CN203296771U - 轴向及径向组合分布电导探针传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向及径向组合分布电导探针传感器，解决了原有传感器需电机驱动测量臂而占用资源及漏失信息较多的问题；具体的是在周向是均布若干电导探针支撑臂，并在其下端设置弹簧机构，自动控制支撑臂的收缩与撑开，无需外力作用，探针方向与仪器的轴向一致。同时在中心管上添加一组或几组径向方向的探针，补充由于轴向方向探针分布引起的漏失。该传感器无转动部件、误差小、精度高，为水平井产液剖面油水两相流测量提供新手段。

Description

轴向及径向组合分布电导探针传感器

技术领域

本实用新型涉及油田生产水平井产液剖面领域的一种能够反映全井眼下流体的正常流动状态，给出井眼的流体界面和剖面图和流型流态传感器，尤其是涉及一种主要应用于水平井油水两相流流体分布的传感器。

背景技术

目前，在大庆油田水平井产液剖面测井技术中，存在两种采用电导探针成像的方法，一种是双层径向分布阵列电导探针传感器（一种具有双层径向分布阵列电导探针传感器的成像仪，胡金海等，专利号ZL201020617311.x），此结构仪器的测量臂收放采用电机驱动，在使用中需要给电机供电，占用缆芯资源，同时由于在中心轴上缺少探针分布，是的所设计在持水率40%～70%范围测量误差会较大。另外一种是国外GE公司生产的电导探针流体成像仪，仪器将电导探针安装在最外围支撑臂的结构，但由于其本身结构限制，漏失信息较多，所以难以准确地给出界面分布图和剖面度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种无转动部件、误差小、精度高的新型电导探针阵列传感器，为水平井产液剖面油水两相流测量提供新手段。

 为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种轴向及径向组合分布电导探针传感器，包括若干轴向探针、若干径向探针、支撑臂、传感器接头、引线短接、引线套筒、中心管及弹簧机构，其中，每个轴向探针固定在单根支撑臂的中部，所述支撑臂采用弧形弹簧片，支撑臂沿周向均匀布置，轴向探针与套管中心轴平行，支撑臂的上端固定在传感器接头上，下端固定在传感器固定座上；所述若干径向探针沿周向均布在环状传感器座上，径向探针的针尖探出环状传感器座的周壁；所述传感器接头的主体上开有内外两圈过线孔，轴向探针引线穿过外圈过线孔与轴向探针连接；传感器接头、引线短接及中心管依次螺纹密封连接，引线短接外套有引线套筒，且二者之间设有空隙，环状传感器座套在中心管的上部，径向探针引线穿过传感器接头内圈过线孔及引线短接与引线套筒间的空隙后与径向探针连接；中心管的下端穿过传感器固定座的中心，中心管下部设置弹簧机构，通过弹簧收缩控制支撑臂撑开尺度。

优选上述轴向探针及径向探针分别置于密闭装置内，分别形成轴向探针传感器总成及径向探针传感器总成，所述轴向探针传感器总成，包括传感器固定架、滑道、传感器外筒、探针尾座、探针壳、探针外筒、探针帽及探针，探针外面套有探针壳后其左端固定探针尾座、右端固定探针帽，探针前尖探出探针帽，探针处于探针壳、探针尾座及探针帽 围成的密闭腔内并与之组成为整体结构，放入到传感器外筒中，探针外筒与传感器外筒螺纹连接，传感器外筒焊接在滑道上，滑道通过其凹槽结构与传感器固定架连接并在端部通过销钉固定，传感器固定架通过螺钉固定在支撑臂的中部，探针与中心管的中心轴平行；所述径向探针传感器总成，包括传感器座、径向探针及弹簧片，传感器座套在中心管上，传感器座的侧壁设置插孔，内插径向探针，径向探针的尖部探出，径向探针的底端设置弹簧片，传感器座的上端面设置与弹簧片所在位置连通的孔，径向探针引线通过该孔接入。

有益效果：本实用新型的轴向及径向组合分布电导探针传感器，一方面，其轴向探针固定在支撑臂上，无需外力作用，该支撑臂可依靠下端的弹簧结构控制其撑开尺度与套管内径一致；另一方面，该传感器还在径向方向设置了探针，这样可针对特定含水率区域，补充由于轴向方向探针分布引起的漏失。每个电导探针通过流体中的水相与仪器外壳构成回路，当探针处于水中，探针的等效电阻较小，当探针处于油中，探针的等效电阻相当于无穷大，当探针处于油水交替变化，表现出等效阻抗的交替变化，通过测量等效阻抗的变化来判断探针所处的位置，从而实现在水平状态下对油水界面位置的判别，同时给出持水率，并接通过探针所测量阻抗变化的规律判断油水界面附近的流型和流态。所以，本实用新型传感器能够在全井眼下对持水率进行测量，对流体流动状态影响较小，基本上能够反映流体的正常流动状态，直观地给出井眼的流体界面和剖面图，通过采集速度进一步提高和成像算法的进一步完善，通过该探针阵列还可以给出水平条件下流体的流型流态。初步的计算以及实验结果表明在流量200m³/d以内该传感器得到的持水率误差在10%以内。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是传感器接头的结构示意图。

图3是图2中的B-B向剖视图。

图4是图2中的C-C向剖视图。

图5是轴向探针传感器总成的结构示意图。

图6是径向探针传感器总成的结构示意图。

图7是图6的纵剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

由图1-图7所示：一种轴向及径向组合分布电导探针传感器，包括弹簧片固定环1、弹簧片压紧环2、弹簧片压紧套3、传感器接头4、引线短接5、引线套筒6、中心管7、径向探针传感器总成8、若干支撑臂9、导线管10、导线管固定夹11、轴向探针传感器总成12、弹簧固定环13、弹簧压套14、弹簧15、传感器固定座16、弹簧片末端压紧环17、弹簧片末端并紧环18；所述支撑臂9采用主体为弧形的弹簧片，弹簧片固定环1与弹簧片压紧环2螺纹连接，弹簧片压紧环2的下端沿周向均布支撑臂9的插槽，支撑臂9的上端分别插入到该插槽内，旋转弹簧片压紧环2则弹簧片压紧套3向支撑臂9方向移动并压紧支撑臂9；所述传感器接头4的左端插入到弹簧片压紧套3内，插入到插槽内的支撑臂9上端贴合并螺钉固定在传感器接头4的侧壁上，传感器接头4的主体上开有内外两圈过线孔，传感器接头4的下端固定连接引线短接5，引线短接5的下端螺纹密封连接中心管7，引线短接5的外面套有引线套筒6且二者之间留有空隙，引线短接5与引线套筒6之间的空隙与传感器接头4的内圈过线孔连通；所述径向探针传感器总成8，包括传感器座81、径向探针82及弹簧片83，传感器座81套在中心管7上，传感器座81的侧壁设置插孔，内插径向探针82，径向探针82的尖部探出，径向探针82的底端设置弹簧片83，传感器座81的上端面设置与弹簧片83所在位置连通的孔，径向探针的引线由传感器接头4的内圈过线孔穿入，然后经过引线短接5与引线套筒6之间的空隙，最后由传感器座81上端面的孔接入； 所述轴向探针传感器总成12的数量与支撑臂9的数量相当，每个支撑臂9的中部固定一个轴向探针传感器总成12；所述轴向探针传感器总成12，包括传感器固定架128、滑道121、传感器外筒122、探针尾座123、探针壳124、探针外筒125、探针帽126及探针127，探针127外面套有探针壳124后，左端固定探针尾座123、右端固定探针帽126，探针前尖探出探针帽126，探针127处于探针壳124、探针尾座123及探针帽126 围成的密闭腔内并与之组成为整体结构，放入到传感器外筒122中，探针外筒125与传感器外筒122螺纹连接，起到保护探针和作为仪器的信号地的作用，传感器外筒122焊接在滑道121上，滑道121通过其凹槽结构与传感器固定架128连接并在端部通过销钉固定，传感器固定架128通过螺钉固定在支撑臂9的中部，探针127与中心管的中心轴平行，轴向探针引线穿过传感器接头内的外圈过线孔与探针127连接，为了固定轴向探针引线，沿支撑臂9还设置若干导线管10及导线管固定夹11；支撑臂9的另一端通过销钉固定在传感器固定座16的外壁上，并通过弹簧片末端压紧环17及弹簧片末端并紧环18进一步固定；中心管7的另一端穿过传感器固定座16的中心，中心管7的下部设置弹簧机构，弹簧机构包括两弹簧固定环13、两弹簧压套14及弹簧15，下弹簧固定环固定在传感器固定座16的上表面，中心管7的下部设置台阶，下弹簧固定环通过该台阶限定上弹簧固定环，弹簧固定环13外壁套有弹簧压套14，无需外力作用，通过弹簧15的拉伸与收缩，可以控制支撑臂9撑开的大小，使得仪器的支撑臂9能与井下套管直径相契合。

Claims (2)

1.一种轴向及径向组合分布电导探针传感器，包括若干轴向探针、若干径向探针、支撑臂、传感器接头、引线短接、引线套筒、中心管及弹簧机构，其特征在于：每个轴向探针固定在单根支撑臂的中部，所述支撑臂采用弧形弹簧片，支撑臂沿周向均匀布置，轴向探针与套管中心轴平行，支撑臂的上端固定在传感器接头上，下端固定在传感器固定座上；所述若干径向探针沿周向均布在环状传感器座上，径向探针的针尖探出环状传感器座的周壁；所述传感器接头的主体上开有内外两圈过线孔，轴向探针引线穿过外圈过线孔与轴向探针连接；传感器接头、引线短接及中心管依次螺纹密封连接，引线短接外套有引线套筒，且二者之间设有空隙，环状传感器座套在中心管的上部，径向探针引线穿过传感器接头内圈过线孔及引线短接与引线套筒间的空隙后与径向探针连接；中心管的下端穿过传感器固定座的中心，中心管下部设置弹簧机构，通过弹簧收缩控制支撑臂撑开尺度。

2.根据权利要求1所述的轴向及径向组合分布电导探针传感器，其特征在于：轴向探针及径向探针分别置于密闭装置内，分别形成轴向探针传感器总成及径向探针传感器总成，所述轴向探针传感器总成，包括传感器固定架、滑道、传感器外筒、探针尾座、探针壳、探针外筒、探针帽及探针，探针外面套有探针壳后其左端固定探针尾座、右端固定探针帽，探针前尖探出探针帽，探针处于探针壳、探针尾座及探针帽 围成的密闭腔内并与之组成为整体结构，放入到传感器外筒中，探针外筒与传感器外筒螺纹连接，传感器外筒焊接在滑道上，滑道通过其凹槽结构与传感器固定架连接并在端部通过销钉固定，传感器固定架通过螺钉固定在支撑臂的中部，探针与中心管的中心轴平行；所述径向探针传感器总成，包括传感器座、径向探针及弹簧片，传感器座套在中心管上，传感器座的侧壁设置插孔，内插径向探针，径向探针的尖部探出，径向探针的底端设置弹簧片，传感器座的上端面设置与弹簧片所在位置连通的孔，径向探针引线通过该孔接入。

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