一種井下射線式含水監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明具體提供了一種井下射線式含水監(jiān)測儀，包括殼體，所述殼體上下兩端部分別設(shè)有上接頭和下接頭，殼體內(nèi)部上下貫通有中心流道，殼體與中心流道之間設(shè)有放射源安裝座、放射源、透射探測器、散射探測器、電路板和電池組，放射源安裝于放射源安裝座上且傾斜設(shè)置，透射探測器設(shè)置于放射源的光線線路上且位于放射源的相反一側(cè)，散射探測器設(shè)置于放射源的上方且與放射源的光線線路夾角為90°，電池組設(shè)置于殼體的下端，電路板設(shè)置于散射探測器與電池組之間，放射源和電路板分別與電池組電連接。該發(fā)明消除了含氣對含水測量帶來的誤差，實現(xiàn)了一趟管柱多段壓裂水平井各層段分段監(jiān)測含水的快速找水，縮短找水周期，提高找水準確性。
【專利說明】一種井下射線式含水監(jiān)測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種監(jiān)測儀，特別是一種井下射線式含水監(jiān)測儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 油井含水監(jiān)測是油井生產(chǎn)的一項重要工作，目前對于水平井分段找水大都采用封 隔器卡層，每個層段對應(yīng)有一個開關(guān)器，開關(guān)器控制逐一生產(chǎn)測試每一層，采用井口人工取 樣測量法和井口在線測量法，一個時段測取一個層段的含水。每段都要獨立生產(chǎn)10天以 上，測試周期太長，嚴重影響現(xiàn)場生產(chǎn)進度。
[0003] 另外還有一種相關(guān)含水監(jiān)測儀，主要有電容法、短波法、微波法（或射頻法）、振動 密度計法等。但這些技術(shù)都有一定的局限性，而且上述幾類儀表都屬于接觸式測量，由于 原油的腐蝕性較強，結(jié)垢、結(jié)蠟嚴重，致使儀表長期運行的可靠性差，尤其是這些儀表都 無法消除含氣對含水率測量帶來的影響，同時無法應(yīng)用井下尤其水平井水平段含水監(jiān)測， 因此水平井分段找水始終處于一個低水平，給油田開發(fā)管理帶來諸多不變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中含水監(jiān)測儀表無法消除含氣對含水率測量帶來 的影響，以及無法應(yīng)用于水平井水平段含水監(jiān)測的問題。
[0005] 為此，本發(fā)明提供了一種井下射線式含水監(jiān)測儀，包括殼體，所述殼體上下兩端部 分別設(shè)有上接頭和下接頭，所述殼體內(nèi)部上下貫通有中心流道，所述殼體與中心流道之間 設(shè)有放射源安裝座、放射源、透射探測器、散射探測器、電路板和電池組，所述放射源安裝座 置于殼體內(nèi)的中部，所述放射源安裝于放射源安裝座上且向中心流道方向傾斜設(shè)置，所述 透射探測器設(shè)置于放射源的光線線路上且位于放射源的相反一側(cè)，所述散射探測器設(shè)置于 放射源的上方且與放射源的光線線路夾角為90°，所述電池組設(shè)置于殼體的下端，所述電 路板設(shè)置于散射探測器與電池組之間，所述放射源和電路板分別與電池組電連接。
[0006] 上述上接頭和下接頭與殼體之間設(shè)有壓緊螺母。
[0007] 上述壓緊螺母與殼體之間設(shè)有密封圈。
[0008] 上述上接頭和下接頭為油管連接螺紋。
[0009] 上述放射源外包裹有屏蔽墊。
[0010] 上述放射源的傾斜角度為30°?45°。
[0011] 上述透射探測器為傾斜設(shè)置，且傾斜角度與放射源一致。
[0012] 上述透射探測器與放射源之間的距離在60cm以上。
[0013] 上述殼體為圓柱桶狀結(jié)構(gòu)。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：
[0015] (1)本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀實現(xiàn)了井下含水資料的采集和存儲；采用非接 觸式測量，避免了原油結(jié)垢、結(jié)蠟的問題，克服了非線性誤差大以及由于分流、間歇取樣測 量而導(dǎo)致的含水測量代表性差的不足。
[0016] (2)本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀利用射線與介質(zhì)的原子發(fā)生作用，儀表精度不 受原油流態(tài)的影響；采用散射方式，基本消除了由于含氣對含水測量帶來的誤差，克服了 其他種類含水儀表因水包油或油包水等因素造成的測量范圍小，非線性誤差大的不足。
[0017] (3)本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀放置于直井段，井下分段生產(chǎn)，實現(xiàn)一趟管柱多 段壓裂水平井各層段分段監(jiān)測含水的快速找水。
[0018] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明放射源與透射探測器和散射探測器的布局示意圖。
[0021] 附圖標記說明：1、上接頭；2、中心流道；3、透射探測器；4、電路板；5、電池組；6、 壓緊螺母；7、下接頭；8、密封圈；9、殼體；10、屏蔽墊；11、放射源；12、放射源安裝座；13、散 射探測器。

【具體實施方式】
[0022] 實施例1 :
[0023] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中含水監(jiān)測儀表無法消除含氣對含水率測量帶來的影響，以及 無法應(yīng)用于水平井水平段含水監(jiān)測的問題，本實施例提供了一種如圖1和圖2所示的井下 射線式含水監(jiān)測儀，包括殼體9,所述殼體9上下兩端部分別設(shè)有上接頭1和下接頭7,所述 殼體9內(nèi)部上下貫通有中心流道2,所述殼體9與中心流道2之間設(shè)有放射源安裝座12、放 射源11、透射探測器3、散射探測器13、電路板4和電池組5,所述放射源安裝座12置于殼 體9內(nèi)的中部，所述放射源11安裝于放射源安裝座12上且向中心流道2方向傾斜設(shè)置，使 得放射源11的光線線路斜向穿過中心流道2,所述透射探測器3設(shè)置于放射源11的光線線 路上且位于放射源11的相反一側(cè)，所述散射探測器13設(shè)置于放射源11的上方且與放射源 11的光線線路夾角為90°，保證其能測得90°方向散射強度，所述電池組5設(shè)置于殼體9 的下端，用于給放射源11和電路板4提供能量，所述電路板4設(shè)置于散射探測器13與電池 組5之間，電路板4用于存儲測試數(shù)據(jù)，所述放射源11和電路板4分別與電池組5電連接。
[0024] 而其中，所述殼體9為圓柱桶狀結(jié)構(gòu)，所述上接頭1和下接頭7與殼體9之間設(shè)有 壓緊螺母6,所述壓緊螺母6與殼體9之間設(shè)有密封圈8,所述上接頭1和下接頭7為油管 連接螺紋，所述的中心流道2作為井下流體通道。
[0025] 所述放射源11外包裹有屏蔽墊10,所述放射源11的傾斜角度為30°?45°，放 射源11的光線線路斜向穿過中心流道2,放射源11的斜向設(shè)置增加了放射源11的光線穿 過中心流道2中液體的面積和時間，使得檢測更佳準確；所述透射探測器3為傾斜設(shè)置，且 傾斜角度與放射源11 一致，所述透射探測器3與放射源11之間的距離在60cm以上。
[0026] 本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀的工作原理如下：放射源11發(fā)射的低能Y光 穿過中心流道2內(nèi)油、氣、水三相混合介質(zhì)，通過透射探測器3和散射探測器13分 別在其透射方向測出透射計數(shù)比和在90°方向的散射計數(shù)凡，然后通過透射公式 ' Nx~\ ( Mx Λ top =(1_λ)(/? + β?7)和散射公式Ιη^- =(1-+ 進行計算；其中，式中A和B為 〇 J \MO J 與被測介質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，a和b為與介質(zhì)及散射角有關(guān)的常數(shù)，N。和Μ。為空測量管時透射 和散射的計數(shù)，這些常數(shù)對于確定的油品和測試儀只需標定一次即可獲得，從而可求出被 測混合介質(zhì)的含氣率λ和含水率η。
[0027] 本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀放置于直井段，井下分段生產(chǎn)，能克服其它含水儀 表由于水包油、油包水等因素造成的測量范圍小、非線性誤差大的不足，消除含氣對含水 測量帶來的誤差，實現(xiàn)一趟管柱多段壓裂水平井各層段分段監(jiān)測含水的快速找水，能簡化 現(xiàn)場作業(yè)程序，降低勞動強度，縮短找水周期，提高找水準確性。
[0028] 實施例2 :
[0029] 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例針對本發(fā)明井下射線式含水監(jiān)測儀在水平井中實 施分段找水測試過程進行進一步的說明，本實施例中井下射線式含水監(jiān)測儀的放射源11 的傾斜角度為35°，放射源11與透射探測器3的距離為65cm。
[0030] 井深2800m，水平段長400m，射孔完井為4段，套管內(nèi)徑為124. 26mm，測試過程如 下：
[0031] (1)按設(shè)計方案，首先在地面上將井下射線式含水監(jiān)測儀以時間（秒、分、小時）為 單位設(shè)定透射探測器3和散射探測器13的采集時間，然后將管柱下至預(yù)定位置后，將設(shè)定 好的井下射線式含水監(jiān)測儀置于直井段，流體從下至上流動，各級封隔器將各層段密封卡 開。
[0032] (2)啟動抽油機設(shè)備使油井正常工作，各層段流體在一定時間段內(nèi)經(jīng)過中心流道 2,利用抽油泵通過地面動力系統(tǒng)將液體持續(xù)舉升到地面，殼體9與中心流道2之間的透射 探測器3和散射探測器13分別在其透射方向測出透射計數(shù)和在90°方向測出散射計數(shù)，采 集時間間隔和采集點數(shù).并將每次監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲記錄下來，。
[0033] (3)待測試結(jié)束后，上起管柱，回放井下射線式含水監(jiān)測儀數(shù)據(jù)，計算得出各段含 水數(shù)據(jù)，如表1所示，實現(xiàn)準確判斷出水層段。
[0034] 表 1:

【權(quán)利要求】
1. 一種井下射線式含水監(jiān)測儀，包括殼體（9)，其特征在于：所述殼體（9)上下兩端部 分別設(shè)有上接頭（1)和下接頭（7)，所述殼體（9)內(nèi)部上下貫通有中心流道（2)，所述殼體 (9)與中心流道⑵之間設(shè)有放射源安裝座（12)、放射源（11)、透射探測器（3)、散射探測 器（13)、電路板⑷和電池組（5)，所述放射源安裝座（12)置于殼體（9)內(nèi)的中部，所述 放射源（11)安裝于放射源安裝座（12)上且向中心流道（2)方向傾斜設(shè)置，所述透射探測 器（3)設(shè)置于放射源（11)的光線線路上且位于放射源（11)的相反一側(cè)，所述散射探測器 (13)設(shè)置于放射源（11)的上方且與放射源（11)的光線線路夾角為90°，所述電池組（5) 設(shè)置于殼體（9)的下端，所述電路板（4)設(shè)置于散射探測器（13)與電池組（5)之間，所述 放射源（11)和電路板⑷分別與電池組（5)電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述上接頭（1)和下接 頭⑵與殼體（9)之間設(shè)有壓緊螺母（6)。
3. 如權(quán)利要求2所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述壓緊螺母（6)與殼 體（9)之間設(shè)有密封圈（8)。
4. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述上接頭（1)和下接 頭（7)為油管連接螺紋。
5. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述放射源（11)外包裹 有屏蔽墊（10)。
6. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述放射源（11)的傾斜 角度為30°?45°。
7. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述透射探測器（3)為 傾斜設(shè)置，且傾斜角度與放射源（11) 一致。
8. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述透射探測器（3)與 放射源（11)之間的距離在60cm以上。
9. 如權(quán)利要求1所述的井下射線式含水監(jiān)測儀，其特征在于：所述殼體（9)為圓柱桶 狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E21B49/08GK104373121SQ201410645592
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】朱洪征, 呂億明, 黃偉, 曾亞勤, 甘慶明, 王百, 李亞洲, 牛彩云, 李大建, 崔文昊, 常莉靜, 羅有剛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司