一种潜油泵井下流量多参数载波装置

技术领域

本发明涉及潜油泵井下流量多参数载波传感器装置技术领域，具体涉及一种潜油泵井下流量多参数载波装置。

背景技术

无杆采油潜油泵工作时，井液是通过油潜油泵下端的井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器吸入口进入潜油泵内举升，直接使用串行通信协议，解决了传输速度无法提供潜油电泵的实时工况参数，根据极低频电力载波通信方式，制定通信协议，利用电平信号的长度表示所传输的数据值，实现信号的传输速度，潜油泵井下流量多参数载波传感器装置，包括极低频电力线载波入手，结合电力线载波信道模型和井下多元传感器的通信要求，分析井下多元传感器信号传输通道的特点，引入极低频电力线载波装置，分析电力线载波传输特性和信道模型，并分析采用极低频电力线载波通信方式的优越性，基于所得的井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器的信道模型，结合井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器通信方式的特点和要求研制井下多元传感器的通信线路，最后基于极低频电力线载波装置为井下潜油泵井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器设计系统传输协议。

现有技术存在以下不足：现有的潜油电泵机组长期工作在高温、高压、强振动的井下环境中，甚至有可能出现电机空转、堵转等恶劣工况，这些严重影响了潜油电泵的使用寿命，潜油电机以及多级离心泵都工作于深井之中，每次维护都需要起井、下井，不仅影响生产任务，而且需要消耗大量的人力、物力和财力，因此，延长潜油电泵的维护时间，减少潜油电泵的故障率，对原油开采成本的降低以及其稳产、高产有着重要的意义。

因此，发明一种潜油泵井下流量多参数载波装置很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种潜油泵井下流量多参数载波装置，通过第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构来实时收集井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器所监测的井下工况数据，以解决潜油电泵的使用寿命低、维护麻烦、影响任务，故障率高、开采成本也高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种潜油泵井下流量多参数载波装置，包括电机连接件，所述电机连接件底部固定设有壳体，所述电机连接件延伸入壳体内部，所述壳体内部分别设有第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构；

所述第一检测机构包括压力传感器，所述压力传感器固定设于壳体内部，所述压力传感器外部套设有变压器绝缘密封，所述变压器绝缘密封内部嵌设有变压器，所述变压器绝缘密封外侧套设有连接件密封，所述连接件密封嵌设于电机连接件和壳体之间；

所述第二检测机构包括绝缘套，所述绝缘套设于壳体内部，所述绝缘套外部套设有绝缘套密封，所述绝缘套密封外侧与壳体内壁相接触，所述绝缘套底部设有压力温度芯片，所述压力温度芯片底部设有电磁流量集成芯片，所述电磁流量集成芯片底部设有微波法含水集成芯片，所述微波法含水集成芯片底部设有芯片连接螺钉，所述芯片连接螺钉底部设有芯片隔离板，所述芯片连接螺钉分别贯穿微波法含水集成芯片、电磁流量集成芯片和压力温度芯片并与绝缘套通过螺纹连接，所述芯片连接螺钉一侧设有芯片隔离板，所述芯片连接螺钉贯穿芯片隔离板并与芯片隔离板通过螺纹连接。

优选的，所述第三检测装置包括下连接器，所述下连接器固定设于壳体底部，所述下连接器内部固定设有孔密封塞，所述孔密封塞一侧设有温度探头，所述温度探头嵌设于壳体内部。

优选的，所述壳体一侧分别固定嵌设有第一微波含水探头和电磁流量探头。

优选的，所述变压器绝缘密封顶部设有弹簧垫片，所述弹簧垫片套设于压力传感器外部，所述弹簧垫片外侧与壳体内壁相接触。

优选的，所述壳体嵌设有第二微波含水探头，所述壳体内部固定设有探头绝缘板。

优选的，所述压力传感器顶部固定连接有磁波导线，所述磁波导线两侧均固定设有电源线，所述磁波导线和电源线均延伸出电机连接件外部。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过潜油电泵有可能出现的各种恶劣工作环境，潜油泵井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器实时监测井下的环境压力、泵进口流量、含水、压力、井液温度值、机组温度值、机组振动值以及星点泄漏电流多个工况参数，以便根据这些状态参数及时地调整潜油电泵机组的工作参数，这对延长潜油电泵的使用寿命、减少潜油电泵的故障率有着重要的研究意义和实用价值；

2、本发明通过延长潜油电泵的维护时间，减少潜油电泵的故障率，减少了潜油电泵地面计量设备的投入，对原油开采成本的降低以及其稳产、高产有着重要的意义，从而能实现非常规油田自动化开采的应用。

3、本发明通过对传感器进行参数标定实验技术手段借鉴现有的温度、压力传感器的经验，提高工具材料的耐腐蚀性，解决了目前需求的耐冲蚀、抗硫性能，保持井下一次仪表的元件和电路板耐久性等问题，潜油泵井下流量多参数载波传感器装置达到了降成本，提高了效率的目的，可用于不同直径水平井，不受油井套管尺寸的限制，从而能实现页岩油小直径套管的应用。

附图说明

图1为本发明提供的整体结构示意图；

图2为本发明提供的主视剖视图；

图3为本发明提供的侧视剖视图；

图4为本发明提供的俯视剖视图；

图5为本发明提供的图2中A处放大图；

图6为本发明提供的图2中B处放大图。

图中：1电机连接件、2压力传感器、3变压器绝缘密封、4连接件密封、5变压器、6绝缘套密封、7绝缘套、8压力温度芯片、9电磁流量集成芯片、10微波法含水集成芯片、11芯片隔离板、12芯片连接螺钉、13第一微波含水探头、14下连接器、15第二微波含水探头、16电磁流量探头、17探头绝缘板、18弹簧垫片、19磁波导线、20电源线、21温度探头、22孔密封塞、23壳体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，参照附图1-6，本发明提供的一种潜油泵井下流量多参数载波装置，包括电机连接件1，所述电机连接件1底部固定设有壳体23，所述电机连接件1延伸入壳体23内部，所述壳体23内部分别设有第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构；

所述第一检测机构包括压力传感器2，所述压力传感器2固定设于壳体23内部，所述压力传感器2外部套设有变压器绝缘密封3，所述变压器绝缘密封3内部嵌设有变压器5，所述变压器绝缘密封3外侧套设有连接件密封4，所述连接件密封4嵌设于电机连接件1和壳体23之间；

所述第二检测机构包括绝缘套7，所述绝缘套7设于壳体23内部，所述绝缘套7外部套设有绝缘套密封6，所述绝缘套密封6外侧与壳体23内壁相接触，所述绝缘套7底部设有压力温度芯片8，所述压力温度芯片8底部设有电磁流量集成芯片9，所述电磁流量集成芯片9底部设有微波法含水集成芯片10，所述微波法含水集成芯片10底部设有芯片连接螺钉12，所述芯片连接螺钉12底部设有芯片隔离板11，所述芯片连接螺钉12分别贯穿微波法含水集成芯片10、电磁流量集成芯片9和压力温度芯片8并与绝缘套7通过螺纹连接，所述芯片连接螺钉12一侧设有芯片隔离板11，所述芯片连接螺钉12贯穿芯片隔离板11并与芯片隔离板11通过螺纹连接，压力传感器2具有检测压力作用，变压器绝缘密封3具有密封保护作用。

进一步地，所述第三检测装置包括下连接器14，所述下连接器14固定设于壳体23底部，所述下连接器14内部固定设有孔密封塞22，所述孔密封塞22一侧设有温度探头21，所述温度探头21嵌设于壳体23内部，温度探头21具有检测温度作用，孔密封塞22具有保护温度探头21的作用。

进一步地，所述壳体23一侧分别固定嵌设有第一微波含水探头13和电磁流量探头16，电磁流量探头16具有检测井底流量作用，第一微波含水探头13检测一侧的微波数值。

进一步地，所述变压器绝缘密封3顶部设有弹簧垫片18，所述弹簧垫片18套设于压力传感器2外部，所述弹簧垫片18外侧与壳体23内壁相接触，弹簧垫片18具有减震作用，变压器绝缘密封3具有密封变压器5的作用，防止变压器5进水。

进一步地，所述壳体23嵌设有第二微波含水探头15，所述壳体23内部固定设有探头绝缘板17，第二微波含水探头15具有检测微波作用。

进一步地，所述压力传感器2顶部固定连接有磁波导线19，所述磁波导线19两侧均固定设有电源线20，所述磁波导线19和电源线20均延伸出电机连接件1外部，磁波导线19具有传输作用，电源线20具有连接电机以及井上工作机的作用。

本发明的使用过程如下：在使用本发明时，通过极低频的磁波导线19和电源线20入手，分析磁波导线19的传输特性和信道模型，磁波导线19和电源线20将得到的井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器所检测的井下工况数据传输给地面，并对数据进行分析以实时对潜油泵进行维护和处理，通过壳体23内部的压力传感器2来对井底的水压力进行实时勘测，其中连接件密封4和绝缘套密封6避免压力传感器2进水，变压器绝缘密封3对其内部的变压器5进行保护，同时让变压器5进行压力检测和记录，壳体23外部的第一微波含水探头13和电磁流量探头16可对井底的微波以及井底流量进行检测，检测得到的数据统统被电磁流量集成芯片9和微波法含水集成芯片10进行收集，压力传感器2和变压器5采集的数据会集中传输给压力温度芯片8，同时下连接器14内部的温度探头21可对井底的水温进行检测，并将检测的数据传输给压力温度芯片8，孔密封塞22起到密封作用，避免壳体23进水导致损坏，同时芯片隔离板11可对压力温度芯片8、电磁流量集成芯片9、微波法含水集成芯片10进行隔离，防止进水失灵，通过壳体23有可能出现的各种恶劣工作环境，潜油泵内的压力传感器2、变压器5、第一微波含水探头13、电磁流量探头16等多参数载波传感器实时监测井下的环境压力、泵进口流量、含水、压力、井液温度值、机组温度值、机组振动值以及星点泄漏电流多个工况参数，以便根据这些状态参数及时地调整潜油电泵机组的工作参数，这对延长潜油电泵的使用寿命、减少潜油电泵的故障率有着重要的研究意义和实用价值潜油泵井下流量多参数载波传感器装置(由电磁流量集成芯片9、微波法含水集成芯片11、压力温度芯片5和压力传感器2组成)，结合磁波导线19和电源线20组合的电力线载波信道模型和井下多元传感器的通信要求，分析井下多元传感器信号传输通道的特点，引入极低频电力线载波装置，分析电力线载波传输特性和信道模型，并分析采用极低频电力线载波通信方式的优越性，基于所得的井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器的信道模型，结合井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器通信方式的特点和要求研制井下多元传感器的通信线路，最后基于极低频电力线载波装置为井下潜油泵井下流量、含水、压力、温度等多参数载波传感器设计系统传输协议，通过采用流量、含水、压力、温度井下一次仪表的元件和电路板的筛选与老化实验、高温运行实验以及系统密封实验，针对各个参数的传感器可能产生的误差，对传感器进行参数标定实验技术手段借鉴现有的温度探头21、压力传感器2以及变压器5的经验，提高工具材料的耐腐蚀性，解决了目前需求的耐冲蚀、抗硫性能，保持井下一次井上仪表的元件和电路板耐久性等问题，潜油泵井下流量多参数载波传感器装置达到了降成本，提高了效率的目的，可用于不同直径水平井，不受油井套管尺寸的限制，从而能实现页岩油小直径套管的应用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。