專利名稱：集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田測井儀器的傳感器，特別是涉及到一種集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器。
背景技術(shù)：
油田對于水平油井的管道內(nèi)部原油的含水和流量的測量叫“產(chǎn)出剖面測井”。測量流量的儀器按流體經(jīng)過儀器的方式分為集流與非集流。集流測井儀器就是把待測的流體集中到儀器內(nèi)部測量。 集流測量流量的方法有渦輪流量計、電導(dǎo)率相關(guān)流量計、超聲流量計、放射性示蹤流量計(2種)等，這些流量測量方法都有各自的局限性，例如渦輪容易井內(nèi)污物卡住，電導(dǎo)率流量計不能測量低含水井段，放射性有污染和價格高的局限。因此，研制新的測量儀器，一直具有重大現(xiàn)實意義。流量和持水率是產(chǎn)出剖面測井的主要參數(shù)，把這2個參數(shù)集中到I個組合探頭中，縮小儀器的長度，節(jié)省制造成本，并且可以達(dá)到較高的精度，具有廣闊的應(yīng)用前景。測量探頭取樣空間內(nèi)流體的距離LI、L2的多組電容值。其電容值在合適的距離內(nèi)，這多組信號具有“相關(guān)性”。對具有相關(guān)性的信號進行采集與運算，可以得到流體經(jīng)過L距離的時間T，得到流體速度V=L/T，把這個速度經(jīng)過刻度的試驗圖板，得到水平井內(nèi)流體的流量。國內(nèi)水平井流量測量大多使用渦輪流量計，但它在100方/天以下的低產(chǎn)井段，精度很低。為此我們發(fā)明了一種新的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，解決了以上技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可測量流量和持水率，測量精度高的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器。本實用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器包括多個金屬環(huán)、空心絕緣棒、金屬環(huán)引出線、金屬筒、測量取樣室和電路筒，該多個金屬環(huán)外包裹該空心絕緣棒，該測量取樣室位于該空心絕緣棒外，該金屬筒內(nèi)，為待測液體流過的空間，該多個金屬環(huán)中的每個金屬環(huán)與該金屬筒構(gòu)成一個電容探頭，并通過該金屬環(huán)引出線連接該電路筒，該電路筒中放置測量電路。本實用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器還包括液體出口，該液體出口為該待測液體的流出該測量取樣室時的出口。該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器還包括密封圈，該密封圈位于該空心絕緣棒上，防止該待測液體進入該電路筒。該空心絕緣棒為抗粘油的絕緣材料。該金屬環(huán)引出線為高溫屏蔽線。本實用新型中的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，利用油水液體介電常數(shù)，采用測量電容后轉(zhuǎn)化為井內(nèi)流體流量的測量方法，并設(shè)計相距為LI、L2、L1+L2等多個電容持水探頭組合為復(fù)合探頭，測量流量時，多種距離組合，提高了相關(guān)流量測量精度和測量范圍。本實用新型中的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器為組合傳感器，其探頭的絕緣外殼為抗粘油材料，各組電容探頭的引線使用高溫屏蔽線。

圖I為本實用新型的一實施例中集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型的一實施例中用相關(guān)函數(shù)求解油流動速度的示意圖；圖3為本實用新型的一實施例中測量流量與實際流量關(guān)系圖版。
具體實施方式
為使本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。如圖I所示，圖I為本實用新型的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器的結(jié)構(gòu)圖。該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器由空心絕緣棒I、第一金屬環(huán)2、第二金屬環(huán)3、第三金屬環(huán)4、液體出口 5、密封圈6、金屬環(huán)引出線7、金屬筒8、測量取樣室9和電路筒10組成。集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器中最重要的部件為第一金屬環(huán)2、第二金屬環(huán)3和第三金屬環(huán)4。每個金屬環(huán)外均包裹上空心絕緣棒1，該空心絕緣棒I是很薄的抗粘油的絕緣材料。每個金屬環(huán)與金屬筒8構(gòu)成一個電容探頭。第一金屬環(huán)2、第二金屬環(huán)3和第三金屬環(huán)4與金屬筒8之間的電容量與測量取樣室9內(nèi)的液體介電常數(shù)有關(guān)。測量取樣室9位于該空心絕緣棒I外,該金屬筒8內(nèi)，待測液體流過測量取樣室9，電容量的大小，直接反映了測量取樣室9內(nèi)的待測液體的油水體積比例(持水率)。通過電路配合，測量一個或多個電容探頭數(shù)值，可以測量液體持水率。三個金屬環(huán)分別使用金屬環(huán)引出線7，引到電路筒10，該電路筒10放置測量電路，用于配合電路實施測量，金屬環(huán)引出線7為高溫屏蔽線，高溫屏蔽線可減少各組探頭信號之間的干擾，提高流量測量范圍和精度。如圖I所示，第一金屬環(huán)2與第二金屬環(huán)3之間的距離為LI，第二金屬環(huán)3與第三金屬環(huán)4之間的距離為L2。集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器的直徑為42mm，空心絕緣棒I的直徑為20mm。液體出口 5位于測量取樣室9的尾端，為待測液體的流出測量取樣室9時的出口。密封圈6位于空心絕緣棒I上，以防止待測液體進入電路筒10。圖I中的金屬環(huán)個數(shù)僅為本發(fā)明的一具體實施例，在本實用新型中，金屬環(huán)的個數(shù)至少為2個，可根據(jù)實際應(yīng)用情況確定。流量的測量是使用相距L1，L2的三個電容信號。這種計算叫相關(guān)運算。流動中油水混合不均勻特征在一定的距離內(nèi)(相關(guān)距離)不消失。如圖2所示，圖2為本實用新型的一實施例中用相關(guān)函數(shù)求解油流動速度的示意圖。例如在某時刻T0，第一金屬環(huán)2測量到了流體特征，該特征隨著流體經(jīng)過時間T后流到下游探頭第二金屬環(huán)3特征還存在。同時測量記錄上下多探頭的連續(xù)數(shù)據(jù)曲線，就可以看到下游探頭出現(xiàn)特征的位置比上游滯后了時間T，時間T就是具有特征流體的在LI距離內(nèi)流動的時間。流動速度V=L1/T。時間T是一個相關(guān)函數(shù)的運算結(jié)果。使用計算軟件，可以分別求L1、L2、L1+L2等多個相關(guān)距離信號的相關(guān)函數(shù)，可以提高流量的測量范圍和精度。流速慢，使用最長的距離，比短距離的運算結(jié)果更可靠。流速快，信號的相關(guān)性減弱，只能使用較短的距離求解，否則運算的流量精度變差。如圖3所示，圖3為本實用新型的一實施例中測量流量與實際流量關(guān)系圖版。油滴速度與水的速度及流體總平均速度有密切的函數(shù)關(guān)系，要由油滴速度得到液體總流量， 可以使用標(biāo)定圖版求出。
權(quán)利要求1.集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，其特征在于，該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器包括多個金屬環(huán)、空心絕緣棒、金屬環(huán)引出線、金屬筒、測量取樣室和電路筒，該多個金屬環(huán)外包裹該空心絕緣棒，該測量取樣室位于該空心絕緣棒外，該金屬筒內(nèi)，為待測液體流過的空間，該多個金屬環(huán)中的每個金屬環(huán)與該金屬筒構(gòu)成一個電容探頭，并通過該金屬環(huán)引出線連接該電路筒，該電路筒中放置測量電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，其特征在于，該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器還包括液體出口，該液體出口為該待測液體的流出該測量取樣室時的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，其特征在于，該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器還包括密封圈，該密封圈位于該空心絕緣棒上，防止該待測液體進入該電路筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，其特征在于，該空心絕 緣棒為抗粘油的絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，其特征在于，該金屬環(huán)引出線為高溫屏蔽線。
專利摘要本實用新型提供一種集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器，該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器包括多個金屬環(huán)、空心絕緣棒、金屬環(huán)引出線、金屬筒、測量取樣室和電路筒，該多個金屬環(huán)外包裹該空心絕緣棒，該測量取樣室位于該空心絕緣棒外，該金屬筒內(nèi)，為待測液體流過的空間，該多個金屬環(huán)中的每個金屬環(huán)與該金屬筒構(gòu)成一個電容探頭，并通過該金屬環(huán)引出線連接該電路筒，該電路筒中放置測量電路。該集流電容式持水率、流量復(fù)合傳感器解決了現(xiàn)有測量儀器應(yīng)用范圍有限，測量精度低復(fù)雜等問題，具有可綜合測量流量和持水率，測量精度高的優(yōu)點。
文檔編號E21B49/08GK202493252SQ201120547369
公開日2012年10月17日 申請日期2011年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月24日
發(fā)明者劉樹勤, 朱流方, 王強, 董經(jīng)利, 謝景平, 趙國華 申請人:中國石化集團勝利石油管理局測井公司, 中國石油化工股份有限公司