[发明专利]油垫界面检测仪

说明书

技术领域：

本发明属于天然气盐穴储气库造腔过程中检测工具，具体地说，是一种油垫界面检测仪。

背景技术：

天然气盐穴储气库造腔过程中，通过中心管由地面向井下盐层注水，通过中心管和中间管之问的环空向由井下盐层向地面抽出含有溶解盐成份的卤水。随着这一过程的不断进行，井下盐层中的盐不断的被溶解并被送往地面，盐层中形成空穴并不断增大，直至该盐穴的体积达到设计要求。造腔过程中，不仅要控制盐穴的体积，还要保证盐层的底部和顶部不被溶穿，以免造成储存天然气时发生泄漏。为达到这一目的，由中间管与套管之间的环空向井下注入柴油作为阻溶剂，称为油垫。由于油垫比重小于卤水，油垫处于卤水上方，通过调节油垫与卤水之间界面的高低，即可控制溶腔的形状并保护盐层的底部和顶部不被溶穿。油垫与卤水之间界面位置的确定，现有技术是通过巳溶腔体的体积、中间管与套管之间环空的体积、柴油密度及注入柴油量等参数计算实现。由于上述参数尤其巳溶腔体的体积难以准确获得，更由于溶腔过程中巳溶腔体的体积处于变化中，通过上述参数计算获得的油垫与卤水之间的界面位置不可避免存在较大的误差，难以满足天然气盐穴储气库造腔工程精度要求。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种可以提高天然气盐穴储气库造腔工程中确定油垫与卤水之间界面位置的精度要求，且作为天然气盐穴储气库造腔过程中可有效运用的油垫界面检测仪。

本发明是这样实现的：由地面设备、铠装电缆和检测传感器组成，地面设备和位于井下的检测传感器通过铠装电缆相连。地面设备内包括电源、电流表和按钮开关。铠装电缆为单芯电缆。检测传感器为长圆柱形，固定在中间管底部外侧。检测传感器由数量达数十甚至达数百个的一端并联的恒流源电路组成。所有恒流源电路并联端接铠装电缆芯线，每个恒流源电路另一端则分别接位于检测传感器表面、相互之间间距为10-20厘米的不锈钢触点6。不锈钢触点6与中间管之间为被测介质为绝缘体的油垫(柴油)或为导体的卤水(盐水)。地面设备内的电源正端经电流表、按钮开关接中间管，电源负端接铠装电缆芯线。在进行油垫界面检测时，按下按钮开关接通检测回路，所接不锈钢触点6与中间管之间被测介质为油垫(柴油)的恒流源电路无电流通过，而所接不锈钢触点6与中间管之间被测介质为卤水(盐水)的恒流源电路有恒定电流通过。通过地面设备中电流表读取的电流值除以恒流源电路的恒定电流值，即可计算出导通的恒流源电路个数，再将导通的恒流源电路个数乘以不锈钢触点6之间的间距，即可获得油垫界面高度值，实现了油垫界面的测量。

本发明的优点在于：检测传感器使用恒流源电路作为检测电路，利用恒流源电路内阻随电压变化的特点，有效地克服了被测介质卤水浓淡变化所造成电阻变化的影响，保证了测量精度的要求。在电路系统设计中系统电源正极接中间管，使测量传感器的不锈钢触点6不受电解反应阳极溶解的影响。电源回路中串接常开按钮开关采取非连续测量方式，减少了电解反应对中间管的溶解。由于在系统设计中采取了以上措施，本发明测量精度高，使用寿命长，可满足天然气盐穴储气库造腔过程中长期进行油垫界面检测的要求。本发明结构简单，制造成本低，易于安装，为其在天然气盐穴储气库造腔过程中广泛应用创造了条件。

附图说明：

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的电原理结构图。

具体实施方式

如附图1所示，包括中间管1、支架2、电缆芯线3、地面设备4、检测传感器5、不锈钢触点6，中间管与支架2固定连接，检测传感器5与支架2连接，地面设备4分别通过电缆芯线3与中间管1、检测传感器5连接，在检测传感器5上设有不锈钢触点6。

检测传感器5为圆柱体，直径一般≤20毫米。

检测传感器5的个数≥1。

不锈钢触点6的个数＞1，不锈钢触点6为圆片形，直径6～7毫米，镶嵌在测量传感器5的表面上，内侧由导线与相应的恒流源电路相连，外侧处于检测传感器5的表面。

检测传感器5上的不锈钢触点6与中间管1之间充有卤水。

检测传感器5上的每个测量点由相同的恒流源电路和一个不锈钢触点6构成。

地面设备4由电源开关41、按钮开关42、电流表43、电压表44组成。

检测传感器上的检测电路采用由三端可调式电压调整器LM317和限流电阻R构成的恒流源电路组成，该电路输入端V_IN接不锈钢触点6，输出端V_OUT经限流电阻R和调节端ADJ汇合后通往测量电缆。