本實用新型涉及煤層氣探測領(lǐng)域，尤其涉及一種電導式傳感器及兩相流流體參數(shù)測量裝置。

背景技術(shù)：

氣液兩相流廣泛存在于煤層氣抽采井內(nèi)，在煤層氣抽采的初級階段，氣、液共同匯聚于抽采井內(nèi)，由此形成氣液兩相流。兩相流的流體參數(shù)對于評價煤氣產(chǎn)量、煤層工況、預測產(chǎn)量趨勢至關(guān)重要，同時也是制定排采工藝、預測井下事故等的重要參數(shù)，通過電導探針式測量方法進行測量流氣液兩相流的流型，用于評價煤氣產(chǎn)量、煤層工況、預測產(chǎn)量趨勢。

但是現(xiàn)有電導探針式測量方法氣液兩相流只能測量出氣液兩相流的流型，而其他流體參數(shù)，如氣泡的速度、直徑、體積均需要借助于光學設備獲得，因此可以看出，獲得用于評價煤氣產(chǎn)量、煤層工況、預測產(chǎn)量所需流體參數(shù)需要借助于多個不同設備，因此操作復雜，檢測費時費力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例通過提供一種電導式傳感器及兩相流流體參數(shù)測量裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中獲得用于評價煤氣產(chǎn)量、煤層工況、預測產(chǎn)量所需流體參數(shù)需要借助于多個不同設備的技術(shù)問題。

第一方面，本實用新型實施例提供了一種電導式傳感器，包括：導電殼體，第一連接件，第二連接件，地接線端子，M組信號測量組件，M為大于或等于8的整數(shù)；

所述導電殼體的內(nèi)部為直流體通道，所述第一連接件固定在所述直流體通道的第一通道口，所述第二連接件固定在所述直流體通道的第二通道口，所述地接線端子連接在所述導電殼體上，所述M組信號測量組件周向分布在所述導電殼體上；

其中，每組信號測量組件包括沿著所述導電殼體軸向分布的兩個信號測量組件，所述信號測量組件包括信號接線端子和電導探針，所述信號接線端子連接在所述導電殼體上，所述電導探針的后端與所述信號接線端子連接，所述電導探針的前端位于所述直流體通道內(nèi)。

優(yōu)選的，所述第一連接件為第一螺紋法蘭，所述電導式傳感器還包括第一密封圈；所述第一密封圈設置在所述第一螺紋法蘭與所述第一通道口的連接處。

優(yōu)選的，所述第二連接件為第二螺紋法蘭，所述電導式傳感器還包括第二密封圈；所述第二密封圈設置在所述第二螺紋法蘭與所述第二通道口的連接處。

優(yōu)選的，每組信號測量組件的兩個信號接線端子之間相距5～8mm。

優(yōu)選的，所述導電殼體的內(nèi)徑與煤層氣抽采井的內(nèi)徑相同。

優(yōu)選的，所述導電殼體的長度為200mm～300mm。

優(yōu)選的，所述導電殼體上對應每個信號測量組件分別開有容置孔；其中，所述容置孔內(nèi)螺紋連接有密封塞，所述密封塞壓橡膠體于所述容置孔內(nèi)，所述信號接線端子螺紋連接在所述密封塞內(nèi)，所述電導探針貫穿所述容置孔的孔底、所述橡膠體和所述密封塞。

優(yōu)選的，所述導電殼體具體為導電圓管，所述電導探針沿著所述導電圓管的徑向。

第二方面，本實用新型實施例提供了一種兩相流流體參數(shù)測量裝置，包括一檢測電路，一處理器，第一方面所述的電導式傳感器；所述電導式傳感器包括：導電殼體，第一連接件，第二連接件，地接線端子，M組信號測量組件，M為大于或等于8的整數(shù)；所述導電殼體的內(nèi)部為直流體通道，所述第一連接件固定在所述直流體通道的第一通道口，所述第二連接件固定在所述直流體通道的第二通道口，所述地接線端子連接在所述導電殼體上，所述M組信號測量組件周向分布在所述導電殼體上；其中，每組信號測量組件包括沿著所述導電殼體軸向分布的兩個信號測量組件，所述信號測量組件包括信號接線端子和電導探針，所述信號接線端子連接在所述導電殼體上，所述電導探針的后端與所述信號接線端子連接，所述電導探針的前端位于所述直流體通道內(nèi)；所述檢測電路的輸入端通過信號輸出線與所述信號接線端子連接，所述處理器的模擬輸入端與所述檢測電路的輸出端連接。

本實用新型實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

通過第一連接件和第二連接件能夠?qū)⒈緦嵱眯滦蛯嵤├峁┑碾妼絺鞲衅鬟B接在煤層氣抽采井上，而每組信號測量組件包括沿著導電殼體軸向分布的兩個信號測量組件，信號測量組件包括信號接線端子和電導探針，信號接線端子連接在導電殼體上，電導探針的后端與信號接線端子連接，電導探針的前端位于直流體通道內(nèi)。因此在應用時只需要將地接線端子連接地線，將信號接線端子與信號輸出線連接，從而形成了電導探針的雙圓周陣列分布。當兩相流流經(jīng)直流體通道時，若是液體經(jīng)過電導探針，則相當于信號輸出線與地線導通；若是氣泡經(jīng)過電導探針，液體與地接線端子連接，則相當于信號輸出線與地線之間斷開，則電導式傳感器通過信號輸出線連接后續(xù)檢測電路判斷信號輸出線與地線之間的開合便可實現(xiàn)對氣泡的檢測，其中，通過一組信號測量組件的兩個信號接線端子檢測到同一氣泡的時間差后，與這兩個信號接線端子之間的距離結(jié)合就能得到氣泡速度。通過一個信號接線端子檢測到一個氣泡的持續(xù)時間，與氣泡速度結(jié)合得到就能得到氣泡直徑，基于氣泡直徑進一步就能得到氣泡體積?？梢娡ㄟ^本實用新型實施例提供的電導式傳感器除了能夠測得傳統(tǒng)電導式傳感器能夠測得的兩相流的流型外，還可以測量得到用于計算所需流體參數(shù)所必須的時間差和持續(xù)時間，從而通過簡單計算就能得到流體參數(shù)：氣泡速度、氣泡直徑和氣泡體積，而不再需要其他光學設備單獨進行測量，以解決了現(xiàn)有技術(shù)中獲得用于評價煤氣產(chǎn)量、煤層工況、預測產(chǎn)量所需流體參數(shù)需要借助于多個不同設備的技術(shù)問題，能夠快速得到全部流體參數(shù)。

進一步的，由于導電殼體上對應每個信號測量組件分別開有容置孔；容置孔內(nèi)螺紋連接有密封塞，密封塞壓橡膠體于容置孔內(nèi)，信號接線端子螺紋連接在密封塞內(nèi)，電導探針貫穿容置孔的孔底、橡膠體和密封塞。從而密封塞在旋入容置孔內(nèi)時會使橡膠體產(chǎn)生徑向形變，實現(xiàn)橡膠體與電導探針之間的密封，以及實現(xiàn)橡膠體與容置孔的孔壁之間的密封，從而能應用于井底測量，而不僅僅局限于傳統(tǒng)的地表測量。

進一步的，通過本實用新型實施例提供的兩相流流體參數(shù)測量裝置能夠直接得到流體參數(shù)：氣泡速度、氣泡直徑和氣泡體積，不需要再借助其他光學設備測量和其他設備進行計算，更直接快捷得到全部流體參數(shù)，有效提高了兩相流流體參數(shù)的測量效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例中電導式傳感器的主視圖；

圖2為本實用新型實施例中電導式傳感器的縱剖圖；

圖3為圖2中A部的局部放大圖；

圖4為本實用新型實施例中電導式傳感器的橫剖圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參考圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供電導式傳感器，包括：導電殼體1、第一連接件2、第二連接件3、地接線端子4和M組信號測量組件5。導電殼體1的內(nèi)部為直流體通道，第一連接件2固定在直流體通道的第一通道口，第二連接件3固定在直流體通道的第二通道口，地接線端子4設置在導電殼體1上。M組信號測量組件5周向分布在導電殼體1上。

其中，每組信號測量組件5包括沿著導電殼體1軸向分布的兩個信號測量組件5。參考圖3和圖4所示，每個信號測量組件5包括信號接線端子51和電導探針52，信號接線端子51設置在導電殼體1上，電導探針52的后端與信號接線端子51連接，電導探針52的前端位于直流體通道內(nèi)。

本實用新型實施例提供的電導式傳感器在應用時，地接線端子4用于連接地線，信號接線端子51用于與信號輸出線相連接。當氣液兩相流流經(jīng)直流體通道時，流體與導電殼體1接觸，因此相當于地接線端子4與兩相流流體導通。信號接線端子51與信號輸出線相連接，而信號接線端子51與電導探針52連接，因此相當于信號輸出線與電導探針52相導通，當兩相流流經(jīng)直流體通道時，若是液體經(jīng)過電導探針52，則相當于信號輸出線與地線導通；若是氣泡經(jīng)過電導探針52，則此時相當于信號輸出線與地線之間斷開，因此通過后續(xù)檢測電路判斷信號輸出線與地線之間的開合便可實現(xiàn)對氣泡的檢測：其中，通過一組信號測量組件5的兩個信號接線端子51檢測到同一氣泡的時間差后，與這兩個信號接線端子51之間的距離結(jié)合就能得到氣泡速度。通過一個信號接線端子51檢測到一個氣泡的持續(xù)時間，與氣泡速度結(jié)合得到就能得到氣泡直徑?；跉馀葜睆竭M一步就能得到氣泡體積。

具體的，導電殼體1為導電圓管，電導探針52沿著導電圓管的徑向。具體的，導電殼體1的內(nèi)徑與煤層氣抽采井的內(nèi)徑相同，從而不會改變煤層氣抽采井內(nèi)流體的狀態(tài)，確保測量準確性。

為了實現(xiàn)導電殼體1與煤層氣抽采井之間密封連接，避免導電殼體1與煤層氣抽采井的連接處流體外漏：第一連接件2為第一螺紋法蘭或第一焊接法蘭，第二連接件3為第二螺紋法蘭或第二焊接法蘭。

在一具體實施方式中，第一連接件2為第一螺紋法蘭，第二連接件3為第二螺紋法蘭，第一通道口對應的導電殼體1內(nèi)壁加工有第一階梯狀內(nèi)螺紋，第一螺紋法蘭與導電殼體1通過第一階梯狀內(nèi)螺紋連接。第二通道口對應的導電殼體1內(nèi)壁加工有第二階梯狀內(nèi)螺紋，第二螺紋法蘭與導電殼體1通過第二階梯狀內(nèi)螺紋連接。在本實施方式中，第一螺紋法蘭的內(nèi)徑和第二螺紋法蘭的內(nèi)徑均與導電殼體1的內(nèi)徑相同。

在本實施例中，電導式傳感器還包括第一密封圈6，第一密封圈6設置在第一螺紋法蘭與第一通道口的連接處。具體的，在第一階梯狀內(nèi)螺紋所在區(qū)域還開有第一階梯槽，第一密封圈6容置于第一階梯槽內(nèi)，從而第一螺紋法蘭與第一階梯螺紋連接時，第一密封圈6受壓而對第一螺紋法蘭與第一通道口的連接處進行密封。電導式傳感器還包括第二密封圈7，第二密封圈7設置在第二螺紋法蘭與第二通道口的連接處。具體的，在第二階梯狀內(nèi)螺紋所在區(qū)域還開有第二階梯槽，第二密封圈7容置于第二階梯槽內(nèi)，從而第二螺紋法蘭與第二階梯螺紋連接時，第二密封圈7受壓而對第二螺紋法蘭與第二通道口的連接處進行密封，從而實現(xiàn)了導電殼體1與煤層氣抽采井之間密封連接。在具體實施過程中，第一密封圈6與第二密封圈7均可以為O型圈。

在另一實施方式中，第一連接件2為第一焊接法蘭，第二連接件3為第二焊接法蘭，第一焊接法蘭通過密封焊焊接在導電殼體1的端面，第二焊接法蘭通過密封焊焊接在在導電殼體1的端面，從而實現(xiàn)了導電殼體1與煤層氣抽采井之間的密封連接。

具體的，參考圖3和圖4所示，導電殼體1上對應每個信號測量組件5分別開有容置孔；容置孔的底部容置有橡膠體54，容置孔的孔壁螺紋連接有密封塞53，以壓橡膠體54于容置孔內(nèi)。信號接線端子51螺紋連接在密封塞6內(nèi)，電導探針52貫穿容置孔、橡膠體54和密封塞53。電導探針52的后端與信號接線端子51的底部焊接或者螺紋固定。在具體實施過程中，密封塞53加工有內(nèi)螺紋和外螺紋，容置孔的上部開有內(nèi)螺紋，信號接線端子51通過自身周向的外螺紋與密封塞53的內(nèi)螺紋相連接，密封塞53的外螺紋與容置孔的內(nèi)螺紋相連接，橡膠體54先放置于容置孔內(nèi)的底部，然后電導探針52的后端與信號接線端子51的底部焊接或者螺紋固定，接著電導探針52的前端穿過容置孔、橡膠體54和密封塞53并伸入到直流體通道中。隨著密封塞53旋入容置孔，會將橡膠體54壓緊，使得橡膠體54產(chǎn)生徑向變形，從而實現(xiàn)橡膠體54與電導探針52之間的密封、以及橡膠體54與容置孔之間的密封，確保用于井底測量時的密封良好。

具體的，電導探針52伸入到直流體通道的長度不超過導電殼體1的半徑。比如，導電殼體1的40mm，則電導探針52伸入到直流體通道的長度小于20mm。比如，而已為10mm，11mm，12mm等等。

具體的，每組信號測量組件5的兩個信號接線端子51之間距離設置為5～8mm，能夠有效避免同一氣泡同一時刻被兩個電導探針52接觸到，又能有效避免同一氣泡在流動過程中改變路徑而只被一組信號測量組件5的其中一個電導探針52接觸到。在一具體實施例中，設置每組信號測量組件5的兩個信號接線端子51之間距離為6mm。

具體的，為了更準確測量兩相流的流體參數(shù)，導電殼體1的內(nèi)徑與煤層氣抽采井的內(nèi)徑相同。以煤層氣抽采井的內(nèi)徑為40mm為例，導電殼體1的內(nèi)徑為40mm。

具體的，導電殼體1的長度為200mm～300mm，M組信號測量組件5位于導電殼體1的中部位置，在導電殼體1與煤層氣抽采井對接時不會每個信號測量組件5。

參考圖1和圖4所示，電導式傳感器包括8組信號測量組件5，則8組信號測量組件5的8個電導探針52均沿著導電殼體1的徑向設置，相鄰電導探針52之間角度為45度。當然在具體實施過程，還可以設置更多組信號測量組件5，以增加電導探針52的密度，從而檢測更準確。

基于同一實用新型構(gòu)思，本實用新型實施例提供了一種兩相流流體參數(shù)測量裝置，包括一檢測電路，一處理器和電導式傳感器；參考圖1～圖4所示，電導式傳感器包括：導電殼體1，第一連接件2，第二連接件3，地接線端子4，M組信號測量組件5，M為大于或等于8的整數(shù)；導電殼體1的內(nèi)部為直流體通道，第一連接件2固定在直流體通道的第一通道口，第二連接件3固定在直流體通道的第二通道口，地接線端子4連接在導電殼體1上，M組信號測量組件5周向分布在導電殼體1上；其中，每組信號測量組件5包括沿著導電殼體1軸向分布的兩個信號測量組件5，信號測量組件5包括信號接線端子51和電導探針52，信號接線端子51連接在導電殼體1上，電導探針52的后端與信號接線端子51連接，電導探針52的前端位于直流體通道內(nèi)；檢測電路的輸入端通過信號輸出線與信號接線端子51連接，處理器的模擬輸入端與檢測電路的輸出端連接。

其中，檢測電路用于判斷信號輸出線與地線之間的開合。其中，處理器用于：1、一組信號測量組件5的兩個信號接線端子51檢測到同一氣泡的時間差后，進行基于時間差和這兩個信號接線端子51之間距離計算出氣泡速度。2、通過一個信號接線端子51檢測到一個氣泡的持續(xù)時間后，進行基于持續(xù)時間與步驟一計算得到的氣泡速度計算得到氣泡直徑，3、進行基于氣泡直徑計算得到氣泡體積。其中，電導式傳感器的結(jié)構(gòu)細節(jié)參考前述實施例和圖1～圖4，為了說明書的簡潔，本文不再贅述。

通過上述本實用新型實施例中提供的一個或多個實施例，至少實現(xiàn)了如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

通過第一連接件和第二連接件能夠?qū)⒈緦嵱眯滦蛯嵤├峁┑碾妼絺鞲衅鬟B接在煤層氣抽采井上，而每組信號測量組件包括沿著導電殼體軸向分布的兩個信號測量組件，信號測量組件包括信號接線端子和電導探針，信號接線端子連接在導電殼體上，電導探針的后端與信號接線端子連接，電導探針的前端位于直流體通道內(nèi)。因此在應用時只需要將地接線端子連接地線，將信號接線端子與信號輸出線連接，從而形成了電導探針的雙圓周陣列分布。當兩相流流經(jīng)直流體通道時，若是液體經(jīng)過電導探針，則相當于信號輸出線與地線導通；若是氣泡經(jīng)過電導探針，液體與地接線端子連接，則相當于信號輸出線與地線之間斷開，則電導式傳感器通過信號輸出線連接后續(xù)檢測電路判斷信號輸出線與地線之間的開合便可實現(xiàn)對氣泡的檢測，其中，通過一組信號測量組件的兩個信號接線端子檢測到同一氣泡的時間差后，與這兩個信號接線端子之間的距離結(jié)合就能得到氣泡速度。通過一個信號接線端子檢測到一個氣泡的持續(xù)時間，與氣泡速度結(jié)合得到就能得到氣泡直徑，基于氣泡直徑進一步就能得到氣泡體積。可見通過本實用新型實施例提供的電導式傳感器除了能夠測得傳統(tǒng)電導式傳感器能夠測得的兩相流的流型外，還可以測量得到用于計算所需流體參數(shù)所必須的時間差和持續(xù)時間，從而通過簡單計算就能得到流體參數(shù)：氣泡速度、氣泡直徑和氣泡體積，而不再需要其他光學設備單獨進行測量，以解決了現(xiàn)有技術(shù)中獲得用于評價煤氣產(chǎn)量、煤層工況、預測產(chǎn)量所需流體參數(shù)需要借助于多個不同設備的技術(shù)問題，能夠快速得到全部流體參數(shù)。

進一步的，由于導電殼體上對應每個信號測量組件分別開有容置孔；容置孔內(nèi)螺紋連接有密封塞，密封塞壓橡膠體于容置孔內(nèi)，信號接線端子螺紋連接在密封塞內(nèi)，電導探針貫穿容置孔的孔底、橡膠體和密封塞。從而密封塞在旋入容置孔內(nèi)時會使橡膠體產(chǎn)生徑向形變，實現(xiàn)橡膠體與電導探針之間的密封，以及實現(xiàn)橡膠體與容置孔的孔壁之間的密封，從而能應用于井底測量，而不僅僅局限于傳統(tǒng)的地表測量。

進一步的，通過本實用新型實施例提供的兩相流流體參數(shù)測量裝置能夠直接得到流體參數(shù)：氣泡速度、氣泡直徑和氣泡體積，不需要再借助其他光學設備測量和其他設備進行計算，更直接快捷得到全部流體參數(shù)，有效提高了兩相流流體參數(shù)的測量效率。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。