用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器的製作方法

2023-05-21 07:02:41 1

專利名稱：用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田採油測試領域中所用的一種傳感器，尤其是涉及一種用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器。
背景技術：
阻抗式產液剖面測井技術系列儀器，包括阻抗式過環空產液剖面測井儀、高流量過油管阻抗式產液剖面測井儀以及電導式相關流量測井儀。這些測井儀在油田測井中已經得到了廣泛的應用。阻抗式過環空產液剖面測井儀採用阻抗式傳感器測量含水率，這種傳感器實時性好、響應快、解析度高的特點，能實時的反應含水率大小的變化。非常適於在水為連續相條件下即含水率在50％以上條件下工作。目前這類儀器在大慶油田自2004年已承擔超過80％的產出剖面測井工作量，已累計測井近6500口，為油井壓裂、堵水等措施的實施和效果評價提供了可靠資料，成為油田產液剖面測井的主力儀器。但是近幾年在應用中發現，這種測井儀器的阻抗式傳感器存在著以下缺陷，降低了傳感器的使用壽命並導致了一些不準確的測量結果的出現。
首先，現有的阻抗式傳感器由平行分布的三個電極環構成，三個電極環分別作電源極和測量極，這種結構增加了傳感器安裝的工作強度，並且儀器內走線過多，降低了傳感器的可靠性。其次，由於傳感器的電極環數多，從而增加了傳感器內的連接處點數，而傳感器的粘接處易粘汙和老化，這樣就降低了傳感器的可靠性，減少了傳感器的使用壽命。此外，電極環多會使得傳感器長度過長，有時會影響全水值的測量效果，從而影響測量結果。
實用新型內容為了克服現有的用於井下流體含水率測量的阻抗式傳感器的內置電極環數過多而導致的傳感器工作不可靠、測量精度降低以及使用壽命縮短的不足，本實用新型提供了一種新型阻抗式傳感器，該種阻抗式傳感器具有可提高測量精度、方便儀器維修、減少傳感器長度、簡化內部走線等特點。
本實用新型的技術方案是該種用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器，由傳感器支架以及內置於其中的一個單金屬環組成，其中傳感器支架由兩個圓筒形空心支架組合而成，上支架與下支架之間通過凸、凹槽咬合，其中上支架上的凹槽深度與下支架上的凸槽高度之間的差值大於零，單金屬環嵌於此上支架的凹槽與下支架凸槽咬合後形成的空間內，引線由金屬環上引出。
為保證測量精度，應使得上支架上的凹槽深度與下支架上的凸槽高度之間的差值範圍在2.1毫米～4毫米之間，金屬環的厚度範圍在2.0毫米～3.9毫米之間。
本實用新型具有如下有益效果由於採取上述方案的阻抗式傳感器，採用單一的電極，即供電與測量採用同一電極環，與外部特殊的激勵源配合工作可以代替以前的3環或4環的傳感器，使得傳感器內部連接處減少，保證了測量精度、簡化了走線，並且抗腐蝕和老化，便於維修和調整結構，提高了測井儀器的實效。


附圖1是本實用新型的結構剖視圖。
附圖2是本實用新型的工作示意圖。
圖中1-金屬環，2-上支架，3-下支架，4-引線。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1所示，該種用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器，主要由兩個圓筒形空心支架組合而成的傳感器支架以及內置的單金屬環1構成，其中上支架2與下支架3之間通過凸、凹槽咬合，其中上支架2上的凹槽深度與下支架3上的凸槽高度之間的差值大於零，單金屬環1嵌於此上支架2的凹槽與下支架3的凸槽咬合後形成的空間內，引線4由金屬環1上引出。
為保證測量精度，可使上支架2上的凹槽深度與下支架3上的凸槽高度之間的差值範圍在2.1毫米～4毫米之間，金屬環1的厚度範圍在2.0毫米～3.9毫米之間。其中上下支架可以採用有機玻璃管制成。
圖2是本實用新型的工作原理圖，單個環狀電極既是供電電極，即激勵源，又為測量電極，外部所加為特殊的激勵源，由此使得單環即可以為供電電極又可以為測量電極。上述兩個電極分別以儀器外殼為激勵源和測量電極的地，測量電極產生的電壓經過差動放大電路、交直流轉換電路、壓頻轉換電路及功率放大電路處理後經電纜傳輸到地面採集系統。
本實用新型中所述的技術方案可以應用於儀器上的流量測量範圍為1m3/d～80m3/d、流量精度為5％的情況，當水為連續相，持水率測量範圍為50％～100％，標定精度為3％。對於抽油機井，儀器可以通過油套環空下井。
權利要求1.一種用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器，包括傳感器支架，其特徵在於所述傳感器支架由兩個圓筒形空心支架組合而成，上支架(2)與下支架(3)之間通過凸、凹槽咬合，其中上支架(2)上的凹槽深度與下支架(3)上的凸槽高度之間的差值大於零，單金屬環(1)嵌於此上支架(2)的凹槽與下支架(3)凸槽咬合後形成的空間內，引線(4)由金屬環(1)上引出。
2.根據權利要求1所述的用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器，其特徵在於上支架(2)上的凹槽深度與下支架(3)上的凸槽高度之間的差值範圍在2.1毫米～4毫米之間，金屬環(1)的厚度範圍在2.0毫米～3.9毫米之間。
專利摘要一種用於井下流體含水率測量的單環阻抗式傳感器。主要解決現有的用於井下流體含水率測量的阻抗式傳感器的內置電極環數過多而導致的傳感器工作不可靠、測量精度降低以及使用壽命縮短的不足。其特徵在於所述傳感器支架由兩個圓筒形空心支架組合而成，上支架(2)與下支架(3)之間通過凸、凹槽咬合，其中上支架(2)上的凹槽深度與下支架(3)上的凸槽高度之間的差值大於零，單金屬環(1)嵌於此上支架(2)的凹槽與下支架(3)凸槽咬合後形成的空間內，引線(4)由金屬環(1)上引出。本傳感器與特殊的激勵源電路配合使用後，具有可提高儀器測量精度、減少連接點、便於儀器的使用和維修等特點，可以有效的抗腐蝕和老化。
文檔編號E21B49/00GK2841962SQ20052002184
公開日2006年11月29日 申請日期2005年10月27日 優先權日2005年10月27日
發明者胡金海, 劉興斌, 鞠明淵, 黃春輝, 羅淑豔, 張玉輝, 王春陽 申請人:大慶油田有限責任公司