[實(shí)用新型]一種多相流含水率測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920110474.6
• 申請(qǐng)日: 2009-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201464405U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣世全;姜偉;許亮斌;李利品;黨瑞榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油研究中心
• 主分類號(hào): G01N27/00
• 分類號(hào): G01N27/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量油、氣、水等多相流體含水率的多相流含水率測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

在油田開(kāi)采中，通常需要對(duì)含有油、氣、水多相的原油進(jìn)行各相計(jì)量，作為監(jiān)測(cè)、控制油井和油藏動(dòng)態(tài)特性的主要依據(jù)，主要用于統(tǒng)計(jì)油井的產(chǎn)量和分配、監(jiān)測(cè)油井的產(chǎn)油和輸送狀態(tài)。而油、氣、水三相中，通常需要快速準(zhǔn)確的測(cè)量原油中的含水率，以準(zhǔn)確快速的了解儲(chǔ)層的開(kāi)采信息，注水信息等，因此多相流體中含水率的測(cè)量非常重要。

目前，測(cè)量多相流中含水率的方法主要有：射線法、電容法、電導(dǎo)法等。

射線法測(cè)量含水率的基本原理是射線源發(fā)出的射線經(jīng)過(guò)多相流體時(shí)部分射線被流體吸收，吸收的程度與多相流中的含水率有關(guān)。常用的射線有γ射線、β射線和x射線等。射線法需要解決射線穿過(guò)管壁產(chǎn)生的衰減問(wèn)題，并且需要一個(gè)穩(wěn)定的放射源，具有維護(hù)成本高，使用過(guò)程中存在一定的安全問(wèn)題的不足，使得該方法的應(yīng)用范圍受到一定限制。

電容法是利用被測(cè)多相流體的分相介質(zhì)具有不同的介電常數(shù)特性，進(jìn)行含水率的測(cè)量。這種方法適用于多相流中的連續(xù)相不導(dǎo)電介質(zhì)。而電導(dǎo)法是通過(guò)測(cè)量多相流體的電導(dǎo)率來(lái)確定含水率。多相流體流經(jīng)測(cè)量管道時(shí)，通過(guò)測(cè)量傳感器極板間的電導(dǎo)或阻抗的變化，獲得含水率的信息。這種方法適用于多相流體的連續(xù)相導(dǎo)電，并且離散相和連續(xù)相的導(dǎo)電率有明顯差別。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，為了測(cè)量多相流體中的含水率，通常兩種方法都要使用才能滿足生產(chǎn)的需要，造成生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量程序繁瑣。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種能克服電導(dǎo)法和電容法的缺陷的多相流含水率測(cè)試裝置，其在多相流無(wú)論連續(xù)相為導(dǎo)電相還是不導(dǎo)電相的情況下都可以測(cè)量含水率。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種多相流含水率測(cè)試裝置，其特征在于包括：一測(cè)量管道，所述測(cè)量管道的內(nèi)壁涂有絕緣層，一線圈系緊貼所述絕緣層，設(shè)置在所述測(cè)量管道中，所述線圈系連接一激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路，一信號(hào)處理電路和計(jì)算機(jī)；所述線圈系包括用于接收流體信息的主接收線圈，消除直耦信號(hào)對(duì)接收信號(hào)影響的屏蔽接收線圈，以及發(fā)射激勵(lì)信號(hào)的發(fā)射線圈，且所述屏蔽接收線圈的繞線方向與所述主接收線圈的繞線方向相反；所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的高頻正弦信號(hào)輸入所述發(fā)射線圈，所述主接收線圈和屏蔽接收線圈串聯(lián)連接，將接收到的流體信息送入所述信號(hào)處理電路，經(jīng)所述信號(hào)處理電路處理后輸入所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

所述線圈系為五線圈系，所述主接收線圈居中設(shè)置，所述屏蔽接收線圈包括兩個(gè)線圈，對(duì)稱間隔設(shè)置在所述主接收線圈兩側(cè)，所述發(fā)射線圈包括兩個(gè)線圈，對(duì)稱間隔設(shè)置在所述屏蔽接收線圈外兩側(cè)。

所述屏蔽接收線圈的兩個(gè)線圈與所述主接收線圈依次以串聯(lián)方式連接，用于接收包含流體信息的信號(hào)，并將接收到的流體信息送入所述信號(hào)處理電路。

所述發(fā)射線圈的兩個(gè)線圈以串聯(lián)方式連接，連接所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路，以發(fā)射所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的高頻正弦激勵(lì)信號(hào)。

所述屏蔽接收線圈的匝數(shù)小于所述主接收線圈的匝數(shù)。

所述高頻正弦信號(hào)的頻率大于1GHz。

所述測(cè)量管道的外壁采用對(duì)發(fā)射信號(hào)具有很好的屏蔽作用的碳鋼材料制成。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型所提供的測(cè)試裝置可與輸油管道直接相連，其接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路處理后由計(jì)算機(jī)處理和顯示，可實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。

2、本實(shí)用新型可對(duì)油氣水多相流體進(jìn)行測(cè)量，不受流體中含水、含氣、含油的比例影響。

3、本實(shí)用新型還可用于其它的氣液兩相流或多相流中含水率的測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的線圈系結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本實(shí)用新型的含水率測(cè)試裝置示意圖

具體實(shí)施方式

現(xiàn)舉以下實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及功效進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所提供的多相流含水率測(cè)試裝置包括一測(cè)量管道3，一設(shè)置在測(cè)量管道3中用于測(cè)試多相流電導(dǎo)率的線圈系10，一產(chǎn)生線圈系發(fā)射激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電路20，一處理線圈系接收的包含多相流體電導(dǎo)率信號(hào)的信號(hào)處理電路30和一能夠快速計(jì)算出多相流體含水率的計(jì)算機(jī)40。

如圖1所示，測(cè)量管道3的外層為采用碳鋼材料制成的外管壁1，使測(cè)量管道3能具有比較強(qiáng)的耐壓強(qiáng)度，測(cè)量管道3的內(nèi)壁涂有絕緣層2，線圈系10則緊貼著絕緣層2設(shè)置，在測(cè)量管道3上設(shè)有開(kāi)孔4、5，以將線圈系10的引線引出，線圈系10的引線和開(kāi)孔4、5處的空隙則用環(huán)氧樹(shù)脂密封。