产出剖面流量计

allin2025-05-04  40


本发明涉及流量计,具体涉及一种产出剖面流量计。


背景技术:

1、随着对石油的不断开采,油田对石油的开采已处于二次采油后期阶段。油井内注水使得油井中广泛存在着油、气、水三相,传统针对竖直井的测井仪器针对水平井效果较差,无法准确测量出井内各相流体流量。流量测量设备大多采用涡轮流量计,该流量计对油气井下流体的纯净性要求较高,在含沙率或含矿物质较多的环境下易发生卡沙现象,导致涡轮损坏或无法正常工作;同时电导率法和电容率法测持率存在较大的失效区间,针对气体持率无法准确测量。另外,由于水平井下井口较小,故对下井测量设备尺寸提出了较高的要求,传统电学传感器尺寸较大,整体难以阵列。


技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种测量精确度高、以及能够有效解决传统流量计尺寸过大而无法适用于水平井下的产出剖面流量计。

2、为实现上述目的,本发明提出的一种产出剖面流量计,用于水平井流量测量,所述产出剖面流量计包括:

3、承载架,包括沿第一方向依次设置的第一活动支撑臂和第二活动支撑臂,所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂分别可绕沿第二方向延伸的轴线转动,以使得所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂可沿所述第一方向相互靠近或远离;

4、第一测量组件,用于测量所述水平井内流体流量,包括至少一单靶结构和至少两个光纤光栅,所述单靶结构包括悬臂梁和靶片,所述悬臂梁设于所述第一活动支撑臂,且可相对所述第一活动支撑臂绕沿第三方向延伸的轴线转动,所述悬臂梁呈相对设置的两侧面分别设有一所述光纤光栅,且所述悬臂梁上的两个所述光纤光栅相对应设置,并用于与外部解调设备电连接,所述靶片设于所述悬臂梁远离所述第一活动支撑臂的一侧;

5、第二测量组件,用于测量所述水平井内流体持率,包括至少一光纤探针,所述光纤探针可转动的设于所述第二活动支撑臂,且与所述单靶结构的靶片对应设置;以及,

6、控制终端,与所述光纤光栅、所述光纤探针电连接;

7、其中,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向在平面内两两相互垂直设置。

8、可选地,所述第一测量组件包括多个所述单靶结构和多个所述光纤光栅,多个所述单靶结构沿所述第一活动支撑臂的长度方向依次间隔分布;

9、所述第二测量组件包括多个所述光纤探针,多个所述光纤探针沿所述第二活动支撑臂的长度依次间隔分布,且与多个所述单靶结构的靶片一一对应设置。

10、可选地,所述承载架还包括沿所述第三方向间隔设置的底座和连接臂,所述底座和所述连接臂分别沿所述第一方向延伸设置,且均与所述第一活动支撑臂、所述第二活动支撑臂可转动连接,所述连接臂的长度小于所述底座的长度;

11、所述底座用于与所述水平井底部贴合,所述连接臂用于与所述水平井内的套管贴合。

12、可选地,所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂分别包括两个沿所述第二方向间隔分布的活动支撑杆、以及沿活动支撑臂长度方向间隔分布的第一连接杆和第二连接杆,所述第一连接杆和所述第二连接杆设于两个所述活动支撑杆之间,且均与两个所述活动支撑杆可转动连接;

13、所述第一连接杆和所述第二连接杆中之一与所述底座滑动连接,另一与所述连接臂滑动连接,以使得所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂可沿所述第一方向相互靠近或远离。

14、可选地,所述第一连接杆和所述底座之间设有相适配滑动连接的第一滑槽和第一凸部,所述第一滑槽和所述第一凸部中之一设于所述第一连接杆,另一设于所述底座,以使得所述第一连接杆与所述底座滑动连接;和/或,

15、所述第二连接杆和所述连接臂之间设有相适配滑动连接的第二滑槽和第二凸部,所述第二滑槽和所述第二凸部中之一设于所述第二连接杆,另一设于所述连接臂,以使得所述第一连接杆与所述底座滑动连接。

16、可选地,所述第一测量组件还包括至少一第一驱动件,所述第一驱动件设于所述第一活动支撑臂,且与所述悬臂梁驱动连接,以驱动所述悬臂梁相对所述第一活动支撑臂绕沿第三方向延伸的轴线转动;

17、所述控制终端与所述第一驱动件电连接,以控制所述第一驱动件的工作状态。

18、可选地,所述第二测量组件还包括至少一第二驱动件,所述第二驱动件设于所述第二活动支撑臂,且与所述光纤探针驱动连接,以驱动所述光纤探针相对所述第二活动支撑臂绕沿第三方向延伸的轴线转动;

19、所述控制终端与所述第二驱动件电连接,以控制所述第二驱动件的工作状态。

20、可选地,所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂分别采用钛合金材料制备;和/或,

21、所述单靶结构采用铍青铜材料制备。

22、可选地,各所述光纤光栅采用聚酰亚胺涂层封装于其对应的活动支撑臂上;和/或,

23、各所述光纤光栅通过耐高温航空胶水与其对应的活动支撑臂粘接。

24、可选地,所述光纤探针采用蓝宝石制备。

25、本发明的技术方案中,各所述悬臂梁上的两个所述光纤光栅相对应设置,可通过所述光纤光栅采用差压式流量检测原理进行流量监测,即当所述悬臂梁上的两个所述光纤光栅因环境温度变化或所述单靶结构的靶片发生形变而发生反射波中心波漂移时,可通过所述外部解调设备处理两个所述光纤光栅的反射波中心波长的漂移来消除温度或张力对流量检测的影响,增强所述光纤光栅的灵敏度,实现对流体流量的高精度测量,并通过所述光纤探针实现所述水平井剖面的持率监测,与现有的涡轮流量计相比,对脏污流体适应性更好,在水平井下不易堵塞;另外,所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂可沿所述第一方向相互靠近或远离,如此,当所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂相互靠近至所述单靶结构与所述承载架相贴合时,所述承载架处于收拢状态,减小所述产出剖面流量计所占的空间体积,大大方便所述产出剖面流量计下井,避免下井过程中,所述产出剖面流量计与所述水平井的井壁发生碰撞或卡堵,再在所述产出剖面流量计活动至所述水平井内的目标位置时,可通过所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂相互远离,所述承载架处于展开状态,方便所述第一测量组件和所述第二测量进行监测。本发明提供的产出剖面流量计,结构简单,测量精度高,且适用性高,能够适用于不同尺寸的井口。



技术特征:

1.一种产出剖面流量计,用于水平井流量测量,其特征在于,所述产出剖面流量计包括:

2.如权利要求1所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述第一测量组件包括多个所述单靶结构和多个所述光纤光栅,多个所述单靶结构沿所述第一活动支撑臂的长度方向依次间隔分布;

3.如权利要求1或2所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述承载架还包括沿所述第三方向间隔设置的底座和连接臂,所述底座和所述连接臂分别沿所述第一方向延伸设置,且均与所述第一活动支撑臂、所述第二活动支撑臂可转动连接,所述连接臂的长度小于所述底座的长度;

4.如权利要求3所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂分别包括两个沿所述第二方向间隔分布的活动支撑杆、以及沿活动支撑臂长度方向间隔分布的第一连接杆和第二连接杆,所述第一连接杆和所述第二连接杆设于两个所述活动支撑杆之间,且均与两个所述活动支撑杆可转动连接;

5.如权利要求4所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述第一连接杆和所述底座之间设有相适配滑动连接的第一滑槽和第一凸部,所述第一滑槽和所述第一凸部中之一设于所述第一连接杆,另一设于所述底座,以使得所述第一连接杆与所述底座滑动连接;和/或,

6.如权利要求1所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述第一测量组件还包括至少一第一驱动件,所述第一驱动件设于所述第一活动支撑臂,且与所述悬臂梁驱动连接,以驱动所述悬臂梁相对所述第一活动支撑臂绕沿第三方向延伸的轴线转动;

7.如权利要求1所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述第二测量组件还包括至少一第二驱动件,所述第二驱动件设于所述第二活动支撑臂,且与所述光纤探针驱动连接,以驱动所述光纤探针相对所述第二活动支撑臂绕沿第三方向延伸的轴线转动;

8.如权利要求1所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述第一活动支撑臂和所述第二活动支撑臂分别采用钛合金材料制备;和/或,

9.如权利要求1所述的产出剖面流量计,其特征在于,各所述光纤光栅采用聚酰亚胺涂层封装于其对应的活动支撑臂上;和/或,

10.如权利要求1所述的产出剖面流量计,其特征在于,所述光纤探针采用蓝宝石制备。


技术总结
本发明公开一种产出剖面流量计,涉及流量计领域,包括承载架、第一测量组件、第二测量组件及控制终端,承载架包括沿第一方向依次设置、且可绕沿第二方向延伸轴线转动的第一活动支撑臂和第二活动支撑臂;第一测量组件包括至少一单靶结构和至少两个光纤光栅,单靶结构包括悬臂梁和靶片,悬臂梁设于第一活动支撑臂,且可相对第一活动支撑臂绕沿第三方向延伸轴线转动,悬臂梁呈相对设置两侧面分别设有光纤光栅,且悬臂梁上的两个光纤光栅相对应设置,靶片设于悬臂梁远离第一活动支撑臂一侧;第二测量组件包括至少一光纤探针,光纤探针可转动的设于第二活动支撑臂,且与靶片对应设置;控制终端与光纤光栅、光纤探针电连接;如此,测量精度和适用性高。

技术研发人员:余志华,熊宇轩
受保护的技术使用者:中国地质大学(武汉)
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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