CN109669051A - 一种用于检测油井出油速度的输油管路 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于检测油井出油速度的输油管路属于采油技术领域；该输油管路包括常规输油管路和检测管路，常规输油管路和检测管路之间通过阀门切换，所述检测管路由透明材料制作而成，检测管路的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路上设置有加热装置，所述加热装置由蓄电池供电，所述蓄电池连接太阳能电池板，太阳能电池板用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池中；将本发明输油管路用在油井出油速度检测装置中，并配合油井出油速度检测方法，能够实现检测油井出油速度的技术目的。
Description
技术领域
本发明一种用于检测油井出油速度的输油管路属于采油技术领域。
背景技术
中国石油天然气股份有限公司和大庆油田有限责任公司在其申请号为2016105892521的发明专利《一种游梁式抽油机组合工作制度式抽汲运行方法》中指出，采油过程中，在低产井供液不足的工况下，经常需要降低单井理论排量。
实际上，在早些时间，哈尔滨索菲电气技术有限公司就已经公开了两项降低单井理论排量的技术手段，分别是申请号为2015107838762的发明专利《基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机非抽汲运行方法》和申请号为2015108388310的发明专利《基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机动态变冲程运行方法》。
可见，在低产井供液不足的工况下，即油井在出油速度慢的工况下，为了更加合理地采油，需要改变抽汲策略，这说明，油井出油速度对于整个采油过程而言是非常重要的一项技术指标，我们需要监测或检测油井出油速度。然而，还没有查阅到非常简易的装置和方法来实现该技术目的。
哈尔滨理工大学申请的申请号为2019100516319的发明专利《一种基于ZnO纳米棒/微纳光纤混合波导的紫外探测器》公开了一种紫外探测器结构，能够利用光生载流子改变ZnO折射率的原理，基于薄膜型结构，利用透射光谱强度变化测试紫外强度，实现了灵敏度更高的紫外探测器的制作。
发明内容
针对油井出油速度检测的技术需求，同时结合哈尔滨理工大学所公开的紫外探测器，本发明公开了一种基于紫外探测的油井出油速度检测装置与方法，能够在结构简单、制作成本低廉的检测装置基础上，用简单的方法，实现油井出油速度检测，为石油合理采集奠定了理论和实验基础。
本发明的目的是这样实现的：
基于紫外探测的油井出油速度检测装置，包括检测用输油管路和紫外探测器，
所述检测用输油管路包括常规输油管路和检测管路，常规输油管路和检测管路之间通过阀门切换，所述检测管路由透明材料制作而成，检测管路的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路上设置有加热装置，所述加热装置由蓄电池供电，所述蓄电池连接太阳能电池板，太阳能电池板用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池中；
所述紫外探测器选定1530nm作为传感波长进行信号解调，包括太阳能电池板、蓄电池、ASE宽带光源、输入单模光纤、ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导、输出单模光纤和光谱仪；
所述太阳能电池板连接蓄电池，太阳能电池板用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池中；
所述蓄电池连接ASE宽带光源和光谱仪，用于给ASE宽带光源和光谱仪提供电能；
所述ASE宽带光源用于产生光信号，其中心波长为1550nm，带宽为80nm；
所述输入单模光纤用于接收ASE宽带光源的光信号，并将光信号传输给ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导；
所述ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输入端与输入单模光纤相对准熔接，输出端与输出单模光纤相对准熔接，用于紫外光信号探测；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导包括锥形微纳光纤和ZnO纳米棒结构，所述锥形微纳光纤由一根单模光纤经熔融拉锥形成，锥腰直径为4微米，锥形微纳光纤的锥区被覆ZnO纳米棒结构；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导受紫外光辐照时，锥区倏逝场随辐照强度发生变化，从而改变ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输出光信号的光功率；
输出单模光纤将ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输出光信号送入光谱仪；
所述光谱仪对输出单模光纤所输出的光信号进行光谱检测，并根据检测结构相应的获得探测数据。
基于紫外探测的油井出油速度检测方法，包括以下步骤：
步骤a、调整阀门，使检测用输油管路中的检测管路与光杆处输油路径连通；
步骤b、游梁式抽油机曲柄按照规定的周期整周运行一周；
步骤c、调整阀门，将步骤b期间抽上的油保存在检测管路中；
步骤d、启动加热装置，对检测管路进行加热，将检测管路加热到规定的温度，或对检测管路加热规定的时间；
步骤e、所述光谱仪对输出单模光纤所输出的光信号进行光谱检测；
步骤f、根据光谱与紫外辐射量的对应关系，确定紫外辐射量；所述光谱与紫外辐射量的对应关系，能够通过标定方法得到；
步骤g、根据紫外辐射量与石油体积的对应关系，确定石油体积，即游梁式抽油机曲柄按照规定的周期整周运行一周时的石油产量；所述紫外辐射量与石油体积的对应关系，能够通过标定方法得到。
一种检测用输油管路，包括常规输油管路和检测管路，常规输油管路和检测管路之间通过阀门切换，所述检测管路由透明材料制作而成，检测管路的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路上设置有加热装置，所述加热装置由蓄电池供电，所述蓄电池连接太阳能电池板，太阳能电池板用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池中。
一种紫外探测器，选定1530nm作为传感波长进行信号解调，包括太阳能电池板、蓄电池、ASE宽带光源、输入单模光纤、ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导、输出单模光纤和光谱仪；
所述太阳能电池板连接蓄电池，太阳能电池板用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池中；
所述蓄电池连接ASE宽带光源和光谱仪，用于给ASE宽带光源和光谱仪提供电能；
所述ASE宽带光源用于产生光信号，其中心波长为1550nm，带宽为80nm；
所述输入单模光纤用于接收ASE宽带光源的光信号，并将光信号传输给ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导；
所述ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输入端与输入单模光纤相对准熔接，输出端与输出单模光纤相对准熔接，用于紫外光信号探测；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导包括锥形微纳光纤和ZnO纳米棒结构，所述锥形微纳光纤由一根单模光纤经熔融拉锥形成，锥腰直径为4微米，锥形微纳光纤的锥区被覆ZnO纳米棒结构；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导受紫外光辐照时，锥区倏逝场随辐照强度发生变化，从而改变ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输出光信号的光功率；
输出单模光纤将ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输出光信号送入光谱仪；
所述光谱仪对输出单模光纤所输出的光信号进行光谱检测，并根据检测结构相应的获得探测数据。
一种用于紫外探测器的ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导，包括锥形微纳光纤和ZnO纳米棒结构，所述锥形微纳光纤由一根单模光纤经熔融拉锥形成，锥腰直径为4微米，锥形微纳光纤的锥区被覆ZnO纳米棒结构；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导受紫外光辐照时，锥区倏逝场随辐照强度发生变化，从而改变ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导输出光信号的光功率。
一种锥形微纳光纤表面生长ZnO纳米棒结构的方法，包括以下步骤：
步骤a、配置ZnO种子溶液：乙酸锌0.01M，其中M为mol/L，配置成5份相同的40ml乙酸锌无水乙醇溶液，而氢氧化钠配置5种不同浓度的20mL氢氧化钠无水乙醇溶液，将以上乙酸锌无水乙醇溶液与氢氧化纳无水乙醇溶液一边搅拌，一边混合，制备成5种不同浓度的种子溶液，溶液浓度分别为0.010M、0.015M、0.020M、0.025M和0.030M，选定OH根离子浓度为0.015M；混合之后倒入烧杯中，在磁力搅拌器下60摄氏度水浴搅拌2h，直至出现白色沉淀为止，封存起来放置18h，让大颗粒的沉淀物通过重力作用沉淀到瓶底；
步骤b、用胶头滴管将种子溶液中上层清溶液从烧杯中吸出，滴到清洗好的锥形微纳光纤上，使其表面沾满种子层，重复3次，再放入干燥箱中150摄氏度退火30min，重复着重4次；
步骤c、配置生长溶液：硝酸锌0.01M，配置成200m1的硝酸锌水溶液；六次甲基四胺0.01M，配置成200m1的六次甲基四胺水溶液；在磁力搅拌下，将2种溶液均匀混合；
步骤d、基底上生长ZnO纳米棒：将着种的光纤放入生长溶液中，封起来放在恒温干燥箱下95摄氏度加热，依靠加热时间控制ZnO纳米棒的长度；
步骤e、将生长ZnO纳米棒的光纤从生长溶液中取出，用去离子水超声清洗2min，再放入干燥箱中80摄氏度干燥2h。
一种紫外探测方法，ASE宽带光源输出的宽带光信号经输入单模光纤进入ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导，当ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导受紫外辐照时，ZnO 纳米棒结构折射率发生变化，进而ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导倏逝场发生变化，导致输出光信号的强度发生变化，并且输出光信号强度随紫外辐照强度呈线性规律变化，输出光信号通过光谱仪进行信号采集及处理，根据光信号强度计算紫外辐照强。
一种权利要求4所述紫外探测器的制作方法，包括以下步骤：
步骤a、制备锥形微纳光纤
将光纤涂覆层去掉3cm，然后用无尘纸蘸取酒精擦拭光纤，并且将光纤固定在光纤熔接机上；自定义设置光纤熔接模式，将熔接放电强度改为5% ，放电时间达到最大值4000ms；通过在线观测光谱仪透射光谱的变化，确定微纳光纤的参数；
步骤b、制备ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导
包括以下步骤：
步骤b1、配置ZnO种子溶液：乙酸锌0.01M，其中M为mol/L，配置成5份相同的40ml乙酸锌无水乙醇溶液，而氢氧化钠配置5种不同浓度的20mL氢氧化钠无水乙醇溶液，将以上乙酸锌无水乙醇溶液与氢氧化纳无水乙醇溶液一边搅拌，一边混合，制备成5种不同浓度的种子溶液，溶液浓度分别为0.010M、0.015M、0.020M、0.025M和0.030M，选定OH根离子浓度为0.015M；混合之后倒入烧杯中，在磁力搅拌器下60摄氏度水浴搅拌2h，直至出现白色沉淀为止，封存起来放置18h，让大颗粒的沉淀物通过重力作用沉淀到瓶底；
步骤b2、用胶头滴管将种子溶液中上层清溶液从烧杯中吸出，滴到清洗好的锥形微纳光纤上，使其表面沾满种子层，重复3次，再放入干燥箱中150摄氏度退火30min，重复着重4次；
步骤b3、配置生长溶液：硝酸锌0.01M，配置成200m1的硝酸锌水溶液；六次甲基四胺0.01M，配置成200m1的六次甲基四胺水溶液；在磁力搅拌下，将2种溶液均匀混合；
步骤b4、基底上生长ZnO纳米棒：将着种的光纤放入生长溶液中，封起来放在恒温干燥箱下95摄氏度加热，依靠加热时间控制ZnO纳米棒的长度；
步骤b5、将生长ZnO纳米棒的光纤从生长溶液中取出，用去离子水超声清洗2min，再放入干燥箱中80摄氏度干燥2h；
步骤c、组装
将步骤b得到的ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导的一端通过输入单模光纤与ASE宽带光源相连，另一端通过输出单模光纤与光谱仪相连。
有益效果：
第一、本发明公开了一种检测用输油管路，包括常规输油管路和检测管路，常规输油管路和检测管路之间通过阀门切换，所述检测管路由透明材料制作而成，检测管路的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路上设置有加热装置；在这种结构下，不仅能够存储游梁式抽油机曲柄按照规定的周期整周运行一周时所抽汲的石油，而且能够对石油加热处理，利用辐射原理，实现对紫外信号的放大作用。
第二、本发明改进了哈尔滨理工大学申请的申请号为2019100516319的发明专利《一种基于ZnO纳米棒/微纳光纤混合波导的紫外探测器》，增加了太阳能电池板和蓄电池，使得整个紫外探测器可以完全独立于电源环境进行工作。
第三、本发明将所设计的检测用输油管路与改进的紫外探测器相结合，实现了检测油井出油速度的技术目的，并且同现有方法相比，不仅现场即可完成检测，具有不影响正常采油的有益效果，而且具有检测装置结构简单、制作成本低廉，检测方法步骤少，操作容易。
附图说明
图1是基于紫外探测的油井出油速度检测装置结构示意图。
图2是检测用输油管路结构示意图。
图3是紫外探测器结构示意图。
图4是ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导结构示意图。
图中：1检测用输油管路、1-1常规输油管路、1-2检测管路、1-3阀门、1-4加热装置、2紫外探测器、2-1太阳能电池板、2-2蓄电池、2-3 ASE宽带光源、2-4输入单模光纤、2-5 ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导、2-5-1锥形微纳光纤、2-5-2ZnO纳米棒结构、2-6输出单模光纤、2-7光谱仪。
具体实施例
下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例是基于紫外探测的油井出油速度检测装置的实施例。
本实施例的基于紫外探测的油井出油速度检测装置，如图1所示，该油井出油速度检测装置包括检测用输油管路1和紫外探测器2，
所述检测用输油管路1如图2所示，该检测用输油管路包括常规输油管路1-1和检测管路1-2，常规输油管路1-1和检测管路1-2之间通过阀门1-3切换，所述检测管路1-2由透明材料制作而成，检测管路1-2的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路1-2上设置有加热装置1-4，所述加热装置1-4由蓄电池2-2供电，所述蓄电池2-2连接太阳能电池板2-1，太阳能电池板2-1用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池2-2中；需要说明的是，附图2中的结构仅仅是示意图，不能理解为实现检测用输油管路1的唯一方法，只要包括常规输油管路1-1、检测管路1-2等必要技术特征的，都在其保护范围内；
所述紫外探测器2，如图3和图4所示，该紫外探测器2选定1530nm作为传感波长进行信号解调，包括太阳能电池板2-1、蓄电池2-2、ASE宽带光源2-3、输入单模光纤2-4、ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5、输出单模光纤2-6和光谱仪2-7；
所述太阳能电池板2-1连接蓄电池2-2，太阳能电池板2-1用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池2-2中；
所述蓄电池2-2连接ASE宽带光源2-3和光谱仪2-7，用于给ASE宽带光源2-3和光谱仪2-7提供电能；
所述ASE宽带光源2-3用于产生光信号，其中心波长为1550nm，带宽为80nm；
所述输入单模光纤2-4用于接收ASE宽带光源2-3的光信号，并将光信号传输给ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5；
所述ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输入端与输入单模光纤2-4相对准熔接，输出端与输出单模光纤2-6相对准熔接，用于紫外光信号探测；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5包括锥形微纳光纤2-5-1和ZnO纳米棒结构2-5-2，所述锥形微纳光纤2-5-1由一根单模光纤经熔融拉锥形成，锥腰直径为4微米，锥形微纳光纤2-5-1的锥区被覆ZnO纳米棒结构2-5-2；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5受紫外光辐照时，锥区倏逝场随辐照强度发生变化，从而改变ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输出光信号的光功率；
输出单模光纤2-6将ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输出光信号送入光谱仪2-7；
所述光谱仪2-7对输出单模光纤2-6所输出的光信号进行光谱检测，并根据检测结构相应的获得探测数据。
具体实施例二
本实施例是基于紫外探测的油井出油速度检测方法的实施例。
本实施例的基于紫外探测的油井出油速度检测方法，在具体实施例一所记载的基于紫外探测的油井出油速度检测装置上实现，该油井出油速度检测方法包括以下步骤：
步骤a、调整阀门1-3，使检测用输油管路1中的检测管路1-2与光杆处输油路径连通；
步骤b、游梁式抽油机曲柄按照规定的周期整周运行一周；
步骤c、调整阀门1-3，将步骤b期间抽上的油保存在检测管路1-2中；
步骤d、启动加热装置1-4，对检测管路1-2进行加热，将检测管路1-2加热到规定的温度，或对检测管路1-2加热规定的时间；
步骤e、所述光谱仪2-7对输出单模光纤2-6所输出的光信号进行光谱检测；
步骤f、根据光谱与紫外辐射量的对应关系，确定紫外辐射量；所述光谱与紫外辐射量的对应关系，能够通过标定方法得到；
步骤g、根据紫外辐射量与石油体积的对应关系，确定石油体积，即游梁式抽油机曲柄按照规定的周期整周运行一周时的石油产量；所述紫外辐射量与石油体积的对应关系，能够通过标定方法得到。
具体实施例三
本实施例是检测用输油管路的实施例。
本实施例的检测用输油管路，如图2所示，该检测用输油管路包括常规输油管路1-1和检测管路1-2，常规输油管路1-1和检测管路1-2之间通过阀门1-3切换，所述检测管路1-2由透明材料制作而成，检测管路1-2的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路1-2上设置有加热装置1-4，所述加热装置1-4由蓄电池2-2供电，所述蓄电池2-2连接太阳能电池板2-1，太阳能电池板2-1用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池2-2中。
需要说明的是，附图2中的结构仅仅是示意图，不能理解为实现检测用输油管路1的唯一方法，只要包括常规输油管路1-1、检测管路1-2等必要技术特征的，都在其保护范围内。
具体实施例四
本实施例是紫外探测器的实施例。
本实施例的紫外探测器，如图3和图4所示，该紫外探测器选定1530nm作为传感波长进行信号解调，包括太阳能电池板2-1、蓄电池2-2、ASE宽带光源2-3、输入单模光纤2-4、ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5、输出单模光纤2-6和光谱仪2-7；
所述太阳能电池板2-1连接蓄电池2-2，太阳能电池板2-1用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池2-2中；
所述蓄电池2-2连接ASE宽带光源2-3和光谱仪2-7，用于给ASE宽带光源2-3和光谱仪2-7提供电能；
所述ASE宽带光源2-3用于产生光信号，其中心波长为1550nm，带宽为80nm；
所述输入单模光纤2-4用于接收ASE宽带光源2-3的光信号，并将光信号传输给ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5；
所述ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输入端与输入单模光纤2-4相对准熔接，输出端与输出单模光纤2-6相对准熔接，用于紫外光信号探测；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5包括锥形微纳光纤2-5-1和ZnO纳米棒结构2-5-2，所述锥形微纳光纤2-5-1由一根单模光纤经熔融拉锥形成，锥腰直径为4微米，锥形微纳光纤2-5-1的锥区被覆ZnO纳米棒结构2-5-2；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5受紫外光辐照时，锥区倏逝场随辐照强度发生变化，从而改变ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输出光信号的光功率；
输出单模光纤2-6将ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输出光信号送入光谱仪2-7；
所述光谱仪2-7对输出单模光纤2-6所输出的光信号进行光谱检测，并根据检测结构相应的获得探测数据。
具体实施例五
本实施例是用于紫外探测器的ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导的实施例。
本实施例的用于紫外探测器的ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导，如图4所示，该混合波导包括锥形微纳光纤2-5-1和ZnO纳米棒结构2-5-2，所述锥形微纳光纤2-5-1由一根单模光纤经熔融拉锥形成，锥腰直径为4微米，锥形微纳光纤2-5-1的锥区被覆ZnO纳米棒结构2-5-2；ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5受紫外光辐照时，锥区倏逝场随辐照强度发生变化，从而改变ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5输出光信号的光功率。
具体实施例六
本实施例是锥形微纳光纤表面生长ZnO纳米棒结构方法的实施例。
本实施例的锥形微纳光纤表面生长ZnO纳米棒结构的方法，所述锥形微纳光纤表面生长ZnO纳米棒结构为具体实施例五所记载的结构，该方法包括以下步骤：
步骤a、配置ZnO种子溶液：乙酸锌0.01M，其中M为mol/L，配置成5份相同的40ml乙酸锌无水乙醇溶液，而氢氧化钠配置5种不同浓度的20mL氢氧化钠无水乙醇溶液，将以上乙酸锌无水乙醇溶液与氢氧化纳无水乙醇溶液一边搅拌，一边混合，制备成5种不同浓度的种子溶液，溶液浓度分别为0.010M、0.015M、0.020M、0.025M和0.030M，选定OH根离子浓度为0.015M；混合之后倒入烧杯中，在磁力搅拌器下60摄氏度水浴搅拌2h，直至出现白色沉淀为止，封存起来放置18h，让大颗粒的沉淀物通过重力作用沉淀到瓶底；
步骤b、用胶头滴管将种子溶液中上层清溶液从烧杯中吸出，滴到清洗好的锥形微纳光纤上，使其表面沾满种子层，重复3次，再放入干燥箱中150摄氏度退火30min，重复着重4次；
步骤c、配置生长溶液：硝酸锌0.01M，配置成200m1的硝酸锌水溶液；六次甲基四胺0.01M，配置成200m1的六次甲基四胺水溶液；在磁力搅拌下，将2种溶液均匀混合；
步骤d、基底上生长ZnO纳米棒：将着种的光纤放入生长溶液中，封起来放在恒温干燥箱下95摄氏度加热，依靠加热时间控制ZnO纳米棒的长度；
步骤e、将生长ZnO纳米棒的光纤从生长溶液中取出，用去离子水超声清洗2min，再放入干燥箱中80摄氏度干燥2h。
具体实施例七
本实施例是紫外探测方法的实施例。
本实施例的紫外探测方法，在具体实施例四所记载的紫外探测器上实现，在该紫外探测方法中，ASE宽带光源2-3输出的宽带光信号经输入单模光纤2-4进入ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5，当ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5受紫外辐照时，ZnO 纳米棒结构2-5-2折射率发生变化，进而ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5倏逝场发生变化，导致输出光信号的强度发生变化，并且输出光信号强度随紫外辐照强度呈线性规律变化，输出光信号通过光谱仪2-7进行信号采集及处理，根据光信号强度计算紫外辐照强。
具体实施例八
本实施例是紫外探测器制作方法的实施例。
本实施例的紫外探测器的制作方法，制作具体实施例四所记载的紫外探测器，该制作方法包括以下步骤：
步骤a、制备锥形微纳光纤2-5-1
将光纤涂覆层去掉3cm，然后用无尘纸蘸取酒精擦拭光纤，并且将光纤固定在光纤熔接机上；自定义设置光纤熔接模式，将熔接放电强度改为5% ，放电时间达到最大值4000ms；通过在线观测光谱仪透射光谱的变化，确定微纳光纤的参数；
步骤b、制备ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5
包括以下步骤：
步骤b1、配置ZnO种子溶液：乙酸锌0.01M，其中M为mol/L，配置成5份相同的40ml乙酸锌无水乙醇溶液，而氢氧化钠配置5种不同浓度的20mL氢氧化钠无水乙醇溶液，将以上乙酸锌无水乙醇溶液与氢氧化纳无水乙醇溶液一边搅拌，一边混合，制备成5种不同浓度的种子溶液，溶液浓度分别为0.010M、0.015M、0.020M、0.025M和0.030M，选定OH根离子浓度为0.015M；混合之后倒入烧杯中，在磁力搅拌器下60摄氏度水浴搅拌2h，直至出现白色沉淀为止，封存起来放置18h，让大颗粒的沉淀物通过重力作用沉淀到瓶底；
步骤b2、用胶头滴管将种子溶液中上层清溶液从烧杯中吸出，滴到清洗好的锥形微纳光纤上，使其表面沾满种子层，重复3次，再放入干燥箱中150摄氏度退火30min，重复着重4次；
步骤b3、配置生长溶液：硝酸锌0.01M，配置成200m1的硝酸锌水溶液；六次甲基四胺0.01M，配置成200m1的六次甲基四胺水溶液；在磁力搅拌下，将2种溶液均匀混合；
步骤b4、基底上生长ZnO纳米棒：将着种的光纤放入生长溶液中，封起来放在恒温干燥箱下95摄氏度加热，依靠加热时间控制ZnO纳米棒的长度；
步骤b5、将生长ZnO纳米棒的光纤从生长溶液中取出，用去离子水超声清洗2min，再放入干燥箱中80摄氏度干燥2h；
步骤c、组装
将步骤b得到的ZnO纳米棒-微纳光纤混合波导2-5的一端通过输入单模光纤2-4与ASE宽带光源2-3相连，另一端通过输出单模光纤2-6与光谱仪2-7相连。
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此，本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
需要注意的是，以上实施例的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于检测油井出油速度的输油管路，其特征在于，包括常规输油管路（1-1）和检测管路（1-2），常规输油管路（1-1）和检测管路（1-2）之间通过阀门（1-3）切换，所述检测管路（1-2）由透明材料制作而成，检测管路（1-2）的容积为游梁式抽油机曲柄整周运行状态下光杆行程与光杆处输油路径横截面积的乘积，所述检测管路（1-2）上设置有加热装置（1-4），所述加热装置（1-4）由蓄电池（2-2）供电，所述蓄电池（2-2）连接太阳能电池板（2-1），太阳能电池板（2-1）用于接收太阳能，将太阳能转化为电能存储在蓄电池（2-2）中。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测油井出油速度的输油管路，其特征在于，用于基于紫外探测的油井出油速度检测装置。
3.根据权利要求2所述的一种用于检测油井出油速度的输油管路，其特征在于，所述的基于紫外探测的油井出油速度检测装置包括检测用输油管路（1）和紫外探测器（2）。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109681186A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-26 | 安文霞 | 检测用输油管路 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102747989A (zh) * | 2012-07-29 | 2012-10-24 | 上海亿景能源科技有限公司 | 油井套管气收集装置 |
| CN103293131A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 暨南大学 | 一种响应快速锥形微纳光纤湿度传感器及其制备方法 |
| US20130276549A1 (en) * | 2009-11-11 | 2013-10-24 | Paal Even Gaarder | Method and Apparatus for the Measurement of Flow in Gas or Oil Pipes |
| GB2513678A (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | Iphase Ltd | Method and apparatus for monitoring the flow of mixtures of fluids in a pipe |
| CN106593408A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油井流速的获取方法与装置 |
| CN206397497U (zh) * | 2016-11-18 | 2017-08-11 | 克拉玛依胜利高原机械有限公司 | 截流取样器 |
| CN107917784A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-17 | 武汉理工大学 | 一种基于光纤光栅的输油管路漏油检测系统及其工作方法 |
| CN109188733A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 深圳大学 | 基于微纳光纤的全光调制器及其制作方法、调制系统 |
-
2019
- 2019-02-21 CN CN201910128400.3A patent/CN109669051A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130276549A1 (en) * | 2009-11-11 | 2013-10-24 | Paal Even Gaarder | Method and Apparatus for the Measurement of Flow in Gas or Oil Pipes |
| CN102747989A (zh) * | 2012-07-29 | 2012-10-24 | 上海亿景能源科技有限公司 | 油井套管气收集装置 |
| GB2513678A (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-05 | Iphase Ltd | Method and apparatus for monitoring the flow of mixtures of fluids in a pipe |
| CN103293131A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 暨南大学 | 一种响应快速锥形微纳光纤湿度传感器及其制备方法 |
| CN206397497U (zh) * | 2016-11-18 | 2017-08-11 | 克拉玛依胜利高原机械有限公司 | 截流取样器 |
| CN106593408A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油井流速的获取方法与装置 |
| CN107917784A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-17 | 武汉理工大学 | 一种基于光纤光栅的输油管路漏油检测系统及其工作方法 |
| CN109188733A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 深圳大学 | 基于微纳光纤的全光调制器及其制作方法、调制系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| S AZAD ,ET AL: "《Side-detecting optical fiber coated with Zn(OH)2 nanorods for ultraviolet sensing applications》", 《LASER PHYSICS》 * |
| 徐耀辉等: "《紫外光谱技术在油藏注水开发动态监测中的应用—以南堡凹陷柳北地区沙三3油藏为例》", 《石油天然气学报》 * |
| 徐锡镇: "《氧化锌纳米线的水热生长及光纤传感研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109681186A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-26 | 安文霞 | 检测用输油管路 |
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