[发明专利]一种用于油井动液面测量的低频窄带声波发生装置

说明书

本发明属于油井动液面测量领域，具体涉及一种用于油井动液面测量的低频窄带声波发生装置，该装置包括：油套管接头、磁流变弹性体圆形薄膜、下固定板、交流电磁铁、上固定板、外壳以及端盖；所述油套管接头包括中空的圆柱和圆台结构，中空的圆柱设置在圆台结构的顶部，圆台结构的底部设置由梯形槽；磁流变弹性体圆形薄膜设置在油套管接头的梯形槽内；所述外壳为中空圆柱体结构，将交流电磁铁设置在外壳内部，并采用下固定板和上固定板固定；将油套管接头的顶部与外壳的底部连接，用端盖将外壳的顶部封闭，构成低频窄带声波发生装置；本发明的整体结构紧凑，适应多种油管口径，且密封性强，核心元件防腐蚀的同时兼顾导磁性能。

技术领域

本发明属于油井动液面测量领域，具体涉及一种用于油井动液面测量的低频窄带声波发生装置。

背景技术

石油是一种不可再生的国家重要战略性资源，在石油开采过程中，抽油机泵的沉没度将直接影响抽油机的工作效率，沉没度过小或者过大都将导致石油开采效率降低，严重者甚至造成抽油机损坏。只有测量油田动液面深度值来不断调整抽油机泵的沉没度，才能实现石油开采设备高效而稳定的工作。

在实际油井测量工程应用中，一般采用基于管柱声场模型的油井动液面深度测量方法。该方法需要在油套环接口发送可以实现声能量远距离传播、空气柱共振效果较好的低频窄带声波，从而通过油套管内空气柱的共振谐波频率计算油井动液面深度。但是目前使用较多的气泵和磁式扬声器均无法有效实现低频窄带声波的激振，这为测量油套管内空气柱的共振谐波频率带来极大难度。

目前可以采用磁流变弹性体产生低频窄带声波，磁流变弹性体是将微米尺度的磁性颗粒掺入到高分子聚合物中制成，其刚度和固有频率可以随外部激励磁场的改变而产生可逆変化。将磁流变弹性体置于交变磁场中，磁流变弹性体内部磁性颗粒受磁场力作用，将产生和磁场变化频率相同的往复振动，进而产生声波。由于在现有的油井动液面测量的低频窄带声波发生装置中并没有磁流变弹性体结构，因此，急需一种低成本、低危险性以及高可靠性的用于油井动液面测量的低频窄带声波发生装。

发明内容

为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于油井动液面测量的低频窄带声波发生装置，该装置包括：油套管接头1、磁流变弹性体圆形薄膜2、下固定板3、交流电磁铁、上固定板6、外壳7以及端盖8；

所述油套管接头1包括中空的圆柱和圆台结构，中空的圆柱设置在圆台结构的顶部，圆台结构的底部设置由梯形槽；磁流变弹性体圆形薄膜2设置在油套管接头1的梯形槽内；

所述交流电磁铁包括激励线圈5和叠压硅钢片4，所述叠压硅钢片穿过所述激励线圈5构成交流电磁铁；

所述外壳7为中空圆柱体结构，将交流电磁铁设置在外壳内部，并采用下固定板3和上固定板6固定；

将油套管接头1的顶部与外壳7的底部连接，用端盖8将外壳7的顶部封闭，构成低频窄带声波发生装置。

优选的，所述下固定板3和所述上固定板6的大小和形状相同，在下固定板3和上固定板6的平面上分别设置有方形通孔和多个圆形通孔；方形通孔分别位于下固定板3和上固定板6的中心，圆形通孔以方形通孔为中心，均匀设置在方形通孔周围。

进一步的，下固定板3和上固定板6上的方形通孔的大小与交流电磁铁的叠压硅钢片4的大小相同，将叠压硅钢片4的上端通过上固定板6的方形通孔固定，叠压硅钢片4的下端通过下固定板3的方形通孔固定。

优选的，交流电磁铁在进行工作时像交流电磁铁的激励线圈5通入不超过36V的低压交流电，从而产生不均匀的交变磁场；通过调整下固定板3和上固定板6在外壳7的位置，使得设置在油套管接头1内部的磁流变弹性体圆形薄膜2处于交变磁场强度最大处。

优选的，磁流变弹性体圆形薄膜2的直径为60mm～110mm；厚度为1mm～4mm。