一种罐内油水界面自动监测系统发明专利

一种罐内油水界面自动监测系统

摘要：本发明公开了一种罐内油水界面自动监测系统，涉及油气井井下作业技术领域，可以实时显示油、水、油水界面深度，对于光线不好、密闭的罐内显得尤为必要，能够弥补传统液面监视装备的不足和局限，其技术方案要点是：包括罐体、电源和监视器，其特征是：所述监视器位于罐体内，所述监视器为多个且每隔10cm成串联布局，所述监视器与电源相连接，且所述罐体外设有与电源、监视器相连接的信号发射装置，所述监视器包括图片信号转换传输系统、密封外壳、摄像头结构和多功能数据线，所述图片信号转换传输系统、摄像头结构和多功能数据线安装在密封外壳内。

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210735718.X

专利申请（专利权）人：山东石油化工学院
权利人地址：山东省东营市东营区北二路271号

专利发明（设计）人： 李雷 ,代晓东 ,成振松 ,张瑞超 ,张昕 ,李洪岩

主权利要求:一种罐内油水界面自动监测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及油气井井下作业技术领域，更具体地说，它涉及一种罐内油水界面自动监测系统。
背景技术
[0002] 油井在试油或者其他井下作业过程中的时候，地面上通常会设置一个存储罐，产出的油水直接先存储到这个罐里，然后每隔两个小时测量一次，由于油水中通常存在伴生气，现场作业过程中，由于油水中可能存在硫化氢气体，对作业人员及周围环境容易造成威胁和伤害，因此人工测量罐内液体深度来间接计算罐内体积变化的方法不仅费时费力，而且危险性较大。
[0003] 目前出现了一些监测罐内液体深度的设备，但是这些设备无法满足同时监测油、水深度及油水界面深度的需求，比如流量计，由于含气的油水会产生复杂流型、流态，流量计对油水产量的计量会存在一定误差。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种罐内油水界面自动监测系统，其优点在于，可以实时显示油、水、油水界面深度，对于光线不好、密闭的罐内显得尤为必要，能够弥补传统液面监视装备的不足和局限。
[0005] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种罐内油水界面自动监测系统，包括罐体、电源和监视器，其特征是：所述监视器位于罐体内，所述监视器为多个且每隔10cm成串联布局，所述监视器与电源相连接，且所述罐体外设有与电源、监视器相连接的信号发射装置，所述监视器包括图片信号转换传输系统、密封外壳、摄像头结构和多功能数据线，所述图片信号转换传输系统、摄像头结构和多功能数据线安装在密封外壳内，所述摄像头结构包括安装在密封外壳内的摄像头，所述密封外壳内安装有围绕摄像头外部设置的LED照明灯，所述摄像头的上端安装有摄像头固定装置，所述摄像头固定装置上安装有数据转换装置，所述多功能数据线包括信号输出线、信号输入线、电源线、控制线、视频线，所述电源线与摄像头、LED照明灯相连接，所述数据转换装置与信号输出线相连接，所述信号输入线、控制线与摄像头相连接，所述信号输出线与信号发射装置相连接。
[0006] 优选地，所述密封外壳为透明外壳，且所述密封外壳的表面有一层疏水疏油的涂层。
[0007] 优先地，所述信号发射装置连接有电脑终端。
[0008] 优先地，多个所述监视器从罐体的顶部到底部分布。
[0009] 优先地，多个所述监视器在罐体内位置固定设置。
[0010] 优先地，所述密封外壳内安装有芯片，所述芯片与图片信号转换传输系统相连接。
[0011] 优先地，所述密封外壳包括第一球罩和第二球罩，所述第一球罩和第二球罩相背的一端均安装有安装管，所述安装管内螺纹连接有中空螺管，所述中空螺管的上端固定连接有密封环，所述密封环与安装管相抵设置，所述中空螺管的另一端固定连接有连接管，所述摄像头结构通过两个连接机构与第一球罩相连接，所述第二球罩的上端设有环形槽，所述第一球罩的底部设有连接环，所述连接环延伸至环形槽内并相抵，所述连接环与环形槽之间设有润滑油，所述第一球罩和第二球罩通过四个限位机构相连接。
[0012] 优先地，所述连接机构固定在第一球罩上的连接杆，所述连接杆上设有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有滑块，所述滑块上固定连接有插杆，所述摄像头结构上设有卡槽，所述插杆插入卡槽内，所述滑块与滑动槽之间安装有第一弹簧。
[0013] 优先地，所述限位机构包括固定在第一球罩上的第一固定耳，所述第二球罩上安装有第二固定耳，所述第一固定耳和第二固定耳上共同贯穿安装有螺栓，所述螺栓上依次套设有限位环、第二弹簧和螺母，所述限位环与第二固定耳的底部相抵，所述螺母与螺栓螺纹连接。
[0014] 有益效果：
[0015] 1、数据转换装置可以把摄像头拍摄的图片转换为数字信号经过信号输出线传送至信号发射装置，然后传输至电脑终端进行数字的储存和图像识别；通过控制线可以控制摄像头的旋转、开启或关闭；通过信号输入线可以改变摄像头的拍摄间隔；通过视频线连接至地面的监视器，可以随时查看罐体内的情况。
[0016] 2、对摄像头结构进行安装时，工作人员相背移动两个插杆，然后将摄像头结构移动至合适位置，接着将插杆安装在卡槽内，如此通过插杆、连接杆的配合，可以对摄像头结构进行安装，操作简单方便。
[0017] 3、将连接环安装在环形槽内，此时润滑油在连接环与环形槽之间形成油膜，由于分子间的作用力，从而可以保证连接环与环形槽之间有效的密封；然后工作人员转动第一球罩和第二球罩，从而使得油膜更加充分，并使第一固定耳和第二固定耳相对，然后安装螺栓，接着将限位环、第二弹簧和螺母套在螺栓上，并使螺母与螺栓相连接并使第二弹簧处于压缩状态，如此可以将第一固定耳和第二固定耳稳定的连接在一起，进而可以将第一球罩和第二球罩安装在一起。
[0018] 综上，本发明提供一种自动监测油/水的深度及界面的装备，能够在手机或者电脑终端随时查看罐内液体情况；该系统可以实现全天候、光线不足的情况下多罐内情况的有效监督，省时省力。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1是实施例1中摄像头结构的结构示意图；
[0021] 图2为实施例1中油/水界面深度监测系统图；
[0022] 图3为实施例1中监视器的结构示意图；
[0023] 图4为实施例1中信号传输的框图；
[0024] 图5为实施例2中密封外壳的示意图；
[0025] 图6为实施例2中A处的示意图；
[0026] 图7为实施例2中B处的示意图。
[0027] 附图标记：
[0028] 1、摄像头固定装置；2、信号输出线；3、信号输入线；4、电源线；5、控制线；6、视频线；7、摄像头；8、LED照明灯；9、数据转换装置；10、电源；11、信号发射装置；12、监视器；13、罐体；14、密封外壳；15、摄像头结构；16、多功能数据线；17、图片信号转换传输系统；18、第一球罩；19、第二球罩；20、安装管；21、连接管；22、中空螺管；23、密封环；24、连接环；25、润滑油；26、第一固定耳；27、第二固定耳；28、螺栓；29、限位环；30、第二弹簧；31、螺母；32、卡槽；33、插杆；34、连接杆；35、滑动槽；36、第一弹簧；37、滑块；38、环形槽。
具体实施方式
[0029] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0030] 实施例1
[0031] 一种罐内油水界面自动监测系统，如图1‑4，包括罐体13、电源10和监视器12，监视器12位于罐体13内，监视器12为多个且每隔10cm成串联布局，多个监视器12从罐体13的顶部到底部分布，多个监视器12在罐体13内位置固定设置，由于每个监视器12的深度都是固定的，电脑终端对这些信息进行处理进行图片识别，识别出油、水以及所处深度，可以判断罐体13内液体体积的变化，通过电脑终端可以看出罐体13内油、水深度的实时变化，也可以发送至手机客户端进行查看。
[0032] 监视器12与电源10相连接，且罐体13外设有与电源10、监视器12相连接的信号发射装置11，监视器12包括图片信号转换传输系统17、密封外壳14、摄像头结构15和多功能数据线16，密封外壳14为透明外壳，且密封外壳14的表面有一层疏水疏油的涂层，可以有效避免油水粘在圆球表面，透过透明的密封外壳14可以进行定时拍照，油、水以及空气会呈现不同的画面，通过图片信号转换传输系统17转换成信号，通过计算机图形识别信号处理可以对这些照片进行实时分析，从而获得油、水深度。
[0033] 图片信号转换传输系统17、摄像头结构15和多功能数据线16安装在密封外壳14内，摄像头结构15包括安装在密封外壳14内的摄像头7，密封外壳14内安装有围绕摄像头7外部设置的LED照明灯8，LED照明灯8仅在照相的时候亮灯，以此弥补罐体13内光线不足的情况。
[0034] 摄像头7的上端安装有摄像头固定装置1，摄像头固定装置1上安装有数据转换装置9，多功能数据线16包括信号输出线2、信号输入线3、电源线4、控制线5、视频线6，电源线4与摄像头7、LED照明灯8相连接，数据转换装置9与信号输出线2相连接，信号输入线3、控制线5与摄像头7相连接，信号输出线2与信号发射装置11相连接。
[0035] 其中，数据转换装置9可以把摄像头7拍摄的图片转换为数字信号经过信号输出线2传送至信号发射装置11，然后传输至电脑终端进行数字的储存和图像识别；通过控制线5可以控制摄像头7的旋转、开启或关闭；通过信号输入线3可以改变摄像头7的拍摄间隔；通过视频线6连接至地面的监视器12，可以随时查看罐体13内的情况。
[0036] 实施例2
[0037] 参照图5‑7，本实施例与实施例1不同的是，本实施例中密封外壳14包括第一球罩18和第二球罩19，第一球罩18和第二球罩19相背的一端均安装有安装管20，安装管20内螺纹连接有中空螺管22，中空螺管22的上端固定连接有密封环23，密封环23与安装管20相抵设置，中空螺管22的另一端固定连接有连接管21，连接管21和两个安装管20的总长度为
10cm。
[0038] 摄像头结构15通过两个连接机构与第一球罩18相连接，具体的，对摄像头结构15进行安装时，工作人员相背移动两个插杆33，然后将摄像头结构15移动至合适位置，接着将插杆33安装在卡槽32内。
[0039] 连接机构固定在第一球罩18上的连接杆34，连接杆34上设有滑动槽35，滑动槽35内滑动连接有滑块37，滑块37上固定连接有插杆33，摄像头结构15上设有卡槽32，插杆33插入卡槽32内，滑块37与滑动槽35之间安装有第一弹簧36。
[0040] 第二球罩19的上端设有环形槽38，第一球罩18的底部设有连接环24，连接环24延伸至环形槽38内并相抵，连接环24与环形槽38之间设有润滑油25，第一球罩18和第二球罩19通过四个限位机构相连接，限位机构包括固定在第一球罩18上的第一固定耳26，第二球罩19上安装有第二固定耳27，第一固定耳26和第二固定耳27上共同贯穿安装有螺栓28，螺栓28上依次套设有限位环29、第二弹簧30和螺母31，限位环29与第二固定耳27的底部相抵，螺母31与螺栓28螺纹连接。
[0041] 本实施例中，对摄像头结构15进行安装时，工作人员相背移动两个插杆33，然后将摄像头结构15移动至合适位置，接着将插杆33安装在卡槽32内，如此通过插杆33、连接杆34的配合，可以对摄像头结构15进行安装，操作简单方便；
[0042] 然后将连接环24安装在环形槽38内，此时润滑油25在连接环24与环形槽38之间形成油膜，由于分子间的作用力，从而可以保证连接环24与环形槽38之间有效的密封；然后工作人员转动第一球罩18和第二球罩19，从而使得油膜更加充分，并使第一固定耳26和第二固定耳27相对，然后安装螺栓28，接着将限位环29、第二弹簧30和螺母31套在螺栓28上，并使螺母31与螺栓28相连接并使第二弹簧30处于压缩状态，如此可以将第一固定耳26和第二固定耳27稳定的连接在一起，进而可以将第一球罩18和第二球罩19安装在一起。
[0043] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

专利地区：山东

专利申请日期：2022-06-27

专利公开日期：2022-12-23

专利公告号：CN114812734B