油井动态液面检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油开采设备的技术领域，尤其是涉及一种油井动态液面检测装置。


背景技术：

2.在石油开采技术方面，钻井施工过程中，井漏是钻井施工中常见得事故，若处理不当，会造成较为严重且处理复杂得井下工程事故，所以在钻井过程中，一种灵活高精度的液面检测技术不仅可以实时监测液面高度，保证钻井施工安全，并且通过液面检测数据还可以知道堵漏工作的进行情况；此外，在油田生产过程中，油管与套管之间的动液面是反映底层供液能力的重要指标，通过对动液面的检测分析，可以直接确定油井泵深、计算井底流体压力和静压，判断油井生产工作制度与底层能量的匹配情况，提高油井工作效率、保证稳定生产。
3.现有技术中，油井液面检测方式主要有光纤式液面法、钻杆柱校核法、无声弹头声波式液面检测法等，但这些检测方式受测试仪器和工艺调节限制较多，在不同程度上存在检测不及时、检测不准确的问题，且这些检测方式中使用到的检测设备存在体积大而笨重、需要多个测试人员相互配合协助才可以完成现场安装，安装过程复杂繁琐、检测周期长等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种油井动态液面检测装置，以缓解现有技术中油井液面检测方式检测不及时、检测不准确、检测设备体积大而笨重、安装过程复杂繁琐、检测周期长的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：
6.本实用新型实施例提供一种油井动态液面检测装置，包括转换接头、微音器、两通电磁阀、气室和电路外壳；
7.所述微音器固定于所述转换接头的内部，所述转换接头的一个接口、所述气室的进气口或出气口、以及所述电路外壳的一端均连接于所述两通电磁阀的阀体并与所述阀体的内部连通，所述微音器中靠近所述两通电磁阀的一端插入于所述两通电磁阀的阀体内部，且所述微音器插入于所述两通电磁阀的阀体内部一端的外周面与所述两通电磁阀的阀体内壁之间设有微音器密封圈，所述微音器和所述两通电磁阀内阀芯组件中的线圈均与设于所述电路外壳内的供电电路连接；
8.自所述气室的进气口进入所述气室的气体能够在达到预设压力的情况下，经由所述气室的出气口排出至所述两通电磁阀的阀体内部并触发所述两通电磁阀的阀芯开合产生爆鸣声，所述微音器用于放大所述爆鸣声；或者，自所述微音器的进气端进入所述微音器的气体能够在达到预设压力的情况下，经由所述微音器的出气端排出至所述两通电磁阀的阀体内部并触发所述两通电磁阀的阀芯开合产生爆鸣声，所述气室用于平衡所述两通电磁
阀的阀体内的气体压力。
9.本实用新型实施例能够实现如下有益效果：
10.使用本实用新型实施例提供的油井动态液面检测装置对油井液面进行检测，检测过程主要分以下两种工况：
11.第一工况，自气室的进气口进入气室的气体能够在达到预设压力的情况下，经由气室的出气口排出至两通电磁阀的阀体内部并触发两通电磁阀的阀芯开合产生爆鸣声，微音器用于放大该爆鸣声；使用时，多用于钻井过程中，由于井内没有压力，通常使用氮气瓶或其他惰性气体瓶连接气室的进气口，向气室内部充入惰性气体，当气室内的气压达到预设压力后，气体经由气室的出气口排出至两通电磁阀的阀体内部，此时，由于两通电磁阀的阀芯两侧存在压差，从而触发两通电磁阀的阀芯开合产生爆鸣声，声音通过微音器内控传递至井内，遇见液面之后反射回来，通过微音器接收声音并通过与微音器连接的供电电路部分进行信号处理，以清楚液面深度，其中，微音器及能够处理微音器传递的信号的供电电路部分为本领域熟知的现有技术，本技术直接应用，此处不作赘述。
12.第二工况，自微音器的进气端进入微音器的气体能够在达到预设压力的情况下，经由微音器的出气端排出至两通电磁阀的阀体内部并触发两通电磁阀的阀芯开合产生爆鸣声，气室用于平衡两通电磁阀的阀体内的气体压力。使用时，多用于油田生产过程中，将转换接头远离两通电磁阀的一个接口与采油树压力表接头连接，当微音器内部气压上升至预设压力，气体经由微音器的出气端排出至两通电磁阀的阀体内部，此时，由于两通电磁阀的阀芯两侧存在压差，从而触发两通电磁阀的阀芯开合产生爆鸣声，气室用于平衡两通电磁阀的阀体内的气体压力，以获知油井液面高度。
13.本实施例提供的油井动态液面检测装置对油井液面检测的方式不同于传统的光纤式液面法、钻杆柱校核法、无声弹头声波式液面检测法等，检测结果依赖于压差报警，准确度较高，同时，装置整体结构简单，整体体积较传统液面检测设备而言较小且易组装、安装和检测，有利于减少检测时的人工成本，且有利于缩短检测周期，以提高检测及时性。
14.作为本实施例的一种可选实施方式，所述转换接头的接口包括第一接口和第二接口，所述微音器的进气端朝向所述转换接头的第一接口，所述微音器的出气端朝向所述转换接头的第二接口；其中：所述气室的出气口密封连接于所述两通电磁阀的进气端，所述转换接头的第一接口密封连接于所述两通电磁阀的出气端，所述微音器的进气端的外周壁与所述两通电磁阀的阀体内壁之间设有微音器密封圈。
15.本可选实施方式中，较佳地但不限于，所述两通电磁阀的阀体上还连接有进气接头和接线接头，所述进气接头通过所述两通电磁阀的阀体内部通道与所述气室连通。
16.进一步优选地，所述两通电磁阀的阀体上设有进气接头安装螺纹孔，所述进气接头的一端螺纹连接于所述进气接头安装螺纹孔，且所述进气接头与所述进气接头安装螺纹孔之间设有密封圈；和/或，所述两通电磁阀的阀体上设有接线接头安装螺纹孔，所述接线接头的一端螺纹连接于所述接线接头安装螺纹孔，且所述接线接头与所述接线接头安装螺纹孔之间设有密封圈。
17.此外，本可选实施方式中，较佳地但不限于，所述气室的出气口螺纹连接于所述两通电磁阀的进气端，且在所述气室的出气口与所述两通电磁阀的进气端之间设有密封圈。
18.作为本实施例的另一种可选的实施方式，所述转换接头的接口包括第一接口和第
二接口，所述微音器的进气端朝向所述转换接头的第一接口，所述微音器的出气端朝向所述转换接头的第二接口；其中：
19.所述转换接头的第二接口密封连接于所述两通电磁阀的进气端，所述微音器的出气端的外周壁与所述两通电磁阀的阀体内壁之间设有微音器密封圈，所述气室的进气口密封连接于所述两通电磁阀的出气端。
20.本可选实施方式中，较佳地但不限于，所述气室的进气口通过螺钉与所述两通电磁阀的出气端连接。
21.此外，本可选实施方式中，较佳地但不限于，所述转换接头的第一接口的端面设有延伸部，所述延伸部的外周面上设有用于与采油树压力表接头连接的连接外螺纹。
22.在本实施例的上述任一可选实施方式中，较佳地但不限于，所述两通电磁阀的阀体上设有至少两个螺栓孔，所述螺栓孔内插入固定有螺栓，所述螺栓的尾端抵接于所述微音器插入于所述两通电磁阀的阀体内部一端的外周面以固定所述微音器。
23.在本实施例的上述任一可选实施方式中，较佳地但不限于，所述两通电磁阀的阀体上设有电路外壳安装螺纹孔，所述电路外壳连接于所述两通电磁阀的阀体上的一端设有连接外螺纹，所述电路外壳通过所述连接外螺纹连接于所述电路外壳安装螺纹孔内部；
24.所述连接外螺纹和所述电路外壳安装螺纹孔的螺距≥0.7mm，啮合螺纹≥5，啮合深度≥8mm。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
26.图1为本实用新型实施例提供的油井动态液面检测装置的一种可选实施方式的整体结构示意图；
27.图2为图1中示出的油井动态液面检测装置的正剖视图；
28.图3为本实用新型实施例提供的油井动态液面检测装置的另一可选实施方式的整体结构示意图；
29.图4为图3中示出的油井动态液面检测装置的正剖视图。
30.图标：1-转换接头；10-延伸部；11-第一接口；12-第二接口；2-微音器；21-进气端；22-出气端；3-两通电磁阀；31-螺栓孔；4-气室；5-电路外壳；6-微音器密封圈；7-进气接头；8-接线接头。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求
保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
36.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.本实施例提供一种油井动态液面检测装置，参照图1-图4，该油井动态液面检测装置包括转换接头1、微音器2、两通电磁阀3、气室4和电路外壳5。
39.具体地，微音器2固定于转换接头1的内部，转换接头1的一个接口、气室4的进气口或出气口、以及电路外壳5的一端均连接于两通电磁阀3的阀体并与该阀体的内部连通，微音器2中靠近两通电磁阀3的一端插入于两通电磁阀3的阀体内部，且微音器2插入于两通电磁阀3的阀体内部一端的外周面与两通电磁阀3的阀体内壁之间设有至少一个微音器密封圈6，微音器2和两通电磁阀3内阀芯组件中的线圈均与设于电路外壳5内的供电电路连接。
40.使用本实用新型实施例提供的油井动态液面检测装置对油井液面进行检测，检测过程主要分以下两种工况：
41.第一工况，参照图1和图2，自气室4的进气口进入气室4的气体能够在达到预设压力的情况下，经由气室4的出气口排出至两通电磁阀3的阀体内部并触发两通电磁阀3的阀芯开合产生爆鸣声，微音器2用于放大该爆鸣声；使用时，多用于钻井过程中，由于井内没有压力，通常使用氮气瓶或其他惰性气体瓶连接气室4的进气口，向气室4内部充入惰性气体，当气室4内的气压达到预设压力后，气体经由气室4的出气口排出至两通电磁阀3的阀体内部，此时，由于两通电磁阀3的阀芯两侧存在压差，从而触发两通电磁阀3的阀芯开合产生爆鸣声，声音通过微音器2内控传递至井内，遇见液面之后反射回来，通过微音器2接收声音并通过与微音器2连接的供电电路部分进行信号处理，以清楚液面深度，其中，微音器2及能够处理微音器2传递的信号的供电电路部分为本领域熟知的现有技术，本技术直接应用，此处
不作赘述。
42.第二工况，参照图3和图4，自微音器2的进气端21进入微音器2的气体能够在达到预设压力的情况下，经由微音器2的出气端22排出至两通电磁阀3的阀体内部并触发两通电磁阀3的阀芯开合产生爆鸣声，气室4用于平衡两通电磁阀3的阀体内的气体压力。使用时，多用于油田生产过程中，将转换接头1远离两通电磁阀3的一个接口与采油树压力表接头连接，当微音器2内部气压上升至预设压力，气体经由微音器2的出气端22排出至两通电磁阀3的阀体内部，此时，由于两通电磁阀3的阀芯两侧存在压差，从而触发两通电磁阀3的阀芯开合产生爆鸣声，气室4用于平衡两通电磁阀3的阀体内的气体压力，以获知油井液面高度。
43.本实施例提供的油井动态液面检测装置对油井液面检测的方式不同于传统的光纤式液面法、钻杆柱校核法、无声弹头声波式液面检测法等，检测结果依赖于压差报警，准确度较高，同时，装置整体结构简单，整体体积较传统液面检测设备而言较小且易组装、安装和检测，有利于减少检测时的人工成本，且有利于缩短检测周期，以提高检测及时性。
44.下面结合附图更加详细地对本实施例提供的油井动态液面检测装置的具体结构进行介绍：
45.参照图1和图2，作为本实施例的一种可选实施方式(应用于上述第一工况)，转换接头1的接口包括第一接口11和第二接口12，微音器2的进气端21朝向转换接头1的第一接口11，微音器2的出气端22朝向转换接头1的第二接口12；其中：气室4的出气口密封连接于两通电磁阀3的进气端，转换接头1的第一接口11密封连接于两通电磁阀3的出气端，微音器2的进气端21的外周壁与两通电磁阀3的阀体内壁之间设有至少一个微音器密封圈6。
46.继续参照图1和图2，本可选实施方式中，较佳地但不限于，两通电磁阀3的阀体上还连接有进气接头7和接线接头8，进气接头7通过两通电磁阀3的阀体内部通道与气室4连通。
47.进一步优选地，两通电磁阀3的阀体上设有进气接头安装螺纹孔，进气接头7的一端螺纹连接于该进气接头安装螺纹孔，且进气接头7与该进气接头安装螺纹孔之间设有密封圈；和/或，两通电磁阀3的阀体上设有接线接头安装螺纹孔，接线接头8的一端螺纹连接于该接线接头安装螺纹孔，且接线接头8与该接线接头安装螺纹孔之间设有密封圈。其中，“和/或”表示“和/或”前的结构与“和/或”后的结构择一或同时设置。
48.此外，本可选实施方式中，较佳地但不限于，气室4的出气口螺纹连接于两通电磁阀3的进气端，且在气室4的出气口与两通电磁阀3的进气端之间设有密封圈。
49.以上使进气接头7、接线接头8以及气室4的出气口分别螺纹连接于两通电磁阀3的阀体的连接方式，与固定连接相比，可在进气接头7、接线接头8以及气室4内电路等出现故障的情况下分段拆除检修，有便于进行设备维护、降低维护成本的有益效果，与卡扣连接或其他可拆装连接方式相比，则有便于快速对位组装的有益效果。
50.参照图3和图4，作为本实施例的另一种可选的实施方式(应用于上述第二工况)，转换接头1的接口包括第一接口11和第二接口12，微音器2的进气端21朝向转换接头1的第一接口11，微音器2的出气端22朝向转换接头1的第二接口12；其中：转换接头1的第二接口12密封连接于两通电磁阀3的进气端，微音器2的出气端22的外周壁与两通电磁阀3的阀体内壁之间设有微音器密封圈6，气室4的进气口密封连接于两通电磁阀3的出气端。
51.继续参照图3和图4，本可选实施方式中，较佳地但不限于，气室4的进气口通过螺
钉与两通电磁阀3的出气端连接。
52.另外，继续参照图3和图4，本可选实施方式中，较佳地但不限于，转换接头1的第一接口11的端面设有延伸部10，延伸部10的外周面上设有用于与采油树压力表接头连接的连接外螺纹。
53.此外，对于本实施例提供的可应用于第一工况和第二工况的两种可选实施方式而言，参照图1和图3，重点参照图1，在本实施例的上述任一可选实施方式中，较佳地但不限于，在两通电磁阀3的阀体上设有至少两个螺栓孔31，该螺栓孔31内插入固定有螺栓(图中未示出)，该螺栓的尾端抵接于微音器2插入于两通电磁阀3的阀体内部一端的外周面以固定微音器2。
54.另外，在本实施例的上述任一可选实施方式中，较佳地但不限于，在两通电磁阀3的阀体上设有电路外壳安装螺纹孔，电路外壳5连接于两通电磁阀3的阀体上的一端设有连接外螺纹，电路外壳5通过该连接外螺纹连接于电路外壳安装螺纹孔内部；较佳地，该连接外螺纹和电路外壳安装螺纹孔的螺距≥0.7mm，啮合螺纹≥5，啮合深度≥8mm，螺纹形状和配合等级按照gb/t197-2003和gb/t2516-200设计为防爆螺纹，以提高检测安全性。
55.最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种油井动态液面检测装置，其特征在于，包括转换接头(1)、微音器(2)、两通电磁阀(3)、气室(4)和电路外壳(5)；所述微音器(2)固定于所述转换接头(1)的内部，所述转换接头(1)的一个接口、所述气室(4)的进气口或出气口、以及所述电路外壳(5)的一端均连接于所述两通电磁阀(3)的阀体并与所述阀体的内部连通，所述微音器(2)中靠近所述两通电磁阀(3)的一端插入于所述两通电磁阀(3)的阀体内部，且所述微音器(2)插入于所述两通电磁阀(3)的阀体内部一端的外周面与所述两通电磁阀(3)的阀体内壁之间设有微音器密封圈(6)，所述微音器(2)和所述两通电磁阀(3)内阀芯组件中的线圈均与设于所述电路外壳(5)内的供电电路连接；自所述气室(4)的进气口进入所述气室(4)的气体能够在达到预设压力的情况下，经由所述气室(4)的出气口排出至所述两通电磁阀(3)的阀体内部并触发所述两通电磁阀(3)的阀芯开合产生爆鸣声，所述微音器(2)用于放大所述爆鸣声；或者，自所述微音器(2)的进气端(21)进入所述微音器(2)的气体能够在达到预设压力的情况下，经由所述微音器(2)的出气端(22)排出至所述两通电磁阀(3)的阀体内部并触发所述两通电磁阀(3)的阀芯开合产生爆鸣声，所述气室(4)用于平衡所述两通电磁阀(3)的阀体内的气体压力。2.根据权利要求1所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述转换接头(1)的接口包括第一接口(11)和第二接口(12)，所述微音器(2)的进气端(21)朝向所述转换接头(1)的第一接口(11)，所述微音器(2)的出气端(22)朝向所述转换接头(1)的第二接口(12)；其中：所述气室(4)的出气口密封连接于所述两通电磁阀(3)的进气端，所述转换接头(1)的第一接口(11)密封连接于所述两通电磁阀(3)的出气端，所述微音器(2)的进气端(21)的外周壁与所述两通电磁阀(3)的阀体内壁之间设有微音器密封圈(6)。3.根据权利要求2所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述两通电磁阀(3)的阀体上还连接有进气接头(7)和接线接头(8)，所述进气接头(7)通过所述两通电磁阀(3)的阀体内部通道与所述气室(4)连通。4.根据权利要求3所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述两通电磁阀(3)的阀体上设有进气接头安装螺纹孔，所述进气接头(7)的一端螺纹连接于所述进气接头安装螺纹孔，且所述进气接头(7)与所述进气接头安装螺纹孔之间设有密封圈；和/或，所述两通电磁阀(3)的阀体上设有接线接头安装螺纹孔，所述接线接头(8)的一端螺纹连接于所述接线接头安装螺纹孔，且所述接线接头(8)与所述接线接头安装螺纹孔之间设有密封圈。5.根据权利要求2所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述气室(4)的出气口螺纹连接于所述两通电磁阀(3)的进气端，且在所述气室(4)的出气口与所述两通电磁阀(3)的进气端之间设有密封圈。6.根据权利要求1所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述转换接头(1)的接口包括第一接口(11)和第二接口(12)，所述微音器(2)的进气端(21)朝向所述转换接头(1)的第一接口(11)，所述微音器(2)的出气端(22)朝向所述转换接头(1)的第二接口(12)；其中：所述转换接头(1)的第二接口(12)密封连接于所述两通电磁阀(3)的进气端，所述微音器(2)的出气端(22)的外周壁与所述两通电磁阀(3)的阀体内壁之间设有微音器密封圈(6)，所述气室(4)的进气口密封连接于所述两通电磁阀(3)的出气端。
7.根据权利要求6所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述气室(4)的进气口通过螺钉与所述两通电磁阀(3)的出气端连接。8.根据权利要求6所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述转换接头(1)的第一接口(11)的端面设有延伸部(10)，所述延伸部(10)的外周面上设有用于与采油树压力表接头连接的连接外螺纹。9.根据权利要求2-8任一项所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述两通电磁阀(3)的阀体上设有至少两个螺栓孔(31)，所述螺栓孔(31)内插入固定有螺栓，所述螺栓的尾端抵接于所述微音器(2)插入于所述两通电磁阀(3)的阀体内部一端的外周面以固定所述微音器(2)。10.根据权利要求2-8任一项所述的油井动态液面检测装置，其特征在于，所述两通电磁阀(3)的阀体上设有电路外壳安装螺纹孔，所述电路外壳(5)连接于所述两通电磁阀(3)的阀体上的一端设有连接外螺纹，所述电路外壳(5)通过所述连接外螺纹连接于所述电路外壳安装螺纹孔内部；所述连接外螺纹和所述电路外壳安装螺纹孔的螺距≥0.7mm，啮合螺纹≥5，啮合深度≥8mm。

技术总结
本实用新型提供一种油井动态液面检测装置，涉及石油开采设备领域，包括转换接头、微音器、两通电磁阀、气室和电路外壳；微音器固定于转换接头的内部，转换接头的一个接口、气室的进气口或出气口、以及电路外壳的一端均连接于两通电磁阀的阀体并与该阀体的内部连通，微音器中靠近两通电磁阀的一端插入于两通电磁阀的阀体内部，且微音器插入于两通电磁阀的阀体内部一端的外周面与两通电磁阀的阀体内壁之间设有微音器密封圈，微音器和两通电磁阀内阀芯组件中的线圈均与设于电路外壳内的供电电路连接。本实用新型缓解了现有技术中油井液面检测方式检测不及时、检测不准确、检测设备体积大而笨重、安装过程复杂繁琐、检测周期长的问题。问题。问题。


技术研发人员：张朝阳 张楠 张俊 黄志成 马世臣 刘宏邦 刘海龙 王学生 李二党
受保护的技术使用者：西安海诚石油科技有限公司
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/5/25