專利名稱：一種電阻式相關(guān)流量傳感器及連接電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田生產(chǎn)井測(cè)試儀器領(lǐng)域，特別涉及一種電阻式相關(guān)流量傳感器及連接電路。
背景技術(shù)：
在油井生產(chǎn)過程中，需要確定各油層是否有效地生產(chǎn)、檢查油層改造效果和有無套管漏失等問題，需要對(duì)油井的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。目前油井測(cè)試常用一種八電極結(jié)構(gòu)相關(guān)流量傳感器，采用恒流源供電，通過測(cè)試電極對(duì)之間的流體電導(dǎo)，得出測(cè)試電極對(duì)上產(chǎn)生的電壓。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題 I.油井里的油水混合物的礦化度一般會(huì)在2000-20000之間變化，當(dāng)流體礦化度增加或者溫度變化時(shí)，流體導(dǎo)電能力增加，而電流恒定，傳感器測(cè)試出來的電壓信號(hào)減小，影響測(cè)試結(jié)果；2.油井中的油滴對(duì)傳感器電極有粘附作用，使測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性變差；3.傳感器供電浮地，即供電電極本身不接地，需要另外專門設(shè)置接地電極，如此導(dǎo)致電路處理復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有傳感器電路處理復(fù)雜，且結(jié)果受流體礦化度、溫度和油滴粘附作用的影響，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電阻式相關(guān)流量傳感器。所述技術(shù)方案如下一種電阻式相關(guān)流量傳感器，所述電阻式相關(guān)流量傳感器包括電極組、絕緣筒和外殼，所述電極組沿軸向依次固裝在所述絕緣筒內(nèi)壁，所述絕緣筒放置于所述外殼內(nèi)，所述電極組包括測(cè)試電極和供電電極，所述供電電極采用恒壓源進(jìn)行供電，所述供電電極穿過所述絕緣筒直接與所述外殼相連，所述外殼接地，所述測(cè)試電極和所述供電電極中的每個(gè)電極通過弓I線引向所述絕緣筒外部，用于和相應(yīng)電路連接。一種連接電路，所述連接電路包括信號(hào)發(fā)生電路、所述電阻式相關(guān)流量傳感器和信號(hào)處理電路，所述信號(hào)發(fā)生電路通過所述電阻式相關(guān)流量傳感器和所述信號(hào)處理電路連接。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用恒壓源進(jìn)行供電，測(cè)試結(jié)果可通過流體不同位置電阻的比值算出，從而不受流體礦化度和溫度的影響；通過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用恒壓源進(jìn)行供電的同時(shí)，油滴粘附作用對(duì)測(cè)試結(jié)果基本沒有影響，結(jié)果準(zhǔn)確而穩(wěn)定；另外，采用恒壓源進(jìn)行供電，負(fù)極可以通過外殼直接接地，免去專門設(shè)置接地電極，減少電極數(shù)量，節(jié)省電極材料，使電路安全的同時(shí)簡(jiǎn)單易操作，在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。

[0013]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實(shí)用新型所述的電阻式相關(guān)流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型所述的連接電路示意圖。其中I供電電極，11供電正極，12第一供電負(fù)極，13第二供電負(fù)極，2絕緣筒，3外殼，4測(cè)試電極,41第一測(cè)試電極對(duì),42第二測(cè)試電極對(duì),5信號(hào)發(fā)生電路,51振蕩電路,52三極管，6信號(hào)處理電路，61調(diào)制放大電路，62檢波電路，63放大電路，64電壓映射電路，65數(shù)字信號(hào)處理器DSP?！?b>具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖I所示，一種電阻式相關(guān)流量傳感器，所述電阻式相關(guān)流量傳感器包括電極組、絕緣筒2和外殼3，所述電極組沿軸向依次固裝在所述絕緣筒2內(nèi)壁，所述絕緣筒2放置于所述外殼3內(nèi)，所述電極組包括測(cè)試電極4和供電電極I，所述供電電極I采用恒壓源進(jìn)行供電，所述供電電極I穿過所述絕緣筒2直接與所述外殼3相連，所述外殼3接地，所述測(cè)試電極4和所述供電電極I中的每個(gè)電極通過引線引向外部，用于和相應(yīng)電路連接。本實(shí)用新型采用恒壓源進(jìn)行供電，測(cè)試結(jié)果可通過流體不同位置電阻的比值算出，從而不受流體礦化度和溫度的影響；通過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用恒壓源進(jìn)行供電的同時(shí)，油滴粘附作用對(duì)測(cè)試結(jié)果基本沒有影響，結(jié)果準(zhǔn)確而穩(wěn)定；另外，采用恒壓源進(jìn)行供電，負(fù)極可以通過外殼3直接接地，免去專門設(shè)置接地電極，減少電極數(shù)量，節(jié)省電極材料，使電路安全的同時(shí)簡(jiǎn)單易操作，在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。具體地，所述供電電極I包括供電正極11、第一供電負(fù)極12和第二供電負(fù)極13，所述供電正極11位于所述絕緣筒2中部，所述第一供電負(fù)極12和所述第二供電負(fù)極13分別位于所述絕緣筒2兩端。進(jìn)一步地，所述測(cè)試電極4包括第一測(cè)試電極對(duì)41和第二測(cè)試電極對(duì)42，所述第一測(cè)試電極對(duì)41和所述第二測(cè)試電極對(duì)42均設(shè)置在所述供電正極11和所述第一供電負(fù)極12之間。更進(jìn)一步地，所述測(cè)試電極及所述供電電極均為金屬環(huán)狀。其中，電極是采用某種特殊材料制造的環(huán)狀電極，沿軸向排列并且嵌在絕緣材料做成的絕緣筒2內(nèi)壁中，電極引線由絕緣筒2壁上引出；第一供電負(fù)極12和第二供電負(fù)極13既作為整個(gè)電阻式相關(guān)流量傳感器的供電負(fù)極，又可作為電阻式相關(guān)流量傳感器的地電極，供電負(fù)極穿過絕緣筒2直接與外殼3相連，外殼3 —般為金屬等導(dǎo)電材料，在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)試儀器深入油井內(nèi)部，而電阻式相關(guān)流量傳感器置入測(cè)試儀器內(nèi)部，此時(shí)所述的電阻式相關(guān)流量傳感器外殼3和測(cè)試儀器的外殼可以是同一物體，即當(dāng)測(cè)試儀器本身具有外殼的情況下，所述的電阻式相關(guān)流量傳感器和所述的測(cè)試儀器共用同一外殼3，通過測(cè)試儀器的外殼與地接觸，間接使電阻式相關(guān)流量傳感器供電電極I也隨之接地，避免了專門設(shè)置接地電極的工序，電路簡(jiǎn)單易操作，處理簡(jiǎn)單，而且減少了電極數(shù)量，節(jié)省了材料；供電正極11到第一供電負(fù)極12和第二供電負(fù)極13的距離相等，使電阻式相關(guān)流量傳感器組成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，保證電流通過的流體長(zhǎng)度相等，電阻式相關(guān)流量傳感器供電穩(wěn)定；第一測(cè)試電極對(duì)41和第二測(cè)試電極對(duì)42均設(shè)置在所述供電正極11和第一供電負(fù)極12之間。集流傘將井內(nèi)流體集流到電阻式相關(guān)流量傳感器中 進(jìn)行測(cè)試，第一測(cè)試電極對(duì)41對(duì)上游流體信號(hào)測(cè)試，第二測(cè)試電極對(duì)42對(duì)下游流體信號(hào)測(cè)試，在供電正極11與第一供電負(fù)極12和第二供電負(fù)極13之間加一恒定的交變電壓，如此，第一測(cè)試電極對(duì)41上的電壓取決于第一測(cè)試電極對(duì)41之間流體電阻與供電正極11到第一供電負(fù)極12之間流體電阻的比值，即第一測(cè)試電極對(duì)41上的電壓等于，第一測(cè)試電極對(duì)41之間流體電阻與供電正極11到第一供電負(fù)極12之間流體電阻的比值乘以供電電極I之間的電壓，同樣道理，第二測(cè)試電極對(duì)42上的電壓取決于第二測(cè)試電極對(duì)42之間流體電阻與供電正極11到第二供電負(fù)極13之間流體電阻的比值，而這種比值和井內(nèi)流體的礦化度和溫度變化無關(guān)，通過測(cè)試流體不同位置的電阻，即可得到流體不同位置的電壓，所以測(cè)試結(jié)果不受礦化度和溫度變化影響；另外，由于油滴的粘附作用對(duì)7個(gè)電極是均等的，經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)油滴的粘附作用對(duì)測(cè)試結(jié)果基本無影響，測(cè)試結(jié)果趨于穩(wěn)定。如圖2所示，一種連接電路，所述連接電路包括信號(hào)發(fā)生電路5、所述電阻式相關(guān)流量傳感器和信號(hào)處理電路6，所述信號(hào)發(fā)生電路5通過所述電阻式相關(guān)流量傳感器和所述信號(hào)處理電路6連接。進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)生電路5包括振蕩電路51和兩個(gè)三極管52，所述振蕩電路51用于產(chǎn)生方波振蕩信號(hào)，通過所述三極管52進(jìn)行功率放大，供下一步使用。振蕩電路51產(chǎn)生一個(gè)方波振蕩信號(hào)，通過三極管52電路對(duì)此信號(hào)的功率進(jìn)行放大，以便達(dá)到電阻式相關(guān)流量傳感器的電壓要求范圍。具體地，所述信號(hào)處理電路6包括調(diào)制放大電路61、檢波電路62、放大電路63、電壓映射電路64和數(shù)字信號(hào)處理器DSP65，所述調(diào)制放大電路61、所述檢波電路62、所述放大電路63、所述電壓映射電路64和所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP65依次連接，所述電阻式相關(guān)流量傳感器輸出的電壓信號(hào)通過所述調(diào)制放大電路61進(jìn)行放大，通過所述檢波電路62檢波包洛信號(hào)，通過所述放大電路63進(jìn)行放大，通過所述電壓映射電路64變換到所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP65的米樣電壓范圍,通過所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP65米樣所述電壓信號(hào)，并做相關(guān)計(jì)算。振蕩電路51產(chǎn)生振蕩頻率為千赫茲級(jí)的方波振蕩信號(hào)，經(jīng)三極管52電路將功率進(jìn)行放大，然后加到電阻式相關(guān)流量傳感器的供電正極11與第一供電負(fù)極12和第二供電負(fù)極13之間，從第一測(cè)試電極對(duì)41和第二測(cè)試電極對(duì)42上得到的是一個(gè)幅度被流體電阻調(diào)制的電壓信號(hào)，該調(diào)制電壓信號(hào)由調(diào)制放大電路61進(jìn)行放大，再通過檢波電路62把調(diào)制電壓的包洛信號(hào)檢波出來，再對(duì)檢波信號(hào)進(jìn)行放大，最后通過電壓映射電路64將此電壓信號(hào)變換到數(shù)字信號(hào)處理器DSP65A/D的輸入范圍內(nèi)，數(shù)字信號(hào)處理器DSP65A/D采樣電阻式相關(guān)流量傳感器送過來的電壓信號(hào)，做相關(guān)計(jì)算，求出流體的相關(guān)速度。首先應(yīng)求得相關(guān)函數(shù)Rxy ( τ )Rxy (τ) = j \QT y(t)x(t - τ) [0031]x(t)，y(t)為一段時(shí)間(從O T)的上游、下游電信號(hào)；再從戍“Γ)中搜索出峰值位置τ。；由τ。計(jì)算相關(guān)速度Vc L為電阻式相關(guān)流量傳感器內(nèi)流體流動(dòng)的距離，最后由地面計(jì)算機(jī)按預(yù)定圖版解釋出井下流體流量。上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電阻式相關(guān)流量傳感器，其特征在于，所述電阻式相關(guān)流量傳感器包括電極組、絕緣筒和外殼，所述電極組沿軸向依次固裝在所述絕緣筒內(nèi)壁，所述絕緣筒放置于所述外殼內(nèi)，所述電極組包括測(cè)試電極和供電電極，所述供電電極采用恒壓源進(jìn)行供電，所述供電電極穿過所述絕緣筒直接與所述外殼相連，所述外殼接地，所述測(cè)試電極和所述供電電極中的每個(gè)電極通過弓I線引向所述絕緣筒外部，用于和相應(yīng)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電阻式相關(guān)流量傳感器，其特征在于，所述供電電極包括供電正極、第一供電負(fù)極和第二供電負(fù)極，所述供電正極位于所述絕緣筒中部，所述第一供電負(fù)極和所述第二供電負(fù)極分別位于所述絕緣筒兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電阻式相關(guān)流量傳感器，其特征在于，所述測(cè)試電極包括第一測(cè)試電極對(duì)和第二測(cè)試電極對(duì)，所述第一測(cè)試電極對(duì)和所述第二測(cè)試電極對(duì)均設(shè)置在所述供電正極和所述第一供電負(fù)極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電阻式相關(guān)流量傳感器，其特征在于，所述測(cè)試電極及所述供電電極均為金屬環(huán)狀。
5.一種連接電路，其特征在于，所述連接電路包括信號(hào)發(fā)生電路、權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電阻式相關(guān)流量傳感器和信號(hào)處理電路，所述信號(hào)發(fā)生電路通過所述電阻式相關(guān)流量傳感器和所述信號(hào)處理電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接電路，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生電路包括振蕩電路和兩個(gè)三極管，所述振蕩電路用于產(chǎn)生方波振蕩信號(hào)，通過所述三極管進(jìn)行功率放大，供下一步使用。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電阻式相關(guān)流量傳感器及連接電路，電阻式相關(guān)流量傳感器包括電極組、絕緣筒和外殼，電極組沿軸向依次固裝在絕緣筒內(nèi)壁，絕緣筒放置于外殼內(nèi)，電極組包括測(cè)試電極和供電電極，供電電極采用恒壓源進(jìn)行供電，供電電極穿過絕緣筒直接與外殼相連，外殼接地，測(cè)試電極和供電電極中的每個(gè)電極通過引線引向絕緣筒外部，用于和相應(yīng)電路連接；連接電路包括信號(hào)發(fā)生電路、電阻式相關(guān)流量傳感器和信號(hào)處理電路，信號(hào)發(fā)生電路通過電阻式相關(guān)流量傳感器和信號(hào)處理電路連接。本實(shí)用新型采用恒壓源進(jìn)行供電，結(jié)果不受流體礦化度、溫度和油滴粘附作用的影響；負(fù)極可以通過外殼直接接地，使電路安全的同時(shí)簡(jiǎn)單易操作，在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。
文檔編號(hào)E21B47/00GK202788795SQ20122014969
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者錢占軍, 李柄輝, 張志宏, 湯清明, 張志勇 申請(qǐng)人:北京威爾泰克石油科技有限公司