CN203337199U - 水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及油田生产中产液剖面测试时所用的水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器。该传感器包括周向均布弹性支撑臂的扶正器及热式流量传感器，所述的热式流量传感器，由铂电阻温度传感器、传感器外铠、高温绝缘陶瓷管及电热丝组成，所述的铂电阻温度传感器装在传感器外铠内，所述的传感器外铠表面敷耐高温绝缘陶瓷管，在所述高温绝缘陶瓷管上缠绕电热丝；上述的若干热式流量传感器周向均布在扶正器的弹性支撑臂上。该传感器可以对油气水三相流各相组分的流量进行测量，在低流量环境不仅可以弥补现有阵列涡轮流量传感器启动下限排量高无法测量低产液水平井排量低的不足，该阵列热式流量传感器又有很高的流量测量范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田生产中水平井产液剖面测试领域的一种能够反映全井眼下流体流量的传感器，具体的说是一种主要应用于水平井油气水三相流流体分相流量测量的阵列热式流量传感器。
背景技术
目前，在水平井产液剖面测井技术中，针对全井眼的流量测量技术，主要是用阵列涡轮流量传感器来测量油气水三相流的分相流量，现有的阵列涡轮流量传感器启动排量高，尤其是启动时下限排量要求较高，而对于低产液水平井由于排量较低无法适应。
实用新型内容：
为了解决目前阵列涡轮流量计启动时下限排量要求较高，无法测量低产液水平井低排量的测量问题，本实用新型提供一种水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器。该传感器可以对油气水三相流各相组分的流量进行测量，在低流量环境不仅可以弥补现有阵列涡轮流量传感器启动下限排量高无法测量低产液水平井低排量的不足，该阵列热式流量传感器又有很高的流量测量范围。
本实用新型的技术方案是：一种水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器，包括周向均布弹性支撑臂的扶正器及热式流量传感器，所述的热式流量传感器由铂电阻温度传感器、传感器外铠、高温绝缘陶瓷管及电热丝组成，所述的铂电阻温度传感器装在传感器外铠内，所述的传感器外铠表面衬高温绝缘陶瓷管，在所述高温绝缘陶瓷管上缠绕电热丝；而上述的若干热式流量传感器周向均布在扶正器的弹性支撑臂上。
上述热式流量传感器安装方向与测井仪器的轴向方向一致，且在仪器的底部装有环境温度传感器。
本实用新型的有益效果是：上述方案是针对水平条件下全井眼分层流动油气水分相流量的测量的传感器，采用在扶正器的弹性支撑臂上周向均布热式流量传感器，形成阵列的形式，通过输出响应曲线就可以知道分相油、水以及气的流量，因此可以对油气水三相流各相组分的流量进行测量，在低流量环境不仅可以弥补现有阵列涡轮流量传感器启动下限排量高无法测量低产液水平井低排量的不足，该阵列热式流量传感器又有很高的流量测量范围。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中序号6热式流量传感器的结构示意图；
图3为本实用新型的电路原理图；
图4为油相与水相条件下输出响应曲线对比图；
图5为单相（油或水）输出响应曲线图。
图中 1-铂电阻温度传感器，2-传感器外铠，3-高温绝缘陶瓷管，4-电热丝，5-环境温度传感器，6-热式流量传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
由图1所示，该水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器，包括周向均布弹性支撑臂的扶正器及热式流量传感器6，在每个弹性支撑臂上均装有热式流量传感器6；所述的热式流量传感器6由铂电阻温度传感器1、传感器外铠2、高温绝缘陶瓷管3及电热丝4组成，所述的铂电阻温度传感器1装在传感器外铠2内，所述的传感器外铠2表面敷高温绝缘陶瓷管3，在所述高温绝缘陶瓷管3上缠绕电热丝4，如图2所示；该热式流量传感器6的电热丝4供电加热后，其中的铂电阻温度传感器1受热，由于流体流过带走热量，铂电阻温度传感器1检测到的是被流体带走热量后的温度；而上述的若干热式流量传感器6周向均布在扶正器的弹性支撑臂上，形成阵列的形式，如图1所示。
。每个热式流量传感器6的轴线安装方向与测井仪器的轴向方向一致，且在仪器的底部装有环境温度传感器5。
本方案中，在扶正器弹性支撑臂上周向均布有6个上述的热式流量传感器6，每个热式流量传感器6中均封装有阻值相同的电热丝4与一个用来测量加热电阻散热变化量的铂电阻温度传感器1，这6个支撑臂撑开尺寸与套管内径近于一致，依靠一端的弹簧结构控制支撑臂的收缩与撑开，无需外力作用，上述热式流量传感器6的轴线方向与测井仪器的轴向方向一致，而测井在仪器的底部装有一个测量背景环境温度的环境温度传感器5，如图1所示；水平井段内油气水分层流动情况下，上述的热式流量传感器6均处于水相、油相及气相中，由于油、气、水的热容量存在较大差异，结合阵列传感器分别在油、气、水单相的标定结果，就可得到水平井段内的油、气、水的分相流量。
该水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器的电路如图3所示，图3中探头1为热式流量传感器6，探头2为环境温度传感器5，探头1与探头2所用的铂电阻传感器性能指标完全一致，都是pt1000铂电阻，热式流量传感器6与环境温度传感器5在一个电桥臂上，其中电阻R1和R2也在一个电桥臂上，阻值大小分别为1K欧姆，电桥AB两点的电压差VAB大小只与流体的流速和介质有关，而与背景温度无关，即热式流量传感器6的测量结果不受背景温度影响。
上述方案是针对水平条件下全井眼分层流动油气水分相流量的测量设计的，为此全井眼条件下对该阵列热式流量传感器在分别在全油、全水条件下进行了实验，图4给出的是油、水流量都是在流量20m3/d～300m3/d范围实验结果，横坐标表示流量，纵坐标表示电压幅值，从图上看出，流量从小到大，仪器的输出响应即电压幅度随流量增加而降低，存在很好的单调性；对于同样流量，全油下的输出响应明显高于全水下的输出响应，全油、全水的响应曲线不重叠。在采用阵列热式流量传感器进行测量时，通过输出响应曲线就可以知道分相油、水以及气的流量，因此可以对油气水三相流各相组分的流量进行测量。图5进一步给出了该阵列热式流量传感器在全水20m3/d以下的实验结果，其中横坐标表示流量，纵坐标表示电压幅值，从图上可以看出流量越低输出响应越高，即分辨率越高，初步的计算以及实验结果表明在流量2.5m3/d～150m3/d以内该传感器的误差在5%以内，在流量150m3/d～300m3/d以内该传感器的误差在10%以内，该阵列热式流量传感器在低流量环境不仅可以弥补现有阵列涡轮流量传感器启动下限排量高无法测量低产液水平井低排量的不足，该阵列热式流量传感器又有很高的流量测量范围，完全适应低流量环境下对油气水三相流各相组分的流量进行测量。
Claims (2)
1.一种水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器，包括周向均布弹性支撑臂的扶正器及热式流量传感器（6），其特征在于：所述的热式流量传感器（6）由铂电阻温度传感器（1）、传感器外铠（2）、高温绝缘陶瓷管（3）及电热丝（4）组成，所述的铂电阻温度传感器（1）装在传感器外铠（2）内，所述的传感器外铠（2）表面敷高温绝缘陶瓷管（3），在所述高温绝缘陶瓷管（3）上缠绕电热丝（4）；上述的若干热式流量传感器（6）周向均布在扶正器的弹性支撑臂上。
2.根据权利要求1所述的水平井产液剖面分相流量测量的阵列热式流量传感器，其特征在于：上述热式流量传感器（6）安装方向与测井仪器的轴向方向一致，且在仪器的底部装有环境温度传感器（5）。
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|---|---|---|---|---|
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