技术领域
[0001] 本实用新型属于油井含水率监测技术领域，具体涉及一种油井在线实时含水率监测系统。
背景技术
[0002] 在油田开采中，
原油含水率是开采原油过程中需要观察的一个重要的参数，它直接影响到原油的开采，是影响油井效益的最关键环节。因此，在油田原油生产过程中需要对原油含水率进行实时监测，掌握油井的含水率以及其变化情况。这对于确定油井出水量、出油层位，估算原油产量，预测油井的开发寿命都具有非常重要意义。
[0003] 在我国原油行业中，所采用的原油含水率监测方法都存在低含水率时监测准确度较高、高含水率时监测误差较大等问题。现有比较认可的油井含水率监测还多为人工取样化验的结果，油井含水率的化验过程耗时耗
力，无法保证数据的实时性，而准确及时的原油含水率在线检测数据，能够有效反映出油井的工作状态，降低管理部
门的能耗和成本，实现油田开发的自动化管理。另外，在原油开采中，部分岩层碎
块以及其它一些垃圾会残留在石油液体中，这些垃圾随着石油液体一起进入到石油管道，增加了石油管道的负载，严重时还有堵塞石油管道，影响开采效率。现有的油井含水率监测系统通常采用GPRS通讯方式进行含水率监测装置和后台计算机之间的数据传输，在数据传输过程中容易出错，造成被传数据失真，且通讯
费用昂贵，增加了油井含水率监测系统的成本，不利于推广和使用。实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述
现有技术中的不足，提供一种油井在线实时含水率监测系统，其设计合理，利用
橡胶板将流过油管的液体中的垃圾进行阻挡，通过称重
传感器检测油管中是否有液体通过，当油管中有液体通过时，
微波探测器进行含水率探测，且通过无线传输模块进行无线数据传输，投入成本低，便于推广使用。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：包括安装在地面上井上油管和井口连接油管之间的检测油管，所述井口连接油管与油井内的井内油管连通，所述检测油管包括上半管和与上半管配合的下半管，所述上半管的一端设置有第一上半
法兰，所述上半管的另一端设置有第二上半法兰，所述下半管的一端设置有与第一上半法兰配合的第一下半法兰，所述下半管的另一端设置有与第二上半法兰配合的第二下半法兰，所述井上油管靠近检测油管的一端设置有与第一上半法兰和第一下半法兰连接的井上油管法兰，所述井口连接油管靠近检测油管的一端设置有与第二上半法兰和第二下半法兰连接的连接油管法兰，所述上半管外安装有用于监测抽出油含水率的含水率监测箱，所述下半管为变内径下半管，所述变内径下半管靠近井上油管的一端的内径小于所述变内径下半管远离井上油管的一端的内径，所述下半管的顶面设置有厚度均匀的橡胶板，所述橡胶板表面设置有网形槽沟；所述含水率监测箱内设置有
电子线路板，所述电子线路板上集成有微
控制器和电源模块，以及与
微控制器连接的数据存储模块和与移动终端无线通信的无线传输模块，所述下半管的底部外安装有称重传感器和微波探测发射器，所述微波探测发射器伸入至检测油管内，所述上半管的顶部安装有伸入至检测油管内的用于接收微波束的微波探测接收器，所述微波探测接收器远离检测油管的一端伸入至含水率监测箱内与微控制器连接，所述微波探测发射器远离检测油管的一端伸入至含水率监测箱内，所述含水率监测箱上设置有扬声器和
闪光灯,所述扬声器和闪光灯均与微控制器连接。
[0006] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述橡胶板包括耐磨层和设置在所述耐磨层上的防腐层，所述网形槽沟设置在所述防腐层上表面。
[0007] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述上半管的底部两侧均设置有水平布设的上
固定板，所述下半管的顶部两侧均设置有水平布设的下固定板，所述上固定板和下固定板上均开设有多个安装孔，所述上固定板和下固定板之间设置有橡胶密封层，所述上半管和下半管通过
锁紧件可拆卸连接。
[0008] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述第一上半法兰和第二上半法兰的底部两侧，以及第一下半法兰和第二下半法兰的顶部两侧均设置有水平布置的
耳板，所述耳板上开设有
螺栓孔。
[0009] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述微控制器为STM32F103VET6微控制器，所述含水率监测箱上还设置有显示屏，所述显示屏与微控制器连接，所述显示屏为1.5寸的TFT
液晶显示屏。
[0010] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述上半管的顶部还安装有伸入至检测油管内的
温度传感器和
压力传感器，所述温度传感器和压力传感器远离检测油管的一端伸入至含水率监测箱内与微控制器连接。
[0011] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述移动终端为手机或者
笔记本电脑，所述无线传输模块为ATK-ESP8266 WIFI模块。
[0012] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述称重传感器为ZNHM-III称重传感器，所述数据存储模块为CH376S SD卡。
[0013] 上述的一种油井在线实时含水率监测系统，其特征在于：所述微波探测发射器的探测端和微波探测接收器的接收端正对，所述微波探测发射器为WQ-24-54BT微波探测发射器，微波探测接收器为WQ-24-54BR微波探测接收器。
[0014] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0015] 1、本实用新型设置有橡胶板，橡胶板与液体
接触表面的网形槽沟对液体内的泥沙等垃圾进行阻挡，使液体中的垃圾停留在橡胶板的表面，一次抽油工作完成后，利用称重传感器测量检测油管的重量，当测量值略高于初始值时，不必对检测油管内的橡胶板进行清理，可继续使用，当测量值远高于初始值时，打开检测油管，取出橡胶板对橡胶板表面的垃圾进行清理，清理完成之后，可在进行下一次抽油工作时继续使用，避免液体中的垃圾堵塞管道，影响开采效率，且橡胶板可重复使用。
[0016] 2、本实用新型通过在检测油管底部安装称重传感器，保证当测量到检测油管内有液体通过时，立即识别监测液体重量，微控制器使微波探测发射器工作，微波探测发射器进行含水率探测，避免微波探测发射器和微波探测接收器实时处于工作状态，减少能耗。
[0017] 3、本实用新型通过通过设置无线传输模块与移动终端进行通信，无线传输模块数据传输可靠，且传输速度高，通讯费用低。
[0018] 综上所述，本实用新型设计合理，利用橡胶板将流经检测油管的液体中的垃圾进行阻挡，通过称重传感器检测油管中是否有液体通过，当油管中有液体通过时，微波探测器进行含水率探测，且通过无线传输模块进行无线数据传输，投入成本低，便于推广使用。
[0019] 下面通过
附图和
实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0020] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0022] 图3为本实用新型第一上半法兰、第一下半法兰和耳板的连接结构示意图。
[0023] 图4为本实用新型第二上半法兰、第二下半法兰和耳板的连接结构示意图。
[0024] 图5为本实用新型检测油管和橡胶密封层的连接结构示意图。
[0025] 图6为本实用新型下半管和橡胶板的立体
位置关系示意图。
[0026] 图7为本实用新型下半管和橡胶板的位置关系示意图。
[0027] 附图标记说明:
[0028] 1—井上油管； 2—井口连接油管； 3—检测油管；
[0029] 3-1—上半管； 3-2—下半管； 4—油井；
[0030] 5—井内油管； 6-1—第一上半法兰； 6-2—第一下半法兰；
[0031] 7-1—第二上半法兰； 7-2—第二下半法兰； 8—井上油管法兰；
[0032] 9—连接油管法兰； 10—含水率监测箱； 11—网形槽沟；
[0033] 12—移动终端； 13—微控制器； 14—电源模块；
[0034] 15—数据存储模块； 16—无线传输模块； 17—称重传感器；
[0035] 18—微波探测发射器； 19—温度传感器； 20—压力传感器；
[0036] 21—微波探测接收器； 22—显示屏； 23—扬声器；
[0037] 24—闪光灯； 25—耳板； 26—上固定板；
[0038] 27—下固定板； 28—橡胶密封层； 29—橡胶板。
具体实施方式
[0039] 如图1至图7所示，本实用新型包括安装在地面上井上油管1和井口连接油管2之间的检测油管3，所述井口连接油管2与油井4内的井内油管5连通，所述检测油管3包括上半管3-1和与上半管3-1配合的下半管3-2，所述上半管3-1的一端设置有第一上半法兰6-1，所述上半管3-1的另一端设置有第二上半法兰7-1，所述下半管3-2的一端设置有与第一上半法兰6-1配合的第一下半法兰6-2，所述下半管3-2的另一端设置有与第二上半法兰7-1配合的第二下半法兰7-2，所述井上油管1靠近检测油管3的一端设置有与第一上半法兰6-1和第一下半法兰6-2连接的井上油管法兰8，所述井口连接油管2靠近检测油管3的一端设置有与第二上半法兰7-1和第二下半法兰7-2连接的连接油管法兰9，所述上半管3-1外安装有用于监测抽出油含水率的含水率监测箱10，所述下半管3-2为变内径下半管，所述变内径下半管靠近井上油管1的一端的内径小于所述变内径下半管远离井上油管1的一端的内径，所述下半管3-2的顶面设置有厚度均匀的橡胶板29，所述橡胶板29表面设置有网形槽沟11；所述含水率监测箱10内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器13和电源模块14，以及与微控制器13连接的数据存储模块15和与移动终端12无线通信的无线传输模块16，所述下半管3-2的底部外安装有称重传感器17和微波探测发射器18，所述微波探测发射器18伸入至检测油管3内，所述上半管3-1的顶部安装有伸入至检测油管3内的用于接收微波束的微波探测接收器21，所述微波探测接收器21远离检测油管3的一端伸入至含水率监测箱10内与微控制器13连接，所述微波探测发射器18远离检测油管3的一端伸入至含水率监测箱
10内，所述含水率监测箱10上设置有扬声器23和闪光灯24,所述扬声器23和闪光灯24均与微控制器13连接。
[0040] 本实施例中，实际使用时，检测油管3与井内油管5、井口连接油管2和井上油管1均连通，检测油管3对油井4内井内油管5抽上来的液体进行实时采集，能够在液体流动的同时监测液体的含水率。
[0041] 本实施例中，检测油管3通过第一上半法兰6-1和第一下半法兰6-2与设置在井上油管1上的井上油管法兰8密封连接，检测油管3通过第二上半法兰7-1和第二下半法兰7-2与设置在井口连接油管2上的连接油管法兰9密封连接，密封效果好。
[0042] 本实施例中，下半管3-2的壁厚由远离井上油管1的一端至靠近井上油管1的一端逐渐增加，使检测油管3内的液体呈一种爬坡状态，使液体中的垃圾尽量停留在橡胶板29上。
[0043] 本实施例中，在下半管3-2管体内设置橡胶板29，橡胶板29与液体接触表面的网形槽沟11的对液体内的泥沙等垃圾进行阻挡，使液体中的垃圾停留在橡胶板29的表面，一次抽油工作完成后，利用称重传感器17测量检测油管3的重量，当测量值略高于初始值时，不必对检测油管3内的橡胶板29进行清理，可继续使用，当测量值远高于初始值时，打开检测油管3，取出橡胶板29对橡胶板29表面的垃圾进行清理，避免液体中的垃圾堵塞管道，影响开采效率，且橡胶板可重复使用。
[0044] 本实施例中，通过在检测油管3底部安装称重传感器17，当测量到检测油管3内有液体通过时，立即识别监测液体重量，微控制器13使微波探测发射器18上电工作，微波探测发射器18才进行含水率探测，避免微波探测发射器18和微波探测接收器21实时处于工作状态，减少能耗。
[0045] 本实施例中，实际使用时，微波探测发射器18安装在检测油管3的底部，对通过检测油管3的液体进行全面探测，避免水平安装微波探测发射器18和微波探测接收器21时，液体未充满检测油管3，微波探测发射器18和微波探测接收器21探测数据不全面，导致测量结果不准确。
[0046] 本实施例中，通过设置无线传输模块16与移动终端12通信，无线传输模块16数据传输可靠，且传输速度高，通讯费用低。
[0047] 本实施例中，当检测油管3内抽出油含水率超过设定值时，微控制器13使扬声器23和闪光灯24同时工作，进行声光报警。
[0048] 本实施例中，所述橡胶板29包括耐磨层和设置在所述耐磨层上的防腐层，所述网形槽沟11设置在所述防腐层表面。
[0049] 本实施例中，防腐层为氟橡胶层，氟橡胶
稳定性强，且具有良好的耐
腐蚀性；耐磨层为丁腈橡胶层，丁腈橡胶具有较高的
耐磨性；网形槽沟11可以增大液体中的垃圾与橡胶板之间的
摩擦系数，将液体中的垃圾阻挡在网形槽沟11内，避免液体中大量垃圾流入井上油管1。
[0050] 本实施例中，所述上半管3-1的底部两侧设置有水平布设的上固定板26，所述下半管3-2的顶部两侧设置有水平布设的下固定板27，所述上固定板26和下固定板27上均开设有多个安装孔，所述上固定板26和下固定板27之间设置有橡胶密封层28，所述上半管3-1和下半管3-2通过锁紧件可拆卸连接。
[0051] 本实施例中，实际使用时，所述锁紧件为螺杆和与螺杆配合的锁紧
螺母。
[0052] 本实施例中，在上固定板26和下固定板27之间设置橡胶密封层28，加强检测油管3的
密封性。
[0053] 本实施例中，所述第一上半法兰6-1和第二上半法兰7-1的底部两侧，以及第一下半法兰6-2和第二下半法兰7-2的顶部两侧均设置有水平布置的耳板25，所述耳板25上开设有螺栓孔。
[0054] 本实施例中，实际使用时，耳板25的螺栓孔内设置有螺杆和与螺杆配合的锁紧螺母。
[0055] 本实施例中，所述微控制器13为STM32F103VET6微控制器，所述含水率监测箱10上还设置有显示屏22，所述显示屏22与微控制器13连接，所述显示屏22为1.5寸的TFT液晶显示屏。
[0056] 本实施例中，通过显示屏22显示检测油管3内液体的含水率参数。
[0057] 本实施例中，所述上半管3-1的顶部还安装有伸入至检测油管3内的温度传感器19和压力传感器20，所述温度传感器19和压力传感器20远离检测油管3的一端伸入至含水率监测箱10内与微控制器13连接。
[0058] 本实施例中，实际使用中，温度传感器19为PT100
薄膜式温度传感器，压力传感器20为PTJ204压力传感器。
[0059] 本实施例中，所述移动终端12为手机或者笔记本电脑，所述无线传输模块16为ATK-ESP8266 WIFI模块。
[0060] 本实施例中，所述称重传感器17为ZNHM-III称重传感器，所述数据存储模块15为CH376S SD卡。
[0061] 本实施例中，设置数据存储模块15的目的是：对检测油管3内液体的含水率测量数据进行存储，在需要时，可以对数据存储模块15进行数据回放。
[0062] 本实施例中，所述微波探测发射器18的探测端和微波探测接收器21的接收端正对，所述微波探测发射器18为WQ-24-54BT微波探测发射器，微波探测接收器21为WQ-24-54BR微波探测接收器。
[0063] 本实施例中，需要说明的是，微波探测发射器11和微波探测接收器14的工作原理为：微波探测发射器11发出微波束，微波束通过含水物质时，其振幅、
相位和传播速度会发生变化，监测微波束通过物质时的功率衰减、相位变化、谐振
频率、传播速度等与
介电常数相关的物理量，就可间接监测计算出物质的含水率。
[0064] 本实用新型具体使用时，在下半管3-2管体内设置橡胶板29，在上半管3-1的上固定板26和下半管3-2的下固定板27之间设置橡胶密封层28，并将上半管3-1和下半管3-2通过锁紧件连接，再将安装有含水率监测箱10的检测油管3连接在井上油管1和井口连接油管2之间，通过法兰将检测油管3和井上油管1、井口连接油管2固定密封连接，利用称重传感器
17测量检测油管3内是否有液体通过，当检测油管3内有液体通过时，立即识别监测液体重量，微控制器13使微波探测发射器18工作，微波探测发射器18进行含水率探测，利用温度传感器19和压力传感器20采集当前温度和压力数据，便于后期计算含水率时数据补偿，微控制器13将采集到的所有数据通过存储模块15保存，便于后期对一段时间内的含水率数据的采集，通过显示屏22显示含水率参数，便于工作人员自动查看数据，并通过无线传输模块16向移动终端12传输数据，实现数据的采集，投入成本低，使用效果好；在液体流经检测油管3时，橡胶板29与上表面的网形槽沟11的对液体内的泥沙等垃圾进行阻挡，使液体中的垃圾停留在橡胶板29的表面，一次抽油工作完成后，再利用称重传感器17测量检测油管3的重量，当测量值略高于初始值时，不必对检测油管3内的橡胶板29进行清理，可继续使用，当测量值远高于初始值时，打开检测油管3，取出橡胶板29对其表面的垃圾进行清理，避免液体中的垃圾堵塞管道，影响开采效率。
[0065] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
