井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器。主要解決了傳統(tǒng)的測(cè)量不準(zhǔn)確，井下原油會(huì)沾污裸露的探頭表面的問(wèn)題。所述的外筒（6）內(nèi)部安裝有超聲波探頭及反射體（4），所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發(fā)射壓電片（1）中心突起外圍安裝有環(huán)形接收壓電片（2），在超聲波探頭下端的聲導(dǎo)（3）下方配合安裝有反射體（4），反射體（4）對(duì)應(yīng)聲導(dǎo)的一側(cè)為錐角為80°的錐面，所述的外筒（6）與其內(nèi)部的超聲波探頭、反射體（4）之間的空間填充有耦合液(5)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，維護(hù)方便的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及油田測(cè)井領(lǐng)域，應(yīng)用于產(chǎn)出剖面流體流量測(cè)量，具體是一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波遇到隨流體一起運(yùn)動(dòng)的微小顆粒會(huì)被反射，反射波的頻率與流體流速存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而廣泛用于流體流量測(cè)量。名稱為《超聲探頭》的實(shí)用新型專利(專利申請(qǐng)?zhí)?CN200920168427.7)公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)的用于井下多相流測(cè)量的超聲探頭。采用該探頭結(jié)構(gòu)，名稱為《一種多相流的測(cè)量方法》的發(fā)明專利(專利申請(qǐng)?zhí)?CN200910160186.6)提供了一種井下三相流測(cè)量方法。由于該方法傳感器探頭與流體直接接觸，并且探頭的發(fā)射面與流體的流動(dòng)方向相對(duì)，使得該方法存在兩項(xiàng)缺陷，其一是，離散的油泡和氣泡會(huì)直接撞擊探頭接收面，引起接收信號(hào)大幅升高，而該升高的信號(hào)幅度并不是流量增加引起的，是一虛假信號(hào)；其二是，在低水流量(IQm3M)情況下，井下原油會(huì)沾污裸露的探頭表面，使發(fā)射和接收信號(hào)幅度均降低，測(cè)量結(jié)果偏離正確值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種發(fā)射和接收面與流體流動(dòng)方向垂直，能夠有效避免離散的油泡和氣泡的直接撞擊和油相的沾污的井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器。
[0004]技術(shù)方案:一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器，包括構(gòu)成超聲波探頭的發(fā)射壓電片(I)、接收壓電片(2)、聲導(dǎo)(3)，還包括反射體(4)、外筒(6)，所述的外筒(6)內(nèi)部安裝有超聲波探頭及反射體(4)，所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發(fā)射壓電片(I)中心突起外圍安裝有環(huán)形接收壓電片(2)，在超聲波探頭下端的聲導(dǎo)
(3)下方配合安裝有反射體(4)，反射體(4)對(duì)應(yīng)聲導(dǎo)的一側(cè)為錐角為80°的錐面，所述的外筒(6)與其內(nèi)部的超聲波探頭、反射體(4)之間的空間填充有耦合液(5)。
有益效果是:通過(guò)采用本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，與井下儀器為一體，發(fā)射和接收面與流體流動(dòng)方向垂直，能夠有效避免離散的油泡和氣泡的直接撞擊和油相的沾污，使測(cè)量更加準(zhǔn)確，儀器維護(hù)更加簡(jiǎn)單?！靖綀D說(shuō)明】圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)、原理示意圖。
[0005]圖中，1-發(fā)射壓電片2-接收壓電片3-聲導(dǎo)4-反射體5-親合液6-外筒。
【具體實(shí)施方式】
[0006]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]—種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器，包括構(gòu)成超聲波探頭的發(fā)射壓電片(I)、接收壓電片(2)、聲導(dǎo)(3)，還包括反射體(4)、外筒(6)，所述的外筒(6)內(nèi)部安裝有超聲波探頭及反射體(4)，外筒作為傳感器的發(fā)射和接收面。發(fā)射面和接收面，超聲波探頭同時(shí)具備發(fā)射和接收功能，所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發(fā)射壓電片(I)中心突起外圍安裝有環(huán)形接收壓電片(2)，在超聲波探頭下端的聲導(dǎo)(3)下方配合安裝有反射體(4)，使發(fā)射波束垂直射向反射體4，反射體(4)對(duì)應(yīng)聲導(dǎo)的一側(cè)為錐角為80°的錐面，所述的外筒(6)與其內(nèi)部的超聲波探頭、反射體(4)之間的空間填充有耦合液
(5)，耦合液是純凈水，用于聲波傳導(dǎo)；外筒既是儀器壁，將探頭封閉在儀器內(nèi)部，與外界實(shí)現(xiàn)隔離，又作為傳感器的發(fā)射面和接收面。
[0008]具體的，工作時(shí)傳感器居于套管中央，超聲探頭發(fā)出連續(xù)的超聲波，波束通過(guò)耦合液5垂直射向反射體，發(fā)射波傳導(dǎo)到反射體4錐面后發(fā)生反射，以與水平夾角10°左右的角度通過(guò)耦合液5向徑向發(fā)射，發(fā)射波到達(dá)外筒時(shí)，經(jīng)過(guò)兩次折射后，依然以與水平夾角10°左右的角度在套管內(nèi)向徑向發(fā)射，當(dāng)套管內(nèi)的發(fā)射波遇到垂直向上流動(dòng)的油泡或氣泡時(shí)，聲波發(fā)生反射，其中以與水平夾角10°左右的角度反射的超聲波沿著發(fā)射波相近的路徑返回到超聲探頭，并被接收壓電片2接收，接收信號(hào)的頻率和幅度攜帶了流體流動(dòng)信息，達(dá)到測(cè)量目的，傳感器外徑28毫米;外筒壁厚1.5毫米;超聲探頭發(fā)射頻率2兆赫茲;反射體錐面夾角80°，材質(zhì)是鋁。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測(cè)量傳感器，包括構(gòu)成超聲波探頭的發(fā)射壓電片(I)、接收壓電片(2)、聲導(dǎo)(3)，還包括反射體(4)、外筒(6)，其特征在于:所述的外筒(6)內(nèi)部安裝有超聲波探頭及反射體(4)，所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發(fā)射壓電片(I)中心突起外圍安裝有環(huán)形接收壓電片(2)，在超聲波探頭下端的聲導(dǎo)(3)下方配合安裝有反射體(4)，反射體(4)對(duì)應(yīng)聲導(dǎo)的一側(cè)為錐角為80°的錐面，所述的外筒(6)與其內(nèi)部的超聲波探頭、反射體(4)之間的空間填充有耦合液(5)。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK105927206SQ201610261456
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】莊海軍, 袁智惠, 劉慧東, 周家強(qiáng), 賁亮, 李楠, 張勇余, 吳恩明, 高晗
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責(zé)任公司