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1、液面自动监测仪沈阳新石科技有限公司沈阳新石科技有限公司目录引言3一、原理简介3二、仪器特点4三、技术指标5四、应用模式简介54.1 远程模式54.2 自动化配套模式6五、现场应用情况65.1 测试结果的准确性论证65.2 没产气（无套压）井连续监测的可靠性85.3 为区块自动化系统建设提供可靠的液面接入方式9六、结论9公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室2http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司引言目前国内煤层气开采过程中对重点井液面深度的连续监测、区块自动化建设中液面参数的获取均采用安装电子压力计的方式来完成，然而这种模式在实际
2、应用中暴露出成本高、工艺复杂、故障率高、维修困难等问题。鉴于以上问题，我公司于 2010 年以来陆续推出了多款液面自动监测产品，在国内多个煤层气开采区块进行了推广应用，通过大量与压力计对比实验逐步进行了产品的完善与改进，使液面自动监测仪测试数据保证了液面深度连续变化的准确性，能够达到压力计的测试精度，为煤层气井排采制度的制定及调整提供了可靠的保障。关键词： 煤层气 动液面测试 压力计 液面连续自动监测 区块自动化建设一、原理简介液面自动监测仪的整个设计是基于回声测井的原理进行的，有套压井测试时传感器通过中央处理单元控制执行机构自动将套管环空中的高压气体瞬间释放，对于没有套压或者套压低的井通过中
3、央处理单元控制防爆式脉冲发生器将套管内部的气体压缩后瞬间释放到套管内部，从而使套管环空处产生气体膨胀/压缩波，此波沿套管环空向下传播，遇到油管接箍、音标、气液界面产生反射声波脉冲，反射脉冲波被微音器接收后转换成电信号，通过高集成电子电路进行信号放大、滤波等处理后自动计算出液面深度，然后将测试曲线、液面深度及套管压力值存储到中央处理单元的数据存储器中。如果是远程应用的模式则通过自动监测仪自身配备的 GPRS 无线模块将测试数据上传至通讯服务器，用户通过任何一台连接 Internet 的 PC 机及我公司的有杆泵系统软件就可以实现对测试数据的下载及管理。如果是与现有自动化平台进行对接，为区块自动化
4、建设提供液面深度参数，则可通过现场自动化系统的 RTU 与液面自动监测仪标配的 RS485/RS232 电器接口连接，通过 Modbus RTU 协议实现无缝对接，直接将测试数据回传至数据中心。公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室3http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司激 发DTU通讯服务器微单 元上 传音器滤波管理中心 PC 机处中央处理单元理压单数据管理系统力元传感计存计报归器算储算表档XSYC-E 型液面自动监测仪原理框图无压井液面自动监测仪有压井液面自动监测仪二、仪器特点 产品系列化齐全，无压、低压及高压井况均有适应的机
5、型 采用套管气作为声源，有效降低测试成本 可以实现定时连续监测，为重点井提供连续监测数据 无需测试人员亲临现场，液面测试不受恶劣天气等影响 安装方便，当监测井有变更或仪器出现问题时可以很方便进行监测井更换及维修公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室4http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司 不需过多人为干预即可进行自动监测液面，操作简单 预留标准扩展接口，可以与自动化系统进行无缝对接 产品适用周期长，贯穿排采井从无压到有压整个排采过程三、技术指标序号参数指标精度备注1液面深度102500m0.5%F.S2套管压力03MPa1%3工作
6、环境-20+504工作电压DC12V5%现场供电5数据容量液面、套压 300 口井次6电器接口RS232/RS485兼容标准 modbusRTU 协议四、应用模式简介4.1 远程模式在自动监测仪上直接配备工业级 GPRS 引擎，只要将传感器安装在有网络覆盖的井上，通过任何一台能访问 internet 的 PC 机即可随时随地控制现场传感器进行液面测试及数据回传。此种方式采用集群式管理的设计理念，保证一台种植 PC 即可同时操作 255 口井。公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室5http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司模式优点：1
7、、 在区块自动化尚不完善的情况下一个人在足不出户的情况下即可完成多口井的液面测试及重点井的连续监测，有效的缓解测试人员紧张的问题。2、 最大程度上减少测试人员的劳动强度。3、 无需测试人员亲临现场，液面测试不受恶劣天气等影响。4、 在区块自动化时可直接将测试数据对接到任何自动化平台。4.2 自动化配套模式在自动化平台已经完善或者正在建设的区块，直接将自动监测仪测试数据接入到现有的自动化系统之中，为区块自动化建设的液面参数获取提供另一种更优的选择方案。模式优点：1、直接借助现有自动化平台即可完成液面数据接入。2、规避了采用压力计模式进行液面测试的弊端。3、当监测井有变更或仪器出现问题时可以很方便
8、进行监测井更换及维修。五、现场应用情况XSYC-E 型液面自动监测仪自 2010 年研发成功以来，在煤层气公司的配合下进行了大量的现场应用试验，在韩城、鄂尔多斯、晋城、保德、柳林、吉县等多个煤层气区块的不同井况开展了细致的对比测试，并不断改进完善产品性能及测试精度，部分现场应用情况如下：5.1 测试结果的准确性论证为了验证 XSYC-E 型液面自动监测仪的测试效果和精度，我公司在鄂尔多斯地区某煤公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室6http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司层气井通过使用 XSYC-E 型液面自动监测仪与井下压力计进
9、行了连续 20 天的对比试验，测试的数据与曲线图如下：日期流压（MPa）套压（MPa）压力计折算液面（米）监测仪液面（米）6-243.6140.610324.392314.406-263.5340.420313.172306.606-283.4790.500326.942318.306-293.4480.440323.984319.507-13.3430.420332.654328.507-23.2920.380333.776325.507-33.2520.380337.856332.637-43.2030.380342.854337.207-53.1460.380348.668341.367
10、-63.1250.420354.890349.507-73.1320.420354.584350.947-92.9900.410367.640355.507-102.9750.451374.470367.127-112.9260.470380.288377.207-122.8850.470384.470379.207-132.8550.470387.530383.507-142.8250.460389.570382.607-152.7840.430390.692385.20液面自动监测仪液面测试深度与压力计液面测试深度数据表液面自动监测仪液面测试深度与压力计液面测试深度变化对比曲线通过 20
11、天的连续监测对比可以得出如下结论：1、XSYC-E 型液面自动监测仪与井下压力计两者测得液面深度的总体变化趋势基本一致。公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室7http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司2、压力计测深较液面自动监测仪深，相差平均大约 5 米左右。3、液面每天相对变化量基本一致。结论分析：产生误差的原因主要与计算方法和公式有关：压力计在水下，井内一直在产气，在压力计之上应该存在气液混合段，而压力计的折算液面是按照水的密度计算的，造成液面深度比实际偏大；液面自动监测仪测试的液位是气液段的最上面，由于这些因素的影响，致使两种
12、设备的测试结果存在偏差。但是通过测试数据可以看出利用液面自动监测仪测试的液面深度每天的变化量与压力计测深的每天变化量基本一致。5.2 没产气（无套压）井连续监测的可靠性对于无压井的液面自动监测设备，目前国内还没有完善成熟的产品，无法满足日益增长的现场测试需求。当井内没有套压时，需要外部产生声源，国内普遍采用的办法是向井内打入高压氮气。利用高压氮气瓶作为声波气源，不能长期自动工作，需要人工定期检查设备的运行情况，需要经常给氮气瓶充气。液面自动监测仪通过抽取套管内气体压缩加压，来形成声波脉冲。升压时间只需十几秒钟，就可以取得满意的测试效果。可以在井场长期自动工作，不需人工干预。本产品的无压井自动长
13、期监测技术为国内首创，已申请国家发明专利。设备性能稳定，精度可靠。设备在某未产气的井进行了长时间自动监测，以下是现场图片及测试数据表：无压井现场测试图片每隔 30 分钟自动监测数据表公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室8http:/ 联系电话：15142519660024-31204878沈阳新石科技有限公司无压井液面测试曲线5.3 为区块自动化系统建设提供可靠的液面接入方式目前国内煤层气领域自动化建设的瓶颈就是液面的参数的获取方式，常规的办法是通过安装井下压力计来获取液面深度参数，然后将压力计的测试数据接入到自动化系统连同其他参数一同传回数据中心，然而由于压力计存在的各种问题也
14、导致液面参数的获取成为很大的问题。目前我公司正在与华北油田煤层气公司、中石油煤层气韩城分公司等展开合作，通过液面自动监测仪为其提供现场液面测试参数，然后将测试数据直接接入到现有的自动化平台。目前我公司的软件人员已经开始与合作区块的软件开发人员结合，展开液面数据的远程发布共享的工作，为其自动化平台搭建最后一块短板。六、结论首先自液面自动监测仪投放市场以来，通过大量的监测数据与压力计对比实验表明，XSYC-E 型液面自动监测仪测试数据结果精度可靠，可以代替井下压力计，其次经过改版升级及长时间现场使用，使用单位及操作人员一致认同仪器工作稳定、结构简单、安装方便，可以很大程度的减少液面测试工作的人力、物力的投入，有效的降低了测试成本的同时避免了由于天气恶劣等原因造成无法完成液面测试工作的情况，最后由于液面自动监测仪具有安装工艺简单灵活、综合使用成本低、外扩标准电气接口等特点，这样为区块自动化建设等提供了一种优于压力计的全新方法。液面自动监测仪在煤层气领域的前期探井、规模化开采及后期成熟的自动化管理的各个阶段都能发挥举足轻重的作用，是一款贯穿整个煤层气开采全过程的新一代液面测试解决方案。公司地址：沈阳市皇姑北部经济区腾飞大厦 624 室9http:/ 联系电话：15142519660024-31204878