[發明專利]光電式流量測井儀

在審

• 申請號: 201911063004.3
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110656925A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 趙希正;陳美英;左卿伶
• 申請（專利權）人: 中國煤炭地質總局勘查研究總院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/12;G01D5/34;G01N21/59;G01P5/02;G01P5/06
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 李文麗

本發明涉及地質勘探技術領域，提供一種光電式流量測井儀，包括：運動部件，所述運動部件上設有透光孔；光電感應部件，包括發光部件和光敏部件，所述發光部件與所述光敏部件之間設置所述運動部件，所述運動部件運動以使所述發光部件、所述透光孔和所述光敏部件共線并導通光路；比較單元，所述比較單元連接所述光敏部件的輸出端，所述比較單元輸出預設結果，所述預設結果為根據所述光敏部件輸出的光強信號與預設值的比較結果，所述預設結果對應流體清澈程度。本發明提供的光電式流量測井儀，利用光電轉換原理，解決磁干擾問題，并且能夠測得流體的清澈程度。

技術領域

本發明涉及地質勘探技術領域，尤其涉及光電式流量測井儀。

背景技術

在礦井水文地質勘探中，抽水井及自溢井中所揭露的各含水層之間，由于各自的水位不同將通過鉆孔相互補給，造成鉆孔中縱向水流現象。井中縱向水流的速度在不同深度上的變化，與含水層層數、厚度、深度及各含水層的流量、水力狀態(涌水或吸水)，滲透性能及其非均勻性等都有密切的關系。利用井下儀器探測地下水在鉆孔中的垂向流速及孔徑變化情況的工作方法叫流量測井。

上世紀80年代，我國在礦井水文地質勘探中開始應用流量測井技術，最先應用在煤礦井筒檢查孔的水文測井工作中。最初使用的儀器主要是仿照前蘇聯設備的原理，只能進行點測。先期中國煤炭地質總局物探研究院研制出MDS-1型井中流量儀，上海地質儀器廠生產的SLJ-2型井中流量儀，武漢勘察研究院生產的RM-2型地下水流速儀，重慶地質儀器廠生產的LY-1型井中流量儀等等。這些儀器在研制過程中對流量儀進行了很多實驗，如熱敏式、電磁式、深度水頭、中子示蹤等等產生信號的方法，但其性能效果都不如旋轉葉輪產生的信號穩定可靠、效果好，尤其在測量范圍上，所以這些儀器大部分采用了渦輪式流速傳感器。同時也實現了井中恒速連續測量功能。

渦輪式流速傳感器的工作原理是：當渦輪旋轉一周時，渦輪上的永久磁鐵經過固定在渦輪框架上的干簧管一次，通過磁力作用使干簧管導通一次，通過測量渦輪的轉動頻率來實現測量流速的目的。

但現有的磁干簧管渦輪式流速傳感器也存在如下不足：

1、在鉆探施工過程，鉆孔中鉆具研磨巖石所產生的鐵銷殘留在鉆孔內，當流量測井儀在井中移動時，這些鐵銷就會吸附在傳感器的永久磁鐵上，使葉輪的轉動慣量發生變化，因此使測量精度降低，當鐵銷吸附到一定程度時，葉輪就會與干簧管固定框架卡死，導致傳感器不能正常工作。在這種情況下只能從井中提出探頭對葉輪上的鐵銷進行清除，再重新測量，所以完成一個井筒檢查孔的測量需要反復多次的重復工作，嚴重影響了探測精度及工作效率。

2、流量測井儀在井中恒速移動時，不論井液是否清澈都能檢測到渦輪的轉動信號，所以這種流量測井儀不能檢測全孔深度范圍內的洗孔質量。由于鉆孔在鉆進過程中巖粉產生的泥漿通過井液壓力進入含水層的孔隙與裂隙之中，要進行流量測井的鉆孔，在抽水實驗前必須進行洗孔，確保每個含水層的孔隙，裂隙暢通，如果洗孔不徹底就會影響探測精度，甚至漏掉弱含水層，但洗孔質量難以判斷。

3、原設備井下儀器與地面儀器為模擬測量方式，井下與地面的信號傳輸是并行傳輸方式，要同時測量流速，井徑及井溫三種參數需要三根傳輸電纜，而地面儀器(煤田數字測井系統)是串行通信方式，測量參數只需要一根電纜傳輸，原流量測井儀與其不能兼容，所以在鉆孔全參數數字測井工作中，流量測井工作要使用專門的地面儀器，而且測量參數數據不能直接進入煤田數字測井的數據庫，使現場施工與資料處理極為不便。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種光電式流量測井儀，利用光電轉換原理，解決磁干擾問題，并且能夠測得流體的清澈程度。

根據本發明第一方面實施例的光電式流量測井儀，包括：

運動部件，所述運動部件上設有透光孔；