[发明专利]一种基于导波雷达信号的油井液位高度检测装置

说明书

本发明公开了一种基于导波雷达信号的油井液位高度检测装置，属于油井开采技术领域，包括信号处理及传输单元和油井液位高度检测单元，信号处理及传输单元包括处理器、可编程逻辑阵列、数模转换器、倍频器、模数转换器、低通滤波器、混频器，油井液位高度检测单元包括油管、螺旋固定的导波管、连接插头，油井液位高度检测单元通过连接器与信号处理及传输单元连接，通过信号处理及传输单元向导波管发送线性调频信号，回波信号与发射信号混频传送到处理器，处理器采用频谱计算方法实现油井液位高度实时测量。本发明能够避免外部的环境干扰，提高检测数据的精度，实现油井内动态液位高度的有效测量与计算。

技术领域

本发明涉及油井开采技术领域，尤其是一种基于导波雷达信号的油井液位高度检测装置。

背景技术

随着油田产业的发展和油田开采时间的增长，油层压力在不断的减小，当油层压力小于内部相关阻力时，自喷开采已经不能满足生产需求。目前绝大多数油井采用有杆泵抽油工艺，在抽油井生产过程中，对油井环空液面高度的测试是一项重要的工作，通过观测抽油井中液位高度的变化可以了解油井的供油能力，适当调整泵深，合理开采，提高单井产量。

现有的油井液位高度检测通常使用回声法，人工定期进行数据的测量，然而由于油管接箍套、液面泡沫等干扰因素的存在，声波反射信号的精度和频率较低，油井测试数据的准确度难以保证，而且每次测量需要工作人员携带设备到现场，测试过程复杂费时，需要耗费大量的人力和物力维护作业，整体效率低下。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于导播雷达信号的油井液位高度检测装置，能够避免外部环境的干扰，提高检测数据的精度，实现油井内动态液位高度的有效测量与计算。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于导波雷达信号的油井液位高度检测装置，包括信号处理及传输单元和油井液位高度检测单元；所述油井液位高度检测单元通过连接器与所述信号处理及传输单元连接；

所述信号处理及传输单元实现线性调频连续波的产生、线性调频连续波的转换与传输、雷达基带回波信号的采集与频谱计算来确定油井液位的高度；

所述油井液位高度检测单元包括贯穿油井的油管、螺旋固定在油管外壁上的导波管、套接在导波管的下端头的绝缘套管和将导波管的上端头与导线连接的连接插头；所述油井液位高度检测单元实现线性调频连续波的传输，遇到阻抗不连续处发生反射产生回波信号。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述信号处理及传输单元包括处理器、与处理器连接的可编程逻辑阵列、与可编程逻辑阵列输出端依次相连的数模转换器、倍频器、与可编程逻辑阵列输入端依次相连的模数转换器、低通滤波器、混频器。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述处理器的可编程逻辑端采用并行运算的方法，进行多路并行频谱计算。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述导波管采用螺旋状不锈钢毛细导波管。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述导波管螺旋固定的倾斜角度能够调节。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述绝缘套管采用聚烯烃材质热收缩套管。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明通过在油管外壁螺旋状缠绕的不锈钢导波管传输线性调频连续波雷达信号，相较于传统的回声测距法，导波信号的传输损耗小，抗干扰能力强。

2、相较于传统的同轴直杆式探头，本发明通过使用螺旋状不锈钢导波管来增加信号的传输时间，使电平灵敏度得到大幅提高。

3、本发明通过应用线性调频连续波中对称三角调频方式产生基带调频信号，实现动态液位高度的精准检测。