[其他]一種抽油機井聲測聽方法

在審

• 申請號: 101987000003072
• 申請日: 1987-04-30
• 公開（公告）號: CN87103072B
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發明（設計）人: 龐振國
• 申請（專利權）人: 石油工業部石油勘探開發科學研究院采油工程研究所
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊佩璋

本發明方法涉及在抽油機井上用的聲測試方法，屬于聲測試領域。本發明方法通過裝在采油樹出油管線或光桿上的振動接收器，將井內各種沖擊力引起的油管振動轉變為電信號，然后對該信號結合信號出現與光桿運行位置之間的關系進行測聽或通過光線示波器將井聲變為記錄卡片，必要時參照其它資料如示功圖等進行分析對比，以便判斷井下抽油系統的工作情況，諸如噴井、抽井、碰泵、柱塞從工作筒脫出，抽油桿斷脫、砂卡、油管和泵內結蠟、抽油桿下行彎曲刮油管、抽油桿與油管刮碰、油管漏失、脫節器是否對上等。本發明用途廣、判斷準確，可連續測試，設備簡單輕便，可測得的信息多、適應性強。

本發明涉及抽油機井聲測技術，屬于聲測試領域。

有桿泵采油已有百余年歷史。為了順利進行抽油必須弄清井下泵的情況。目前一般主要依靠動力儀測量地面示功圖。所謂地面示功圖就是當抽油機曲柄在不同位置時光桿受力情況的變化圖。這個方法的缺點是影響光桿受力的因素過多，在某些情況下，不同的受力因素卻會得出同樣的圖形，即常發生多解性問題;同時這個方法的靈敏度差，也不便于連續測試。因此，在單純依靠地面示功圖來判斷抽油系統的工作狀況時，常容易造成失誤（《石油與天然氣雜志》（德文）1983年第5期，163頁）。

為了更準確地對抽油泵工作狀況進行判斷，國外曾研究過井下動力儀。將該儀接到泵上并下入井內測量柱塞受力情況，從而排除抽油桿上受力的影響。但是，由于這種井下動力儀是和抽油桿聯接在一起的，為取得資料必須得起下抽油桿，其手續過于復雜，使用不便，從而未得到推廣使用。

蘇聯和美國在70年代都曾采取過在環形空間下用壓力計測取泵筒內壓力變化的方法，這個方法對于環形空間較大，從而允許在泵外加單流閥和下壓力計的井來說是一個可行的途徑，但對于套管較小、泵又比較小的井則無法應用。

隨著電子計算機的發展，近二十年來，在美國有人利用波動方程來描述抽油桿系運動，通過計算機求解井下示功圖（美國專利3343409）。國內也已有人開始這項工作，并取得一定成果。

上述幾種測試方法雖然也解決了某些問題，但遠遠滿足不了人們的要求。因為這些方法既不能測到代表泵工作狀況的凡爾開關;也測不出引起油管振動的有害沖擊力;更無法克服單純從測力角度來判明油井情況的多解性問題。

本發明的目的就是針對上述各種測試方法特別是地面示功圖的缺點，提出用聲學測試方法來弄清油井、抽油泵、抽油桿系統的狀況，以便及時消除故障，維持油井系統的正常運轉。

通過多年實踐，發現不論是代表泵工作狀況的凡爾開關;或是因抽油系統不完善而出現的各種刮碰都會對油管及抽油桿有沖擊作用，而正是這種沖擊的結果都會引起油管及抽油桿的振動。從振動的理論得知，只要物體有振動就會有位移、速度及加速度存在。只要把這三個參數中任一個測試出來就會了解到引起油管振動的原因。至于這三個參數中以測哪一個為好，這主要根據被測對象的振動特征;人們所想要了解的內容以及有無適用的儀表三個因素來決定。

已知在抽油井生產中引起振動的因素是比較多的，諸如凡爾開關、砂卡、碰泵、柱塞從工作筒中脫出、油氣流的沖擊、抽油桿與油管互相刮碰等。由于引起油管振動的力是沖擊力，它是一種非周期信號，從傅里葉理論得知，表征此等信號的數學工具為傅里葉積分及其變換，從此理論可得知振動頻譜是連續譜。因此，它們的振動頻帶比較寬而頻率又比較高。這種振動所產生的位移比較小，但加速度卻比較大。例如設油管的振動為1000赫芝，當其位移為0.4微米時，其速度為2毫米/秒，而其加速度卻達到10米/秒²。從這一點看來，在這三個參數之中以測量加速度為佳;從另一角度來看，令人感興趣的是引起油管振動的沖擊力，而這種沖擊力是與油管的加速度成正比的。

除了以上二點以外，還考慮到測量加速度的儀表性能比較完善，該表的體積小，便于攜帶。因此本發明選擇了加速度計，用它來對油管或抽油桿的振動進行測試，同時由于欲測的振動頻譜均在音頻范圍，所以選用井聲錄放儀對振動信號進行記錄。

本發明抽油機井聲測試機理就是利用加速度計測試抽油機井的油管（抽油桿）的振動情況，用井聲錄放儀對信號記錄及放聽，通過所測得的信號（聲及記錄卡片）的分析來判明油井的工作狀況。