專利名稱：過環(huán)空找水儀上的阻抗式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于測量油田油井內(nèi)油水兩相流體的含水率的過環(huán)空找水儀的傳感器，特別是涉及水為連續(xù)相時(shí)能夠進(jìn)行過流測量的過環(huán)空找水儀上的傳感器，是在找水儀上的上出液口和下出液口之間形成的。
油田開發(fā)處于高含水時(shí)期，準(zhǔn)確、可靠地測量井下油水兩相流的含水率是一個(gè)很重要的問題。目前，用于測量井下流體組分的方法主要有過流式電容法、取樣電容法、放射性密度、壓差密度以及高頻電容法等。過流式電容法測量受流速影響并且測量精度低。取樣式電容法測量受井中產(chǎn)液量波動的影響，使取樣難以具有代表性。壓差密度計(jì)和放射性密度計(jì)直接測量的是密度，由于油/水密度差只有0.2gcm-3左右，流體密度測量的微小誤差就會給含水率解釋結(jié)果帶來較大的影響。高頻電容法是通過提高電容兩極電壓頻率，使流體電導(dǎo)項(xiàng)對測量的影響可以忽略。但計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，在井下測量狀態(tài)下，全水時(shí)傳感器內(nèi)水中傳導(dǎo)電流將超過位移電流而成為優(yōu)勢項(xiàng)，因此在高含水時(shí)傳感器對油泡的響應(yīng)將比地面標(biāo)定狀態(tài)下(所用水為自來水)小得多。因此，在高含水下，應(yīng)尋求一種能夠連續(xù)準(zhǔn)確地測量含水率的新方法。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述目前技術(shù)中存在的不足之處，而提供一種可實(shí)現(xiàn)對含水率的實(shí)時(shí)(隨時(shí))監(jiān)測，使測量結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠的過環(huán)空找水儀上的阻抗式傳感器。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)措施來達(dá)到在找水儀上、下出液口之間于儀器外殼里內(nèi)壁上形成絕緣襯管，在絕緣襯管的內(nèi)壁上形成4個(gè)有間距的凹形環(huán)槽，每個(gè)環(huán)槽里鑲電極環(huán)。兩端電極環(huán)接于找水儀的電路恒流源上，中間兩電極環(huán)接于電路放大器上，兩端電極環(huán)做供電電極，中間兩電極做測量電極。
在上述方案中，每個(gè)電極環(huán)之間距可為100～200mm排列并且同軸心線上分布兩對電極。由上述方案構(gòu)成本傳感器，它是采用電導(dǎo)法測量含水率，在水為連續(xù)相時(shí)能夠進(jìn)行過流測量，實(shí)現(xiàn)了對含水率的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可完成本目的。
本實(shí)用新型與上述目前技術(shù)相比較可具有如下優(yōu)點(diǎn)過環(huán)空找水儀安裝阻抗式傳感是用電導(dǎo)法測量含水率，即通過測量油水兩相流的相對電導(dǎo)率來確定持水率。電導(dǎo)法測量含水率的優(yōu)點(diǎn)是，在水為連續(xù)相時(shí)能夠進(jìn)行過流測量，克服了井內(nèi)波動及間歇出油的影響，實(shí)現(xiàn)了對含水率的實(shí)時(shí)監(jiān)測，使測量結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠。阻抗式過環(huán)空找水儀測量精度高，儀器的重復(fù)性及一致性好，能提供可靠的含水率信息。
附

圖1是過環(huán)空找水儀原理視圖。
附圖2是圖1上于上、下出液口(8，10)安裝本傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖將對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明由附圖2結(jié)合附圖1所示，在找水儀上、下出液口(8，10)之間于儀器外殼2里內(nèi)壁上形成絕緣襯管1，在絕緣襯管1里內(nèi)壁上形成4個(gè)有間距的凹形環(huán)槽，在每個(gè)環(huán)槽里鑲電極環(huán)(3，4，5，6)；兩端電極環(huán)(3，6)接于找水儀電路筒7里恒流源上，中間電極環(huán)(4，5)接于電路放大器上，構(gòu)成本傳感器9。
在上述方案中，每個(gè)電極環(huán)(3，4，5，6)之間距可為100～200mm排列并且在同軸心線上分布，可采用不銹鋼電極環(huán)；兩端的一對稱供電電極，中間一對稱測量電極，待測流體從環(huán)形電極的內(nèi)部流過。兩供電電極之一與電路筒7里恒流源相接，另一端接地，給供電電極提供幅度恒定的交變電流；兩供電電極之間的流體作為恒流源的負(fù)載，在兩測量電極間產(chǎn)生的電壓經(jīng)過差動放大，AC/DC轉(zhuǎn)換，V/F轉(zhuǎn)換，功率放大傳入地面儀。最終輸出的為頻率。通過輸出的頻率可以進(jìn)一步計(jì)算出含水率。
為了減小雙電層效應(yīng)的影響，選擇供電頻率為15KHz-23KHz。井下電路與傳感器9連接采取隔直措施，防止直流電位通過導(dǎo)電流體耦合到井下電路，改變井下電路的正常工作狀態(tài)。
為了確定持水率，需要知道水相的電導(dǎo)率，為此在傳感器下部設(shè)計(jì)了取樣器11，在進(jìn)行測井時(shí)，儀器下到測量點(diǎn)后，取樣器工作，將下出液口封住，集流后的流體全部流經(jīng)傳感器從上出液口8流出，儀器在過流狀態(tài)下測得混相值，完成混相值的測量后，取樣器11斷電，將傳感器底部封住，油水混合物在傳感器內(nèi)分離，位于下部的水浸沒傳感器，此時(shí)測得全水值。為了縮短分離時(shí)間，將電極放置在傳感器底部，并且電極所占長度僅為傳感器長度的1/3。這種實(shí)時(shí)刻度的方法校正了地層水溫度及礦化度的影響。取樣器之下是測量流量的渦輪流量計(jì)12，下端是集流器總承14，集流器之下有進(jìn)液口13。
權(quán)利要求1.一種用于測量油田油井內(nèi)油水兩相流流量及含水率的過環(huán)空找水儀上的阻抗式傳感器，是在找水儀上出液口(8)和下出液口(10)之間構(gòu)成的，且找水儀里有電路筒(7)，其特征在于在上、下出液口(8，10)之間于找水儀外殼(2)里內(nèi)壁上形成絕緣襯管(1)，在絕緣襯管(1)的內(nèi)壁上形成4個(gè)有間距的凹形環(huán)槽，每個(gè)環(huán)槽鑲電極環(huán)(3，4，5，6)兩端電極環(huán)(3，6)接于電路筒(7)里恒流源上，中間電極環(huán)(4，5)接于電路放大器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗式傳感器，其特征在于每個(gè)電極環(huán)(3，4，5，6)之間距可為100-200mm。
專利摘要一種用于測量油田油井內(nèi)油水兩相流流量及含水率的過環(huán)空找水儀上的阻抗式傳感器，實(shí)現(xiàn)了對含水率的實(shí)時(shí)監(jiān)測，使測量結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠。它是在過環(huán)空找水儀上、下出液口(8，10)之間于儀器外殼2里內(nèi)壁上形成絕緣襯管1，在絕緣襯管1的內(nèi)壁上形成4個(gè)有間距的凹形環(huán)槽，每個(gè)環(huán)槽鑲電極環(huán)(3，4，5，6)；兩端電極環(huán)(3，6)接于電路筒7里恒流源上，中間一對電極環(huán)(4，5)接于電路放大器上構(gòu)成本傳感器。
文檔編號G01D5/12GK2356346SQ9825046
公開日1999年12月29日 申請日期1998年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月14日
發(fā)明者劉興斌, 胡金海, 張玉輝, 袁智慧 申請人:大慶石油管理局生產(chǎn)測井研究所