第七节抽油机井测试仪器

由反射脉冲波数值可以计算液面处的油管数：
N
液面深度：
Le
l
N—井筒内气液界面以上的油管个数； Le—井口波至气液界面脉冲反射波在记录曲线上的长度，mm。
De l N
从而得到计算液面公式
l —单根油管长度，m
Le De l x L1
井下压力计探测液面
当井下液面较深，套压为零时，回声法受到仪器性能的限制
1、密封填料坏
2、未关排气阀
更换密封填料
关闭排气阀
常见故障及排除方法表（二） 常见故障 测试曲线有杂 原因 排除方法
1、操作不稳 波干扰
2、灵敏度未调整好 有自激现象 1、微音器内被污物
平稳操作
调整好灵敏度，清除自激现象 清洗井口连接器及微音器的内 外
ห้องสมุดไป่ตู้
测不出记录曲
线
堵塞
2、记录笔电压不够
给仪器充足电
C标注。接箍波从井口标注到10-30根油管为止。
每条曲线应标明井号、日期、油套压、仪器号。
二、液面自动监测仪
液面自动监测仪按一定时间间隔程序自动测量抽油井环空液 面和井口套压，由大庆油田根据美国液面自动监测仪的提示，结 合油田测被面恢复的具体实践与贵州凯山井岗山仪表厂共同设计 研制而成。
（一）结构：
（三）常见故障及排除方法
常见故障及排除方法表（一） 常见故障 子弹意外走 发 走纸速度不 均匀 2、驱纸结构有磨损 井口连接器 严重漏气 原因 排除方法
1、枪机未扳到安全位置 将枪机扳到安全位置 2、撞针未缩回 1、电源不稳定 使撞针缩回并用安全销锁住 调整电源，使之稳定 清除摩擦，调整好传动部分间 隙
微音器结构由微音室和微音器组成。微音器外部用塑胶密封
封装，内部为管柱形压电陶瓷结构，端部装有电缆插座，装在微 音室内。其主要功能是将声压信号转变为电脉冲信号输出记录仪。 枪体部分主要由枪体、异形接头盒放空阀等组成。通过异形 接头将井口连接器与井口连接。通过放空阀可排放压力更换声弹， 或卸掉井口装置。
井口波 液面波
接箍波
双频道回声记录曲线图
液面位置的计算方法
一般采用回声仪测量环空液面，利用声波在环形空间中
的传播速度和测得的反射时间来计算其位置。
式中：
L Vt/2
L—液面深度，m；
V—声波传播速度，m/s； t—声波从井口到液面，然后再返回到井口所需要的时间，s；
声波速度可以由不同的方法来确定。
气弹组合型井口连接器
气弹组合型井口连接器是将上述两种井口连接器组合 在一起，既可使用声弹，又可使用气体的一种装置。其工
作原理与以上两种井口连接器基本相同。
SMJ-3 气弹型
（二）工作原理
回声仪的声波脉冲发声器安装在井
口，产生的脉冲声波在沿油套环形空间
向井底传播，途中遇到回音标和油气界 面等障碍物即发生反射，反射脉冲传到 井口被回声仪的微音器接收，并将声波 反射脉冲转化成电信号，电信号经放大， 再由检流器分别将反应接箍波的高频部 分，以及反应较大障碍（音标，油管锚、 射孔炮眼和气举阀）液面的低频部分分
将难于测定井下液面位置。因此，在进行人工举升采油时，通常
用下压力计探测井下液面位置，为机械采油提供较准确的沉没深 度。
测试方法：
在作业时起出油管后(或借助偏心井口装置)，将压力
计下到预定的几个深度，测出不同深度的压力值，计算压
力梯度。由压力梯度突变值确定“气液界面”。用液柱内 的第一个停点深度压力值推算出并下液面位置。
（一）仪器结构
液面测试仪由记录仪和井口装置组成。
记录仪：由放大器、滤波器、操作面板记录机构、电池、充电
器等组成。 井口装置：由发生器、微音器和井口连接器等组成。
ALT-I型油井液面监测仪
井口连接器又称井口发生器，俗称炮枪，是液面测试仪的配
套装置。井口连接器可分为声弹型、气枪型和气弹组合型。
CJ-1型回声仪配用井口连接器
CJ—I型双频道回声探测仪记录仪电原理图
技术性能
最大探测3000m，误差<10m 额定工作压力 10.5MPa 最大安全压力 21MPa 试验压力 30MPa 充电器工作电压 220V/50Hz 内装蓄电池 全充放电200次循环以上，充足电一次可测试100井次以上 记录走纸速度 快档100mm/s（工作速度） 误差≤1.5% 慢档10m/s（调整速度） 记录纸稳定度 纸速100mm/s时，传送记录纸稳度±0.2% 工作温度 -40℃~55℃ 相对湿度 85%（20 ℃±5 ℃） 外形尺寸与重量 井口连接装置 500×350×300mm：27kg 放大记录仪 400×250×220mm：13kg 发生子弹 外径为11.06mm，内装特种无烟火药，其声响在100dB以上
音标反射曲线
l
接箍法
当井内没有安装回音标或者回音标被液面淹没时，可以用油管接箍 推算液面深度。下入井内的每根油管长度已知，若求出液面以上油管数 量，就可算出液面深度，由分析得到以下公式。
a
L1
x
a—两个相邻接箍产生的反射波脉冲的长度记录；L1— 在记录曲线上选择的油管接箍波较清晰的一段曲线长度， mm；x—在记录曲线上选用的L1线段内接箍波个数，一般 取x为10。
SH3型回声探测仪发声-转换系统结构图
工作原理
一次仪表的换能器输出的电脉冲信号，经前置放大器放大后，送至 液面波和接箍波滤波器，由滤波器选出所需的接箍波和液面波信号，滤 除其它干扰和杂波。滤波器选出的信号送到可调增益放大器，通过面板 上的旋钮可调节增益，即改变仪器的灵敏高度和记录曲线的清晰度。信
记录，对液面较深的井应有井口波、音标波和液面波的完整
曲线。
CJ—Ⅰ型双频道回声仪液面记录曲线验收要求（二）
曲线记录的液面波峰明显，幅度不小于10mm，测不
出液面波的曲线必须重复测两条。
接箍波记录曲线上井口波宽度不大于5mm，曲线上
第一个波出现的记录长度不大于15mm，漏解深度不超过 10m(一根油管)。 每条曲线上必须标注井号、仪器号、挡位、油套压、
仪器介绍：（1）CJ-I型双频道回声探测仪
CJ—I型双频道回声探测仪，是由大庆油田采油工
艺研究所与贵州凯山并岗山仪表厂根据美国D—bB2型双
频道回声仪仿制而成。
工作原理
通过与套管连接的井口连接器，击发一颗发声子弹产生 声脉冲，声波脉冲沿着油套环形空间向井下传播，当遇到油 管接箍、音标和液面等障碍物便产生反射脉冲，返回的声脉 冲由微音器接收转换成电脉冲，然后通过两个通道放大、电 路整形、滤波后，由两支电磁记录笔分别记录下来。一支笔 主要记录接箍反射波的高频，另一支笔记录液面和其他较大 障碍物反射波的低频。
由控制仪、井口装置和三根连接电缆组成。
ZJY-1型液面自动监测仪结构图
1-井口装置；2-控制仪；3-电源插头；4-信号电缆；5-加热电缆
(1)控制仪
由四大部分组成：
Z80微型计算机
放大驱动接口电路箱 电源组合
控制显示面板
ZJY-1型液面自动监测仪面板示意图
1-六位LED显示器；2-收录式插孔；3-键盘；4-微机工作模式开关；5-打印 机电源开关；6-11位琴键开关；7-面板加热开关；8-总电源开关；9-频响开 关；10-加热电源指示灯；11-电源指示灯；12-加热电源保险丝；13-总电源 保险丝；14-灵敏度开关；15-面板加热指示灯；16-微机打印机
气枪型井口连接器的构造及用途
利用气瓶或油井套管气（套压>0.7MPa）向枪内 充气，使枪体气室与油套环空形成压差，迅速拉动拉 环扣，使其产生压力脉冲向井下传播。
SMJ-7 气枪型
气枪型井口连接器的构造及用途
（1）充放气结构。包括充气瓶、充气连 接件、压力表、充放气阀和快速连接器等。 （2）盖板组件。包括节气杠杆、拉扣组 件、气阀、通气管、测压阀及枪体等。 （3）微音器结构。由微音器、导线管及 插座组件等组成。
测试日期。
（2）CJ-Ⅱ型气枪式双频道回声探测仪
CJ—Ⅱ型气枪式双频道回声仪与CJ—I型基本相同。所不同 的是该型仪器的井口连接器采用气枪式。
气枪式井口连接器结构示意图
（3）SH3型回声仪
仪器结构 主要由两大部分组成： 1、发生-转换系统 发音器 包括枪机、枪体、子弹和 枪管。 收音室 安装在枪体侧面，通过枪 体上的声道孔接收反射回的声压信号。 换能器 换能器装在收音室内，它 将收音室收到的声压信号转变成为电 信号输出，供二次仪表接收记录。 2、记录仪表 SH3型测深仪的二次仪表包括放大记录仪、报警器、充电器箱体等。
上。待接箍信号衰减到一定值，
接箍通道自动断开，液面通道自 动接通，液面反射波将被记录到
SH3型回声深测仪面板图
纸带上。
技术性能
发声——转换系统工作压力 8MPa 发声装置激发可靠性 100% 记录仪表走纸速度 100±5mm/s 走纸速度稳定度 （区位码1228）0.5% 可测液面深度 对套压（区位码1228）0.5MPa的井 不小于1500m 对套压>0.5MPa的井 不小于2000m 功耗 小于10W 工作环境温度 -30℃~40℃ 仪表外形尺寸 一次仪表 360×130×195mm 二次仪表 330×250×190mm 仪表重量： 10kg 其中发生转换系统 4kg 记录仪表 6kg
CJ—Ⅰ型双频道回声仪液面记录曲线验收要求（一）
每条液面曲线必须有高低两个频道记录的波形，波形
清楚，连贯易分辨。
两条曲线上的井口波、音标波、(没有回音标时，无
此波)液面波应分别对应重合，并用A、B、C标注解释。接箍 波形清楚能分辨。 对液面较浅的井（500m以内）应有二次液面波的反映
CJ-6型回声仪配用井口连接器
声弹型 井口连接器的构造及用途
可分为单发和多发两种 类型，但其结构原理基本相 同，通过击发声弹来产生信 号。其结构主要由发生装置、 微音器和枪体组成。