[发明专利]一种油田井下液位检测方法与装置

摘要

本公开一种油田井下液位检测方法与装置。本发明通过角位移传感器间接测量绳长，通过力传感器测量连接捞油桶的钢丝绳拉力。采用信号处理模块负责检测力信号变化的转折点。它实时采集测量模块测量到的钢丝绳卷动的角位移信号与钢丝绳拉力信号，滤波去除噪声信号利用钢丝绳拉力F与依据角位移计算得到的钢丝绳下降绳长L得到钢丝绳绳长-拉力信号图。在绳长-拉力信号图上，采用直线分割算法实时检测曲线的转折点，对应的井下绳长为井下液位高度。本发明可以实现油田井下液位的自动跟踪与实时有效测量，准确可靠，易于实现，提高了采油效率，降低了成本。

主权项

一种油田井下液位检测方法，包括以下步骤： 第1步设空载捞油桶置于井口时连接捞油桶的钢丝绳初始长度为L0； 第2步快速下放空载捞油桶，捞油桶尚未接触液面过程中，连接捞油桶的钢丝绳拉力F表示如式I： F＝G桶+ρ绳A绳gL    L0≤L    式I 式I中，G桶表示捞油桶所受重力，ρ绳表示钢丝绳密度，A绳表示钢丝绳截面积，L表示钢丝绳长，绳拉力F随绳长L增加呈线性增大； 第3步继续下放捞油桶直到捞油桶触到井下油液；设空载捞油桶刚触及井下油液时，钢丝绳长为L1，此时钢丝绳拉力F达到空载最大值F1，之后绳拉力F随绳长L的增大而开始线性减小，识别此转折点，判断捞油桶已经到达液面，计算转折点井下绳长即为井下液位高度； 第4步捞油桶触及液面后油液进入捞油桶，捞油桶在油液中受到的浮力F浮遵循式II F浮＝ρ油gV排＝ρ油gA桶(L‑L1)    式II 式中，ρ油表示油液密度，g表示重力加速度，V排表示捞油桶深入油液的体积，A桶为捞油桶截面积，(L‑L1)表示捞油桶深入油液的高度； 此阶段，钢丝绳拉力F随绳长L的增加线性减小到F2，绳拉力F如式III所描述： F＝G桶+G绳‑F浮＝(G桶+ρ油gA桶L1)‑(ρ油A桶‑ρ绳A绳)gL    式III 第5步继续下放捞油桶直到当钢丝绳拉力F不再减小，设F不再减小时钢丝绳长为L2，此时捞油桶到达最低点，油液满载； 第6步开始上提捞油桶，且油液不再进入油桶，此时，钢丝绳拉力F 加入油液重量，即式IV F＝G桶+G绳‑F浮+G油    式IV 式中，G油为捞油桶内油液重量； 第7步，当钢丝绳受力到达最大F3，捞油桶离开油液，绳拉力F由式V表示 F＝G桶+ρ油A绳L+G油    式V 钢丝绳拉力F随着下降绳长L的逐渐减短而线性减小，直到L＝L0，油液被提升回至井口。