抽油机井井下参数监测系统的制作方法

本发明涉及监测，具体地涉及一种抽油机井井下参数监测系统。

背景技术：

1、目前世界范围内45％的油井都是抽油机井，而国内抽油机井超过了35万口。在抽油机井数字化建设过程中，地面上配置了角度传感器、套压传感器、油压传感器等等，地面数据采集建设越来越齐全，但对于井下压力的监测一直都在不断探索过程中，而井下压力是油藏动态监测的重要参数，是保证地层流压和稳定生产的重要依据。

2、目前，关于抽油机井的井下压力监测技术主要有5个方面的技术：

3、(1)采用声波测动液面，通过测量动液面高度来折算井底压力，这种不定期的压力测试时间短，离散型较大，不能发现油井生产过程的井下压力连续变化情况，且在斜井、稠油井等复杂工况时测试误差大，无法支撑油井形成闭环生产；

4、(2)采用电缆下入井下压力计，而这种方式需要配套电缆，使得单井成本过于昂贵，导致无法广泛应用于常规抽油机井；

5、(3)井下下入光纤进行监测，这种方式也需要配套光纤，也面临成本高的问题，导致无法广泛应用于常规抽油机井；

6、(4)声波或电磁波，这种方式以井下的流体、油管为传输媒介，衰减严重，传输距离受限；

7、(5)采用井下负载进行干扰，通过抽油杆应力进行传输的方法，但需要在井下增加复杂的运动部件，可行性不足，不利于现场实际推广应用。

8、总的来说，目前的井下参数监测技术存在以下问题：设计复杂、成本高、可行性低、无法推广应用。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种抽油机井井下参数监测系统，以解决现有的井下参数检测技术中设计复杂、成本高、可行性低、无法推广应用等问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种抽油机井井下参数监测系统，包括：

3、抽油泵、示功器和数据处理装置；所述抽油泵与所述示功器无线连接；所述示功器与所述数据处理装置通信连接；

4、所述抽油泵用于将所述抽油泵在不连续性磁场下的做功数据发送至所述示功器；

5、所述示功器用于接收所述抽油泵在不连续性磁场下的做功数据，生成漏失功图，并发送至所述数据处理装置；

6、所述数据处理装置用于对所述漏示功图进行矢量分析，输出井下参数对应的数值。

7、可选地，所述抽油泵包括设置于柱塞组件内的抽油杆、智能固定阀罩、阀球和固定阀座；所述智能固定阀罩包括监测装置、磁场发生器和控制组件；所述控制组件分别与所述监测装置和磁场发生器耦合；

8、所述监测装置用于监测井下参数，并发送至所述控制组件；

9、所述控制组件用于基于所述井下参数，确定供断电次数，以及按照所述供断电次数对所述磁场发生器进行供断电操作；

10、所述磁场发生器用于根据所述控制组件的供断电操作，产生磁场或关闭磁场，以生成所述不连续性磁场；

11、所述抽油杆用于将所述阀球在所述不连续性磁场下，无法回落到固定阀座的做功数据发送至所述示功器。

12、可选地，所述控制组件包括分析处理单元和控制单元；

13、所述分析处理单元用于对所述井下参数进行分析，得到参数对应的数值，以及将所述数值作为所述供断电次数；

14、所述控制单元用于对所述磁场发生器进行供断电操作以生成启动信号，以及按照所述供断电次数对所述磁场发生器进行循环供断电操作；

15、可选地，所述抽油泵包括：

16、用于连接油管的泵筒；所述泵筒的上端设有上接头，下端设有连接套；

17、设置于所述泵筒内的柱塞组件；

18、设置于所述柱塞组件内的抽油杆；

19、与所述连接套下端连接的固定阀组件；所述固定阀组件包括阀座接头、固定设置于所述阀座接头上端的固定阀座、连接所述阀座接头上端的智能固定阀罩、以及用于与所述固定阀座相配合的阀球；所述智能固定阀罩上端的端口直径小于所述阀球的外径；所述智能固定阀罩包括监测装置、磁场发生器和控制组件；所述控制组件分别与所述监测装置和磁场发生器耦合；所述控制组件用于基于接收所述监测装置监测的井下参数对所述磁场发生器进行供电；所述磁场发生器能够根据供电产生磁场，使得所述阀球处于磁场内，无法回落到所述固定阀座上。

20、可选地，所述柱塞组件包括柱塞筒、以及套设于所述柱塞筒外的膨胀套；所述柱塞筒的筒壁上设有沿径向贯通的通孔；所述通孔沿径向与所述膨胀套相对；所述柱塞筒的下端设有游动阀座；所述抽油杆的下端设有用于与所述游动阀座相配合的游动阀芯；所述抽油杆带动所述柱塞组件向上移动时所述游动阀芯与所述游动阀座接合，液压通过所述通孔能将所述膨胀套扩径至与所述泵筒内壁密封贴合；所述抽油杆带动所述柱塞组件向下移动时，所述游动阀芯与所述游动阀座相脱离，所述膨胀套复位至与所述泵筒之间存在间隔间隙。

21、可选地，所述泵筒的上接头的上端可设有上护帽；所述阀座接头的下端可设有下护帽。

22、可选地，所述膨胀套和所述柱塞筒之间还套设有密封橡胶套；所述密封橡胶套能够防止所述通道向外泄油。

23、可选地，所述游动阀芯包括至少部分球体；所述至少部分球体通过锁紧螺母连接所述抽油杆

24、可选地，所述膨胀套的制作材料包括聚四氟、尼龙、聚醚醚酮中的至少一种。

25、可选地，所述智能固定阀罩上端的端口直径小于阀球的外径。

26、在本发明实施例中，通过将现有技术的抽油泵的固定阀罩改进为智能固定阀罩，其中，固定阀罩包括监测装置、磁场发生器和控制组件。当监测装置监测到井下参数时发送给控制组件，然后控制组件按照预设时间，并根据井下参数对应的数值对对磁场发生器进行多次循环供断电，使得所述磁场发生器产生不连续性磁场，而阀球在磁场中受到的洛伦兹力正好等于固定凡尔的重力减去球在井液中的浮力，此时阀球无法回落到固定阀座上，而阀球未受到磁场的影响时，阀球能够回落到固定阀座上。那么，固定阀座形成了在磁场和不在磁场的不同的做功数据，最后抽油杆将做功数据发送至示功器生成漏失功图，最后通过数据处理装置对漏示功图进行矢量识别，识别出漏失功图中阀球未能回落到固定阀座上的图形次数，而该次数表示控制组件向磁场发生器的供电次数，而供电次数则表示井下参数的数值。本发明实施例通过对抽油泵的固定阀罩进行简单改造，使得不需在井下新增部件、也不需在地面新增设备，这不仅大大降低了成本和实施难度，而且还能准确地监测到井下参数。

27、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，包括：抽油泵、示功器和数据处理装置；所述抽油泵与所述示功器无线连接；所述示功器与所述数据处理装置通信连接；

2.根据权利要求1所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述抽油泵包括设置于柱塞组件内的抽油杆、智能固定阀罩、阀球和固定阀座；所述智能固定阀罩包括监测装置、磁场发生器和控制组件；所述控制组件分别与所述监测装置和磁场发生器耦合；

3.根据权利要求2所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述控制组件包括分析处理单元和控制单元；

4.根据权利要求1所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述抽油泵包括：

5.根据权利要求4所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述柱塞组件包括柱塞筒、以及套设于所述柱塞筒外的膨胀套；所述柱塞筒的筒壁上设有沿径向贯通的通孔；所述通孔沿径向与所述膨胀套相对；所述柱塞筒的下端设有游动阀座；所述抽油杆的下端设有用于与所述游动阀座相配合的游动阀芯；所述抽油杆带动所述柱塞组件向上移动时，所述游动阀芯与所述游动阀座接合，液压通过所述通孔能将所述膨胀套扩径至与所述泵筒内壁密封贴合；所述抽油杆带动所述柱塞组件向下移动时，所述游动阀芯与所述游动阀座相脱离，所述膨胀套复位至与所述泵筒之间存在间隔间隙。

6.根据权利要求4所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述泵筒的上接头的上端设有上护帽；所述阀座接头的下端设有下护帽。

7.根据权利要求5所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述膨胀套和所述柱塞筒之间还套设有密封橡胶套；所述密封橡胶套能够防止所述通道向外泄油。

8.根据权利要求5所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述游动阀芯包括至少部分球体；所述至少部分球体通过锁紧螺母连接所述抽油杆。

9.根据权利要求5所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述膨胀套的制作材料包括聚四氟、尼龙、聚醚醚酮中的至少一种。

10.根据权利要求4所述的抽油机井井下参数监测系统，其特征在于，所述智能固定阀罩上端的端口直径小于阀球的外径。

技术总结本发明实施例提供一种抽油机井井下参数监测系统，属于监测技术领域。包括：抽油泵、示功器和数据处理装置；抽油泵与示功器无线连接；示功器与数据处理装置通信连接；抽油泵，用于将抽油泵在不连续性磁场下的做功数据发送至示功器；示功器，用于接收抽油泵在不连续性磁场下的做功数据，生成漏失功图，并发送至数据处理装置；数据处理装置，用于对漏示功图进行矢量分析，输出井下参数对应的数值。本发明实现了能够在设计简单、成本较低和可行性高的情况下，准确地监测到井下参数。技术研发人员：郝忠献,杨清海,裴晓含,黄守志,廖成龙,明尔扬受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30