專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲多普勒井下流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流體流量測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種用于在井下測(cè)量多產(chǎn)出層油氣井不同地層流體產(chǎn)量的超聲多普勒井下流量計(jì)。
技術(shù)背景油田最常用的油井井下流量測(cè)量裝置是渦輪流量計(jì)，利用井下流體推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，以轉(zhuǎn)速值推算出流量值。渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)是后續(xù)的電子線路簡(jiǎn)單，用于單相流體的注水井和多相流體的產(chǎn)出井(油井)。然而，由于油井下的環(huán)境復(fù)雜，有的地層中的細(xì)沙和原油混在一起流過(guò)渦輪，造成渦輪卡死，因而測(cè)井成功率較低，在一些出沙嚴(yán)重的油井中，渦輪流量計(jì)無(wú)法使用。此外渦輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)軸承易磨損，維護(hù)工作量大，使用壽命較短。名稱(chēng)為《鉗型多普勒超聲波流量計(jì)》的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00410095629.5)公開(kāi)了一種地面型的多普勒超聲流量計(jì)，并不適用于井下。
井下多普勒流量計(jì)與地面工作的多普勒流量計(jì)相比，由于工作環(huán)境差別有以下的不同特點(diǎn)①地面多普勒流量計(jì)一般都在水平的管道段測(cè)量，不存在多相流體因密度、比重不同而引起的流速不同。井下流量計(jì)通常只能在垂直的井筒中測(cè)量。多相流體之間存在“滑移速度”，只有盡量提高流體的整體速度，才能減少相間“滑移速度”帶來(lái)的測(cè)量誤差。
②地面多普勒流量計(jì)的超聲探頭通常都設(shè)置在流體管道的外部，它不減少流體通過(guò)的截面，也不增加流動(dòng)的阻力。對(duì)于環(huán)空測(cè)井的井下流量計(jì)，由于儀器上、下井是通過(guò)套管和油管間狹小的環(huán)形空間實(shí)現(xiàn)的，要求儀器的最大直徑小(一般為φ26mm)，不僅超聲探頭必須小型化，超聲探頭的安裝位置也只能選擇在流體管道的內(nèi)部。
③地面多普勒流量計(jì)測(cè)量段的流道通徑一般和流體輸運(yùn)系統(tǒng)其他部分的通徑相近。由于儀器最大外徑的限制，井下多普勒流量計(jì)的中心流道內(nèi)徑比油井井徑小得多，流通面積通常僅為井徑面積的1/50。因而流量計(jì)設(shè)計(jì)中必須盡量設(shè)法減少測(cè)量段的流阻。
目前，油田使用的井下超聲流量計(jì)是利用超聲波在流體中正、反向傳輸速度差原理構(gòu)成的，可用于單相流體的注水井測(cè)量。名稱(chēng)為《注水井超聲波流量測(cè)試儀》的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00420007110.2)提供了一種注水井用流量計(jì)，只適用于單相流體測(cè)量，不能用于測(cè)量存在油、氣多相流體的油井。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、能抵抗原油中泥沙影響、提高測(cè)井成功率的用于井下測(cè)量多產(chǎn)出層油氣井不同地層的產(chǎn)量的超聲多普勒井下流量計(jì)。本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)可減少維護(hù)工作量，延長(zhǎng)使用壽命。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)的整體結(jié)構(gòu)為一細(xì)長(zhǎng)的圓柱形。本實(shí)用新型的計(jì)量計(jì)包括流體集流裝置、中心流道部分及測(cè)量電路部分，其特點(diǎn)是，流量計(jì)的下部設(shè)置有集流裝置，中部為中心流道部分，上部為進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、處理、傳輸?shù)臏y(cè)量電路部分；中心流道部分為一中空的圓柱形管，中心流道部分圓柱形管下端的管壁上的圓周方向上設(shè)置有進(jìn)液口，進(jìn)液口上部的管壁上圓周方向設(shè)置有出液口；在中心流道部分中固定設(shè)置有換能片和信號(hào)傳輸線構(gòu)成的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭，超聲發(fā)射探頭的端面上含有朝向流體方向的發(fā)射換能片，超聲接收探頭的端面上含有朝向流體方向的接收換能片；集流裝置包括集流傘和驅(qū)動(dòng)電機(jī)；測(cè)量電路部分含有發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路、超聲接收放大電路、多普勒頻率檢出和處理電路及數(shù)據(jù)傳輸電路，并依次連接。
本實(shí)用新型的超聲多普勒型井下流量計(jì)的中心流道部分中固定設(shè)置的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭設(shè)計(jì)為一圓柱形的一體式探頭，圓柱形的一體式探頭固定在中心流道部分中出液口的上方，一體式探頭的超聲發(fā)射探頭的下端面上含有發(fā)射換能片，超聲接收探頭的下端面上含有接收換能片，發(fā)射換能片與接收換能片的設(shè)置形成“八”字形，發(fā)射換能片和接收換能片分別與構(gòu)成一體式探頭的圓柱的中軸線之間有一角度為70°～88°的傾斜角。一體式探頭的圓柱形外徑與中心流道部分的圓柱形管的內(nèi)徑相匹配，一體式探頭的兩側(cè)開(kāi)有凹槽，便于使連接儀器上、下部分的電纜通過(guò)。超聲換能片及接收換能片的形狀采用圓形片。為了加大換能片的工作面積，也可加大換能片圓片的直徑，切去一部分面積，成為割圓形的超聲換能片。
本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)，還可將中心流道部分中的探頭設(shè)置為分離式的結(jié)構(gòu)，中心流道部分的進(jìn)液口和出液口之間設(shè)置有由換能片和信號(hào)傳輸線構(gòu)成的分離式的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭，還設(shè)置有聚流環(huán)；分離式的超聲發(fā)射探頭的外形由兩個(gè)相交的大半徑圓柱面和小半徑圓柱面以及一個(gè)平面端面構(gòu)成，超聲接收探頭與超聲發(fā)射探頭的結(jié)構(gòu)相同。分離式的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭相對(duì)應(yīng)設(shè)置在中心流道部分的圓柱形管的內(nèi)壁上，超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭的平面端面上分別設(shè)置有超聲發(fā)射換能片和超聲接收換能片；聚流環(huán)設(shè)置在中心流道部分的分離式的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭的下方與進(jìn)液口上方之間的管壁上。構(gòu)成分離式的超聲發(fā)射探頭的兩個(gè)相交的圓柱面軸線的夾角為5°～45°構(gòu)成分離式的超聲接收探頭的兩個(gè)相交的圓柱面軸線的夾角同樣為5°～45°。構(gòu)成分離式的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭中的大半徑圓柱面與中心流道部分的管壁的內(nèi)圓柱面的曲率相匹配，小半徑圓柱面的軸線與分離式探頭的平面端面垂直。聚流環(huán)外徑與中心流道部分的管壁的內(nèi)徑相匹配。
本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)的中心流道部分的管壁上設(shè)置的進(jìn)液口和出液口分別為2～8個(gè)。為減小流體進(jìn)出中心流道的阻力，進(jìn)液口和出液口的總面積設(shè)計(jì)為中心流道面積的2倍以上。
本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)上端經(jīng)電纜與地面測(cè)井系統(tǒng)相連，或在井下與其它測(cè)井儀器組合成多參數(shù)測(cè)井儀。
本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)設(shè)置集流裝置是為了提高被測(cè)流體的流速。集流后，中心流道內(nèi)流速為井筒中流體上升速度的數(shù)十倍。流速的提高可增加多譜勒頻率偏移量，提高測(cè)量靈敏度。此外，提高流體速度還可減小油粒、氣泡在水中上浮(滑移速度)對(duì)整體流速測(cè)量帶來(lái)的附加誤差。集流裝置還同時(shí)使儀器扶正，使儀器處在井筒的中心位置。集流裝置在儀器下井和上提時(shí)收攏，在流量測(cè)量時(shí)打開(kāi)，使井內(nèi)流體經(jīng)儀器的中心流道流過(guò)。本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)中的集流裝置可以采用由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集流傘結(jié)構(gòu)，也可以采用液壓等其它方式工作的集流結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的中心流道部分設(shè)置有超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭，探頭由超聲換能片和信號(hào)傳輸線構(gòu)成，探頭是流量計(jì)的傳感器部分。超聲發(fā)射探頭送出的超聲波在流道中遇到油粒和氣泡，在油水界面、氣水界面產(chǎn)生反射，反射波頻率受流體運(yùn)動(dòng)速度的影響產(chǎn)生和流速成正比例的多普勒頻率偏移量。超聲接收探頭用于獲得超聲波的反射信號(hào)，送到測(cè)量電路作進(jìn)一步的處理。
本實(shí)用新型的測(cè)量電路部分位于流量計(jì)上部，完成多普勒頻率偏移量測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。它包括超聲發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路、超聲接收信號(hào)放大電路、多普勒頻率偏移量檢出和處理電路，向地面或井下組合儀器的數(shù)據(jù)傳輸電路。
本實(shí)用新型的超聲多普勒流量計(jì)不需設(shè)置機(jī)械旋轉(zhuǎn)部分，因而不會(huì)因原油中泥沙導(dǎo)致流量計(jì)產(chǎn)生故障，測(cè)井成功率高，在出沙量大的油井中也能使用。由于油田采用注聚合物來(lái)增加地層原油的采出率，不少采油井在原油采出的同時(shí)，也有聚合物流出，使得井下流體粘度增大，本實(shí)用新型超聲多普勒流量計(jì)能適應(yīng)含聚合物的粘度大的多相流體測(cè)量。儀器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型的超聲多普勒流量計(jì)可在含油、氣1％至99％的多相流體中工作，并能組合在小直徑的多參數(shù)測(cè)井儀器中，滿足“環(huán)空測(cè)井”要求，測(cè)量多產(chǎn)出層油氣井不同地層的流體產(chǎn)量。
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型超聲多普勒井下流量計(jì)作進(jìn)一步詳細(xì)描述
圖1為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例1的中心流道部分的剖面示意圖圖3a為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例1的中心流道部分的一體式探頭結(jié)構(gòu)示意圖圖3b為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例1的中心流道部分的一體式探頭仰視圖
圖4a為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例2的中心流道部分的剖面示意圖圖4b為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例2的中心流道部分的結(jié)構(gòu)中A-A剖面示意圖圖5a為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例2的中心流道部分的分離式探頭的結(jié)構(gòu)示意圖圖5b為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例2的中心流道部分的分離式探頭仰視圖圖6為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)實(shí)施例3的中心流道部分的分離式探頭的結(jié)構(gòu)示意圖圖7為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)的測(cè)量電路部分的電路工作原理方框圖圖中1.集流傘 2.中心流道部分 3.測(cè)量電路部分 4.一體式探頭超聲發(fā)射換能片(5、25) 超聲接收換能片(45、35) 6.管壁 進(jìn)液口(7、17)出液口(8、18) 9.超聲發(fā)射探頭 10.小半徑圓柱面 11.大半徑圓柱面12.聚流環(huán) 13.超聲發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路 14.超聲接收放大電路 15.多普勒頻率檢出和處理電路16.數(shù)據(jù)傳輸電路 19.超聲接收探頭 凹槽(20、22) 21.驅(qū)動(dòng)電機(jī)具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在圖1～圖3、圖7中，本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)的整體結(jié)構(gòu)為一細(xì)長(zhǎng)的圓柱形。包括流體集流裝置、中心流道部分2及測(cè)量電路部分3，流量計(jì)的下部設(shè)置有集流裝置，中部為中心流道部分2，上部為進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、處理、傳輸?shù)臏y(cè)量電路部分3；中心流道部分2為一中空的圓柱形管，下端延至集流裝置，中心流道部分2圓柱形管下端的管壁6上的圓周方向上設(shè)置有軸向拉長(zhǎng)的進(jìn)液口7，進(jìn)液口7的上部的管壁6上的圓周方向設(shè)置有軸向拉長(zhǎng)的出液口8，進(jìn)液口和出液口分別設(shè)置為2個(gè)；圖中為2在中心流道部分2中固定設(shè)置有由換能片和信號(hào)傳輸線構(gòu)成的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭，超聲發(fā)射探頭的端面上含有朝向流體方向的超聲發(fā)射換能片，超聲接收探頭的端面上含有朝向流體方向的超聲接收換能片。其中，集流裝置包括集流傘1和驅(qū)動(dòng)電機(jī)21，測(cè)量電路部分3含有超聲發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路13、超聲接收放大電路14、多普勒頻率檢出和處理電路15及數(shù)據(jù)傳輸電路16，并依次連接。在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型的超聲多普勒型井下流量計(jì)的中心流道部分2的頂端固定設(shè)置的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭為一圓柱形的一體式探頭4，圓柱形的一體式探頭4固定在中心流道部分2中出液口8的上方，緊靠出液口8的上邊沿。一體式探頭4的超聲發(fā)射探頭的下端面上含有超聲發(fā)射換能片5，超聲接收探頭的下端面上含有超聲接收換能片45，超聲發(fā)射換能片5和超聲接收換能片45分別與構(gòu)成一體式探頭4的圓柱的中軸線之間有一角度為80°的傾斜角，超聲發(fā)射換能片5與超聲接收換能片45的設(shè)置形成“八”字形。一體式探頭4的圓柱形外徑與中心流道部分2的圓柱形管的內(nèi)徑相匹配，兩側(cè)開(kāi)有凹槽20，便于使連接儀器上、下部分的電纜通過(guò)。超聲發(fā)射換能片5及超聲接收換能片45的形狀為截取部分面積的割圓形，割線部位處在一體式探頭端面中心區(qū)。為減小流體進(jìn)、出中心流道的阻力，進(jìn)液口和出液口的總面積設(shè)計(jì)為中心流道面積的2倍以上。
圖1為本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)的整體結(jié)構(gòu)示意圖及井下工作狀態(tài)示意圖。井下測(cè)量工作時(shí)，下部的集流裝置中的集流傘1展開(kāi)，油井井筒中的流體經(jīng)進(jìn)液口7流入中心流道部分2，由出液口8流出。位于中心流道部分2中的超聲探頭將流體多普勒頻率偏移信號(hào)引至測(cè)量電路部分3，該信號(hào)經(jīng)測(cè)量電路處理后，測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至地面儀器或井下多參數(shù)組合儀器。
本實(shí)施例的流量計(jì)在中心流道的頂端設(shè)置探頭，不影響流體的流動(dòng)，流阻小，適合大采出量油井的流量測(cè)量。
實(shí)施例2在圖1、圖4、圖5、圖7中，本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)的整體結(jié)構(gòu)為一細(xì)長(zhǎng)的圓柱形。包括流體集流裝置、中心流道部分2及測(cè)量電路部分3，流量計(jì)的下部設(shè)置有集流裝置，中部為中心流道部分2，上部為進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、處理、傳輸?shù)臏y(cè)量電路部分3；中心流道部分2為一中空的圓柱形管，中心流道部分2圓柱形管下端的管壁6上的圓周方向上設(shè)置有軸向拉長(zhǎng)的進(jìn)液口17，進(jìn)液口17上部的管壁6上圓周方向設(shè)置有軸向拉長(zhǎng)的出液口18；在中心流道部分2中固定設(shè)置有由換能片和信號(hào)傳輸線構(gòu)成的探頭，探頭的端面上分別設(shè)置有朝向流體方向的換能片。集流裝置包括集流傘1和驅(qū)動(dòng)電機(jī)21；測(cè)量電路部分3含有超聲發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路13、超聲接收放大電路14、多普勒頻率檢出和處理電路15及數(shù)據(jù)傳輸電路16，并依次連接。本實(shí)施例中設(shè)置的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭為分離式探頭結(jié)構(gòu)，即超聲發(fā)射探頭與接收探頭為各自獨(dú)立的探頭。在中心流道部分2的進(jìn)液口17和出液口18之間設(shè)置有分離式探頭超聲發(fā)射探頭9和超聲接收探頭19，還設(shè)置有聚流環(huán)12；分離式的超聲發(fā)射探頭9由兩個(gè)相交的大半徑圓柱面11和小半徑圓柱面10以及一個(gè)平面端面構(gòu)成，超聲接收探頭19與超聲發(fā)射探頭9的結(jié)構(gòu)相同，超聲發(fā)射探頭9和超聲接收探頭19的直徑均小于中心流道孔徑的。分離式的超聲發(fā)射探頭9和超聲接收探頭19相對(duì)應(yīng)設(shè)置在中心流道部分2的圓柱形管的內(nèi)壁6上，超聲發(fā)射探頭9的平面端面上含有超聲發(fā)射換能片25，超聲接收探頭19的平面端面上含有超聲接收換能片35；聚流環(huán)12設(shè)置在中心流道部分2的分離式的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭的下方與進(jìn)液口17上方之間的管壁6上。構(gòu)成分離式的超聲發(fā)射探頭9的兩個(gè)相交的圓柱面軸線間的夾角為30°，超聲接收探頭19的兩個(gè)相交的圓柱面軸線間的夾角也為30°。分離式超聲發(fā)射探頭9中的大半徑圓柱面11與中心流道部分2的管壁6的內(nèi)圓柱面的曲率相匹配，小半徑圓柱面10的軸線與分離式探頭的平面端面垂直。同樣，超聲接收探頭19中的大半徑圓柱面與中心流道部分2的管壁6的內(nèi)圓柱面的曲率相匹配，小半徑圓柱面的軸線與探頭的平面端面垂直。聚流環(huán)12的外徑與中心流道部分2的管壁6的內(nèi)徑相匹配。中心流道部分2的管壁6上設(shè)置的進(jìn)液口和出液口分別為2個(gè)。為減小流體進(jìn)、出中心流道的阻力，進(jìn)液口和出液口的總面積設(shè)計(jì)為中心流道面積的2倍以上。具體安裝時(shí)，將分離式探頭超聲發(fā)射探頭9和超聲接收探頭19的大半徑圓柱面分別緊貼在中心流道部分2的出液口18下方的內(nèi)壁上。兩個(gè)探頭相對(duì)，其平面端都向下，朝向流體來(lái)的方向，如兩個(gè)探頭的平面端同時(shí)向上，也可工作。
本實(shí)施例中，由于兩個(gè)探頭安裝在中心流道的中部，此處的流道截面積變小，比較適合于小采出量油井的流量測(cè)量。為了進(jìn)一步提高對(duì)小流量測(cè)量的靈敏度，在兩個(gè)探頭換能片相對(duì)的多普勒作用區(qū)裝有一個(gè)聚流環(huán)12。聚流環(huán)12的外徑和中心流道的內(nèi)徑一致。聚流環(huán)12的外側(cè)開(kāi)有凹槽22，便于連接儀器上、下段的電纜通過(guò)。聚流環(huán)12的上、下端面設(shè)計(jì)為錐心朝向環(huán)內(nèi)的圓錐面，以減小對(duì)流體的阻力。聚流環(huán)的中心通流面積與安裝探頭處的通流面積相同或稍小。聚流環(huán)12壁厚使多普勒作用區(qū)的流道截面減小，加快了多普勒作用區(qū)的流體流速，提高了流量計(jì)的多項(xiàng)技術(shù)性能。
實(shí)施例3圖1、圖4、圖6、圖7中，本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同，同樣是在中心流道部分中設(shè)置分離式的探頭，不同之處是在中心流道部分中設(shè)置的分離式探頭的外形結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2中的分離式探頭的外形略有差異，在本實(shí)施例中，是將實(shí)施例2中的構(gòu)成分離式探頭的大半徑圓柱面與小半徑圓柱面相交部分截取部分體積，成為一平面，從而由兩個(gè)相交的圓柱面和兩個(gè)平面構(gòu)成新的分離式探頭。
本實(shí)用新型的實(shí)施例2和實(shí)施例3所述的流量計(jì)的井下工作狀態(tài)與實(shí)施例1相同，實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3中的測(cè)量電路部分均采用圖6所示的電路工作原理，實(shí)施例中的超聲換能片均為市售產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種超聲多普勒井下流量計(jì)，為一細(xì)長(zhǎng)的圓柱形結(jié)構(gòu)，包括流體集流裝置、中心流道部分及測(cè)量電路部分，集流裝置包括集流傘(1)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(21)；測(cè)量電路部分(3)含有發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路(13)、超聲接收放大電路(14)、多普勒頻率檢出和處理電路(15)及數(shù)據(jù)傳輸電路(16)，并依次連接；其特征在于流量計(jì)的下部設(shè)置有集流裝置，中部為中心流道部分(2)，上部為進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、處理、傳輸?shù)臏y(cè)量電路部分(3)；中心流道部分(2)為一中空的圓柱形管，中心流道部分(2)圓柱形管下端的管壁(6)的圓周方向上設(shè)置有進(jìn)液口，進(jìn)液口上部的管壁(6)的圓周方向上設(shè)置有出液口；在中心流道部分(2)中固定設(shè)置有由超聲換能片和信號(hào)傳輸線構(gòu)成的超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭，超聲發(fā)射探頭的端面上含有超聲發(fā)射換能片，超聲接收探頭的端面上含有超聲接收換能片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲多普勒井下流量計(jì)，其特征在于所述的中心流道部分(2)中固定設(shè)置有一體式探頭(4)，一體式探頭(4)為圓柱形結(jié)構(gòu)，固定設(shè)置在中心流道部分(2)中的出液口(8)的上方；一體式探頭(4)的超聲發(fā)射探頭下端面上含有超聲發(fā)射換能片(5)，超聲接收探頭的下端面上含有超聲接收換能片(45)，超聲發(fā)射換能片(5)和超聲接收換能片(45)分別與一體式探頭(4)的圓柱中軸線之間有一傾斜角；一體式探頭(4)的圓柱形的外徑與中心流道部分(2)的圓柱形管的內(nèi)徑相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲多普勒井下流量計(jì)，其特征在于所述的發(fā)射換能片(5)、接收換能片(45)與一體式探頭(4)的圓柱中軸線之間的傾斜角均為70°～88°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲多普勒井下流量計(jì)，其特征在于所述的超聲發(fā)射換能片(5)及超聲接收換能片(45)的形狀為圓形或截取部分面積的割圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲多普勒井下流量計(jì)，其特征在于所述的中心流道部分(2)的進(jìn)液口(17)和出液口(18)之間設(shè)置有分離式的超聲發(fā)射探頭(9)和超聲接收探頭(19)，還設(shè)置有聚流環(huán)(12)；分離式的超聲發(fā)射探頭(9)由兩個(gè)相交的大半徑圓柱面(11)和小半徑圓柱面(10)以及一個(gè)平面端面構(gòu)成，超聲接收探頭(19)與超聲發(fā)射探頭(9)的結(jié)構(gòu)相同；分離式的超聲發(fā)射探頭(9)和超聲接收探頭(19)對(duì)應(yīng)設(shè)置在中心流道部分(2)的圓柱形管的內(nèi)壁(6)上，超聲發(fā)射探頭(9)的平面端面上含有超聲發(fā)射換能片(25)，超聲接收探頭(19)的平面端面上含有超聲接收換能片(35)；聚流環(huán)(12)設(shè)置在中心流道部分(2)的分離式的超聲發(fā)射探頭(9)和超聲接收探頭(19)的下方與進(jìn)液口(17)上方之間的管壁(6)上；分離式的超聲發(fā)射探頭(9)和超聲接收探頭(19)中的大半徑圓柱面均與中心流道部分(2)的管壁(6)的內(nèi)圓柱面的曲率相匹配，小半徑圓柱面的軸線與分離式探頭的平面端面垂直；聚流環(huán)(12)外徑與中心流道部分(2)的管壁(6)的內(nèi)徑相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲多普勒井下流量計(jì)，其特征在于所述的構(gòu)成分離式的超聲發(fā)射探頭(9)的兩個(gè)相交的圓柱面軸線間的夾角為5°～45°，構(gòu)成分離式的超聲接收探頭(19)的兩個(gè)相交的圓柱面軸線間的夾角也為5°～45°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲多普勒井下流量計(jì)，其特征在于所述的中心流道部分(2)的管壁(6)上設(shè)置的進(jìn)液口和出液口分別為2～8個(gè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于測(cè)量井下油、水、氣多相流的超聲多普勒井下流量計(jì)。本實(shí)用新型的流量計(jì)包括集流裝置、中心流道和測(cè)量電路部分，在中心流道中設(shè)置一對(duì)超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭，利用超聲波在流動(dòng)油、水、氣界面的反射波多普勒頻率偏移量測(cè)出油粒、氣泡的運(yùn)動(dòng)速度，計(jì)算流體的流量。本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)可適應(yīng)油、氣含量在1％至99％之間的流體流量測(cè)量，并能組合在小直徑的多參數(shù)測(cè)井儀器中，滿足“環(huán)空測(cè)井”要求。本實(shí)用新型的超聲多普勒井下流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，測(cè)井成功率高。
文檔編號(hào)E21B47/00GK2926502SQ200620033839
公開(kāi)日2007年7月25日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者岑大剛, 殷紹忠, 李紅波, 劉黃瑩, 辛宇亮, 秦犀, 力軍, 陳軍, 劉發(fā)富, 高明武 申請(qǐng)人:四川省科學(xué)城久利電子有限責(zé)任公司