设置在壳体内；所述通信上电插头、电池组、压力传感器、激励插座、激励插头、铅加重和磁致伸缩棒材底座从上至下依顺序设置；电池组与通信上电插头电连接；所述系统电源和温度传感器设置在电池组与压力传感器之间，系统电源与电池组连接并分别为温度传感器和压力传感器供电；所述电路板固定连接在温度传感器上，并分别与温度传感器和压力传感器电信号连接；所述激励插座与激励插头插接；所述碟簧设置在铅加重上端，铅加重的下端通过磁致伸缩棒材连接有磁致伸缩棒材底座；磁致伸缩棒材外沿周向通过线圈骨架连接有激励线圈。

一种油井间歇捞油系统，至少包括油管，还包括井下压力计及油管、地面控制器、固定捞油装置和捞油抽子；所述的井下压力计耦合在油井中油管内的下端；所述固定捞油装置与连接在油管上端口的捞油抽子连接；所述地面控制器设置在地面上且与油管接触；所述地面控制器与固定捞油装置及井下压力计电信号连接。

所述的地面控制器采用的是PLC控制器；PLC控制器至少包括解析模块、显示模块、计算模块、控制模块和存储模块；所述的解析模块分别与显示模块和井下压力计电信号连接；所述的计算模块分别与控制模块、井下压力计和存储模块电信号连接；所述的控制模块与固定捞油装置电信号连接。

所述的固定捞油装置包括固定捞油装置控制机构、固定捞油装置底座、滚筒、减速器、支撑梁、钢丝绳和钢丝绳密封器；所述滚筒、减速器和支撑梁分别固定连接在固定捞油装置底座上；所述固定捞油装置控制机构通过减速器与滚筒连接；所述钢丝绳的一端缠绕在滚筒上，钢丝绳的另一端通过支撑梁与捞油抽子连接，钢丝绳与捞油抽子的连接处设置有钢丝绳密封器；所述滚筒与钢丝绳的切点、钢丝绳与支撑梁的连接点、钢丝绳与捞油抽子的连接点三点共面。

所述的固定捞油装置控制机构为安装有控制模块的电动机。

一种油井间歇捞油系统的间歇捞油方法，包括如下步骤：

步骤一：井下压力计测量井底压力和温度，并将获取的压力和温度信号进行声电转换，声音信号通过油管传递到地面控制器；

步骤二：地面控制器对接受到的信号进行处理；

步骤三：当地面控制器处理的结果为符合抽油条件时，由地面控制器向固定捞油装置发送控制信号，固定捞油装置中的固定捞油装置控制机构接受到信号后启动，使滚筒转动，在钢丝绳的带动下捞油抽子在油井中进行捞油操作；

步骤四：当地面控制器处理的结果为不符合抽油条件时，由地面控制器向固定捞油装置发送控制信号，固定捞油装置中的固定捞油装置控制机构接受到信号后停止，滚筒停止转动，捞油抽子停止捞油操作。

有益效果：

本发明的井下压力计，能够实时采集、传输，地面控制器实时获取数据并进行解析，并计算动液面，确定间歇捞油工作制度，实现对固定式捞油装置的实时控制，从而形成油井自动根据井下状况进行提捞采油，提高了油井举升效率，降低了运行成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例，详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的构成图。

图2是本发明中的井下压力计结构示意图一；

图3是本发明中的井下压力计结构示意图二；

图4是本发明中地面控制器结构示意图；

图5是本发明中固定捞油装置结构示意图。

图中：1-井下压力计；2-油管；3-地面控制器；4-固定捞油装置；5-固定捞油装置控制机构；6-捞油抽子；7-通信上电插头；8-电池组；9-系统电源；10-温度传感器；11-电路板；12-压力传感器；13-激励插座；14-激励插头；15-碟簧；16-铅加重；17-磁致伸缩棒材；18-线圈骨架；19-激励线圈；20-壳体；21-磁致伸缩棒材底座；22-固定捞油装置底座；23-滚筒；24-减速器；25-电动机；26-支撑梁；27-钢丝绳；28-钢丝绳密封器；29-油井。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参照图2和图3所示的一种井下压力计，包括通信上电插头7、电池组8、系统电源9、温度传感器10、电路板11、压力传感器12、激励插座13、激励插头14、碟簧15、铅加重16、磁致伸缩棒材17、线圈骨架18、激励线圈19、壳体20和磁致伸缩棒材底座21；所述的通信上电插头7、电池组8、系统电源9、温度传感器10、压力传感器12、激励插座13、激励插头14、铅加重16和磁致伸缩棒材底座21均设置在壳体20内；所述通信上电插头7、电池组8、压力传感器12、激励插座13、激励插头14、铅加重16和磁致伸缩棒材底座21从上至下依顺序设置；电池组8与通信上电插头7电连接；所述系统电源9和温度传感器10设置在电池组8与压力传感器12之间，系统电源9与电池组8连接并分别为温度传感器10和压力传感器12供电；所述电路板11固定连接在温度传感器10上，并分别与温度传感器10和压力传感器12电信号连接；所述激励插座13与激励插头14插接；所述碟簧15设置在铅加重16上端，铅加重16的下端通过磁致伸缩棒材17连接有磁致伸缩棒材底座21；磁致伸缩棒材17外沿周向通过线圈骨架18连接有激励线圈19。

本发明的工作原理：将获取的压力、温度信号转换成频率不同的声音信号，声音信号通过油管传递到地面控制器。

在实际使用时，温度传感器10和压力传感器12完成井下压力和温度的测量并数据获取，如图2部分。如图3所示的部分构成了超致磁伸缩换能器，超致磁伸缩换能器能够将温度传感器10和压力传感器12获取的压力、温度信号转换成不同频率的声波信号通过油管传递到地面控制器3。其中，温度传感器10和压力传感器12测取的压力和温度信号为电信号，当电信号在通过激励线圈19时产生不同电流，电流变化产生磁场变化，使得磁致伸缩材料产生动作，转换成声音信号。

本发明的压力计能够将采集的数据电信号实时转换成声音信号并传输给地面控制器3进行同步分析。发明本施工成本低，且避免了现有技术中的压力计易出现电缆碰伤事故发生。

实施例二：

参照图1所示的一种油井间歇捞油系统，至少包括油管2，还包括如权利要求1所述的井下压力计1及油管2、地面控制器3、固定捞油装置4和捞油抽子6；所述的井下压力计1耦合在油井29中油管2内的下端；所述固定捞油装置4与连接在油管2上端口的捞油抽子6连接；所述地面控制器3设置在地面上且与油管2接触；所述地面控制器3与固定捞油装置4及井下压力计1电信号连接。

在具体应用时，井下压力计1测量井底压力和温度，并将获取的压力和温度信号进行声电转换，声音信号通过油管2传递到地面控制器3；地面控制器3对接受到的信号进行处理。当地面控制器3处理的结果为符合抽油条件时，由地面控制器3向固定捞油装置4发送控制信号，固定捞油装置4接受到信号后启动，带动下捞油抽子6在油井29中进行捞油操作。当地面控制器3处理的结果为不符合抽油条件时，由地面控制器3向固定捞油装置4发送控制信号，固定捞油装置4接受到信号后停止，捞油抽子6停止捞油操作。

本发明通过井下压力计，能够实时采集、传输，地面控制器实时获取数据并进行解析，并计算动液面，确定间歇捞油工作制度，实现了对固定式捞油装置的实时控制，从而形成油井自动根据井下状况进行提捞采油，提高了油井举升效率，降低了运行成本。

实施例三：

参照图1和图4所示的一种油井间歇捞油系统，在实施例二的基础上：所述的地面控制器3采用的是PLC控制器；PLC控制器至少包括解析模块、显示模块、计算模块、控制模块和存储模块；所述的解析模块分别与显示模块和井下压力计1电信号连接；所述的计算模块分别与控制模块、井下压力计1和存储模块电信号连接；所述的控制模块与固定捞油装置4电信号连接。

在具体应用时，地面控制器3采用PLC控制器，能够方便的进行控制操作。控制器接收压力和温度两路声电输入信号；解析模块对声电信号进行解析并转换成压力和温度值，显示模块实时显示压力和温度值，人工可以直接读取；计算模块通过获取的压力和温度值计算动液面，根据内置计算算法确定间歇捞油工作制度，并判断是否符合抽油条件；如果符合条件由控制模块向固定捞油装置4发送控制信号，启动固定捞油装置4；温度压力值、计算结果值等存储在存储模块内。

在具体应用时，地面控制器3采用PLC控制器，能够方便的进行控制操作。

实施例四：

参照图1和图5所示的一种油井间歇捞油系统，在实施例二的基础上：所述的固定捞油装置4包括固定捞油装置控制机构5、固定捞油装置底座22、滚筒23、减速器24、支撑梁26、钢丝绳27和钢丝绳密封器28；所述滚筒23、减速器24和支撑梁26分别固定连接在固定捞油装置底座22上；所述固定捞油装置控制机构5通过减速器24与滚筒23连接；所述钢丝绳27的一端缠绕在滚筒23上，钢丝绳27的另一端通过支撑梁26与捞油抽子6连接，钢丝绳27与捞油抽子6的连接处设置有钢丝绳密封器28；所述滚筒23与钢丝绳27的切点、钢丝绳27与支撑梁26的连接点、钢丝绳27与捞油抽子6的连接点三点共面。

进一步的，所述的固定捞油装置控制机构5为安装有控制模块的电动机25。

在实际使用时，井下压力计1测量井底压力和温度，并将获取的压力和温度信号进行声电转换，声音信号通过油管2传递到地面控制器3；地面控制器3对接受到的信号进行处理；当地面控制器3处理的结果为符合抽油条件时，由地面控制器3向固定捞油装置4发送控制信号，固定捞油装置4中的有控制模块的电动机25接受到信号后启动，使滚筒23转动，在钢丝绳27的带动下捞油抽子6在油井29中进行捞油操作；当地面控制器3处理的结果为不符合抽油条件时，由地面控制器3向固定捞油装置4发送控制信号，固定捞油装置4中的有控制模块的电动机25接受到信号后停止，滚筒23停止转动，捞油抽子6停止捞油操作，实现油井间歇捞油，节约了捞油成本。

实施例五：

一种油井间歇捞油系统的间歇捞油方法，包括如下步骤：

步骤一：井下压力计1测量井底压力和温度，并将获取的压力和温度信号进行声电转换，声音信号通过油管2传递到地面控制器3；

步骤二：地面控制器3对接受到的信号进行处理；

步骤三：当地面控制器3处理的结果为符合抽油条件时，由地面控制器3向固定捞油装置4发送控制信号，固定捞油装置4中的固定捞油装置控制机构5接受到信号后启动，使滚筒23转动，在钢丝绳27的带动下捞油抽子6在油井29中进行捞油操作；

步骤四：当地面控制器3处理的结果为不符合抽油条件时，由地面控制器3向固定捞油装置4发送控制信号，固定捞油装置4中的固定捞油装置控制机构5接受到信号后停止，滚筒23停止转动，捞油抽子6停止捞油操作。

本发明的采用，能够实时采集、传输，地面控制器实时获取数据并进行解析，并计算动液面，确定间歇捞油工作制度，实现对固定式捞油装置的实时控制，从而形成油井自动根据井下状况进行提捞采油，提高了油井举升效率，降低了运行成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。