[发明专利]油气管道出砂量监测实验装置及监测方法

说明书

本发明提出一种油气管道出砂量监测实验装置，包括信号感受单元、信号采集单元和信号处理单元，所述信号感受单元包括可利用声信号汇聚原理聚集管道发出的声信号的声信号感受组件，压力测量组件，流速测量组件，以及温度测量组件；所述信号采集单元用于采集所述信号感受单元测量的声信号、压力信号、流速信号和温度信号；所述信号处理单元对所述声信号、压力信号、流速信号和温度信号进行分析，以判断所述油气管道内的出砂量，本发明的油气管道出砂量监测实验装置具有较高的出砂量监测精度。本发明进一步提出一种油气管道出砂量监测方法，利用前述的油气管道出砂量监测实验装置，具有较高的出砂量监测精度。

技术领域

本发明属于油气井开发工程技术领域，尤其涉及一种油气管道出砂量监测实验装置及监测方法。

背景技术

油田开采过程中不可避免出现油气管道出砂的问题，砂砾滤除不彻底会造成过度出砂，未经过滤除的砂砾会冲蚀管道，特别是弯头部分，甚至造成管道阻塞，影响油气安全生产；过度防砂则会影响油气的产量，增加原油的开采成本。为了将出砂量控制在合理范围，在油田开采过程中需要实时监测油气管道的出砂量，及时调整油气生产参数，指导油井的生产，提高油井产能。

目前，油气管道中出砂量的监测方法包括植入式出砂监测方法和非植入式出砂监测方法，其中，植入式出砂监测方法需要将出砂监测探头植入管道内部，根据探头电阻的变化监测油气管道内的出砂量，因此，植入式出砂监测方法需要改变原有管路中原油流动状态，现场安装困难，而且因电阻变化的延迟特点导致出砂量监测延迟；非植入式出砂监测方法即声波监测法，是指将信号接收敏感元件以贴合的方式直接安装到管壁外侧，接收砂砾冲击管壁产生的高频信号，进一步处理得到实时出砂量信息，但是该种方法会因流体本身以及施工现场的外界噪声而导致出砂监测精度的降低。

中国专利CN105672982A公开一种非植入式稠油油井出砂量监测系统，包括出砂信号感受、采集、处理校准装置，所述出砂信号感受装置为非植入式安装的一次仪表和超声流量测量装置，所述出砂信号采集装置为信号采集和放大转换装置，所述出砂信号处理校准装置为基于PC端的信号处理模块；本发明还包括一种上述系统的出砂量监测方法，包括采用两个相同一次仪表安装在相邻的下弯管管路外壁，采用冲击信号提取、特征出砂频段滤波、互相关流速计算与超声流速测量对比等方法对含砂原油信号中的油流信号降噪、出砂信号提取。但是，本发明非植入式稠油油井出砂量监测系统的出砂信号感受装置直接贴合安装于油气管道的外壁上，不可避免地引入经管道传播的环境噪声，进而降低了本发明非植入式稠油油井出砂量监测系统监测出砂量的精度。

因此，设计出一种油气管道出砂量监测试验装置及监测方法，具有较高的出砂监测精度，对于本领域技术人员来说，是非常必要的。

发明内容

本发明针对上述的油气管道出砂监测系统及方法出砂量监测精度低的技术问题，提出一种油气管道出砂量监测试验装置及监测方法，具有较高的出砂量监测精度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种油气管道出砂量监测实验装置，包括：

信号感受单元：包括可利用声信号汇聚原理聚集管道发出的声信号的声信号感受组件，可测量所述管道压力的压力测量组件，可测量所述管道内流体流速的流速测量组件，以及可测量所述管道内流体温度的温度测量组件；所述声信号感受组件包括安装于所述管道上的声信号聚焦器，所述声信号聚焦器远离所述管道的一端设置有可测量所述声信号的传声器；

信号采集单元：用于采集所述信号感受单元测量的声信号、压力信号、流速信号和温度信号，所述信号采集单元分别与所述声信号感受组件、压力测量组件、流速测量组件及温度测量组件电性连接；

信号处理单元：与所述信号采集单元电性连接，并对所述声信号、压力信号、流速信号和温度信号进行分析，以判断所述油气管道内的出砂量。