CN107084769B - 用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，包括可控旋转式累积腔体、密封连接短接、电路筒、仪器前端连接头及统一封装的仪器外壳；可控旋转式累积腔体底部设有进液口和出液口，在腔体外壁的中间部分与仪器外壳间用密封O圈密封；密封连接短接一侧连接可控旋转式累积腔体，在该侧的端面横截面上嵌装n个阵列电导探针；n为自然数且n≥2；密封连接短接的另一侧连接电路筒，仪器外壳与密封连接短接之间通过其两侧的密封O圈密封，电路筒设有电路系统，所述仪器外壳上设有一个总出液口。本发明使用操作方便且实用性强、测量效果显著，能够实现对油流量的有效测量，适用于低产液高含水的水平井。

Description

用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器

技术领域

本发明涉及油田测井技术领域，特别涉及一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器。

背景技术

水平井测井技术是油气勘探开发过程中的一项重要技术。随着科技的进步，水平井测井技术在实际应用中遇到的问题得到了越来越广泛的关注。近年来，由于国内长期对水平井进行注水开发，导致大部分油田处于高含水阶段，国内开始开射低渗、低孔隙度和低产的产层来增加油的产量，油井产层内油水两相流呈现低产液高含水的流动状态。

在油田开发过程中，油水分相流量测量对监测各产层产出、估计产量、指导油井注采、提高采收率、节约能耗以及预测油井开发寿命等方面具有重要作用。传统的流量测量方法有涡轮流量测量方法与电磁流量测量方法。在进行低产液水平井产出剖面测井时，流体的流型为分层流，在这种特殊情况下，传统的方法不可避免产生以下问题：在低流量时，流体的速度不足以带动涡轮，使得涡轮无法正常工作，并且涡轮易受沙卡影响，使得涡轮流量计稳定性差；电磁流量测量方法是把导电液体看成导体，流体的流动看成导体做切割磁力线运动，而在油水分层流特殊条件下，电磁流量计的电极之间可能出现非连续水相，使电极之间流体无法导电，电磁流量计则无法工作，此外，油水两相之间存在滑脱，使得该测量方法准确性及稳定性较差。另外，传统方法难以通过油水分离分别测量油和水的分相流量，而是先测得油水两相流的总流量和含水率，然后计算出油和水的分相流量，并没有一种直接的方法测量油流量。因此，为测量低产液水平井分层流条件下的油相流量，本发明提出了一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器。

发明内容

为解决上述问题，本发明为基于油管输送工艺的模块化水平井流量测量方法，提供一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，包括可控旋转式累积腔体、密封连接短接、电路筒、仪器前端连接头及统一封装所述可控旋转式累积腔体、密封连接短接、电路筒和仪器前端连接头的仪器外壳；所述可控旋转式累积腔体，在腔体底部设有一个进液口和一个出液口，水平排列分布，在腔体外壁的中间部分与所述仪器外壳的环形空间用第一密封O圈密封，进液口与出液口分别位于第一密封O圈的两侧；所述密封连接短接一侧连接所述可控旋转式累积腔体，在该侧端面的封闭圆盘上嵌装n个阵列电导探针；所述n个阵列电导探针,其敏感区域位于所述可控旋转式累积腔体内，n个阵列电导探针在与所述可控旋转式累积腔体的进液口和出液口相互垂直的方向上排列，n为自然数且n≥2；所述密封连接短接的另一侧连接所述电路筒；所述仪器外壳与所述密封连接短接之间通过其两侧的第二密封O圈密封；所述电路筒设有电路系统；所述仪器外壳，在其位于所述可控旋转式累积腔体进液口和出液口相对的仪器外壳上设有一个总出液口。

所述电导探针，在电导探针与所述密封连接短接的封闭圆盘之间的环形空间内嵌装有耐温耐压耐酸碱腐蚀的陶瓷，既起到密封作用，又起到绝缘作用。

进一步的，为了便于传感器的循环测量，所述电路筒内设有方位传感器，利用方位传感器将可控旋转式累积腔体旋转180度把油从总出液口放出。

由于采用上述技术方案，本发明提供的一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，与现有技术相比具有这样的有益效果：

在低产液高含水的水平井油水分层流条件下，流体通过集流器进入本发明的可控旋转式累积腔体，由于流体流量小，流速低，油的密度小，一定时间内流体会发生油水分离，即上层为油相，下层为水相，且随着时间的推移，当油水混合流体进入腔体内后，油相将会逐渐累积到可控旋转式累积腔体内，同时利用n个阵列电导探针实时获取腔体内不同高度位置对应的响应值，根据响应值的变化特性确定可控旋转式累积腔体中油的液面高度，进而计算油相在腔体的累积量及累积时间即为油流量，从而实现对低产液水平井油水分层流条件下的油流量的有效测量。无论是在低流量时，还是在油水分层流特殊条件下，本发明不仅测量的准确性高而且稳定性好。当测量结束后，利用方位传感器，将可控旋转式累积腔体旋转180度，使得油全部通过仪器外壳的总出液口流出，以便于油流量的重复测量。

本发明使用操作方便且实用性强、测量效果显著，能够实现对油流量的有效测量，适用于低产液高含水的水平井。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的阵列电导探针排列分布截面图。

图中：1-可控旋转式累积腔体，2-电导探针，3-密封连接短接，4-电路筒，5-仪器前端连接头，6-仪器外壳，7-进液口，8-出液口，9-第一密封O圈，10-凹槽，11-总出液口，12-陶瓷。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细阐述。

实施例1：用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，该传感器主要分为四个部分及封装外壳，包括可控旋转式累积腔体1、与可控旋转式累积腔体1连接的密封连接短接3、与密封连接短接3连接的电路筒4、与电路筒4连接的仪器前端连接头5及统一封装所述可控旋转式累积腔体1、密封连接短接3、电路筒4和仪器前端连接头5的仪器外壳6；所述可控旋转式累积腔体1，在其底部设有进液口7和出液口8，水平排列分布，使得油水两相流体通过进液口7进入可控旋转式累积腔体1，油累积在可控旋转式累积腔体1内，水相在出液口8流出；所述可控旋转式累积腔体1的中间部分与仪器外壳6之间的环形空间用第一密封O圈9密封，防止流体通过，以保证流体全部流入可控旋转式累积腔体1；所述密封连接短接3，在与可控旋转式累积腔体1连接部的端面的封闭圆盘上垂直嵌装19个阵列电导探针2，另一侧与电路筒4相连；所述19个阵列电导探针2，其中，端面横截面的直径位置处嵌装7个电导探针2，在直径两侧分别嵌装6个电导探针2，其排列分布图如图2所示，阵列电导探针2的敏感区域位于可控旋转式累积腔体1内，便于实时测量可控旋转式累积腔体1中油的液面高度；所述19个阵列电导探针2在与可控旋转式累积腔体1的进液口7与出液口8的相互垂直的方向上排列；所述电路筒4，设有所述用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器的电路系统；所述仪器外壳6，在其位于可控旋转式累积腔体1进液口7与出液口8相对的仪器外壳6上设有一个总出液口11。

实施例2：进一步的，为了提高准确度、避免仪器外壳6内的液体进入密封连接短接3里，在所述密封连接短接3的侧壁上有四个环形凹槽10，凹槽10中均设有第二密封O圈用于密封所述密封连接短接3与所述仪器外壳6间的空隙,防止流体进入密封连接短接3。

实施例3：进一步的，为了便于传感器的循环测量，所述电路筒4内设有方位传感器，一方面使得该传感器进入到水平井后，进液口7与出液口8位于可控旋转式累积腔体1的最底部；另一方面，当油流量测量结束之后，油相累积在可控旋转式累积腔体1内无法流出，利用方位传感器将可控旋转式累积腔体1旋转180度把油放出，可控旋转式累积腔体1内的油通过总出液口11流出，以便于重复测量。

实施例4：进一步的，为了保证19个阵列电导探针2的准确测量，在电导探针2与所述密封连接短接的封闭圆盘之间的环形空间内嵌装有耐温耐压耐酸碱腐蚀的陶瓷12，陶瓷12一方面起到与密封连接短接3密封的作用，另一方面起到与密封连接短接3绝缘的作用。

本发明实施例提供的一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，在低产液高含水的水平井油水分层流条件下使用测量时，流体通过集流器进入可控旋转式累积腔体1，由于腔体外与仪器外壳6密封，使得流体从进液口7流入，从出液口8流出，由于流体流量小，流速低，油的密度小，一定时间内流体会发生油水分离，即上层为油相，下层为水相，且随着时间的推移，当油水混合流体进入腔体内后，油相将会逐渐累积在可控旋转式累积腔体1内，利用垂直排列的19个电导探针2实时获取腔体内不同高度位置对应的响应值，根据响应值的变化特性确定油相在可控旋转式累积腔体1内的液面高度，进而通过油相在腔体的累积量及累积时间即为油流量，从而实现对低产液水平井油水分层流条件下的油流量的有效测量。当测量结束后，利用方位传感器，将可控旋转式累积腔体1旋转180度，使得油全部通过仪器外壳6的总出液口11流出，以便于油流量的重复测量。

有益效果：该传感器效果显著、操作及使用方便且实用性强，能够实现对油流量的有效测量，适用于低产液高含水的水平井。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，其特征在于：该传感器包括可控旋转式累积腔体、密封连接短接、电路筒、仪器前端连接头及统一封装所述可控旋转式累积腔体、密封连接短接、电路筒和仪器前端连接头的仪器外壳；所述可控旋转式累积腔体，在腔体底部设有一个进液口和一个出液口，水平排列分布，在腔体外壁的中间部分与所述仪器外壳的环形空间用第一密封O圈密封，进液口与出液口分别位于第一密封O圈的两侧；所述密封连接短接一侧连接所述可控旋转式累积腔体，在该侧端面的封闭圆盘上嵌装n个阵列电导探针；所述n个阵列电导探针,其敏感区域位于所述可控旋转式累积腔体内，n个阵列电导探针在与所述可控旋转式累积腔体的进液口和出液口相互垂直的方向上排列，n为自然数且n≥2；所述密封连接短接的另一侧连接所述电路筒；所述仪器外壳与所述密封连接短接之间通过其两侧的第二密封O圈密封；所述电路筒设有电路系统；所述仪器外壳，在其位于所述可控旋转式累积腔体进液口和出液口相对的仪器外壳上设有一个总出液口。

2.根据权利要求1所述的一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，其特征在于：所述电导探针，在电导探针与所述密封连接短接的封闭圆盘之间的环形空间内嵌装有耐温耐压耐酸碱腐蚀的陶瓷。

3.根据权利要求1所述的一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，其特征在于：在所述密封连接短接的侧壁上有四个环形凹槽，凹槽中均设有密封圈用于密封所述密封连接短接与所述仪器外壳间的空隙。

4.根据权利要求1所述的一种用于低产液水平井油水两相流累积式油流量测量传感器，其特征在于：所述电路筒内设有方位传感器。