[實用新型]一種光學非放射性混砂濃度測量裝置

有效

• 申請號: 201920152860.5
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN209525262U
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 鐘新榮;孫虎;蘭建平;柴龍;車昊陽;李婧;詹勇;劉廣春;姚偉;郭春峰
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業公司
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01N21/01
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 韓景云

本實用新型提供一種光學非放射性混砂濃度測量裝置，包括一個兩端帶由壬三通結構，帶由壬的直通的兩端設有活動密封連接扣件，前端與混砂車排出主管匯砂泵端連接，后端與排出主管匯排出端連接；在由壬垂直端口底部設置一個透明密封板，透明密封板上設置有光學匯聚器，光學匯聚器上端設有紅外CCD陣列傳感器，其光學軸線同軸，紅外CCD陣列傳感器上端設有蓋板；在與由壬垂直端口的底部設置一個與由壬直通部分相互密封的密封管，該密封管內設有紅外激光器。本實用新型利用紅外激光反射原理實現混砂濃度的精確測量，同時還能消除壓裂現場作業時放射性源存在的安全風險和管控難題。

技術領域

本實用新型屬于油、氣井勘探開發領域，具體涉及一種光學非放射性混砂濃度測量裝置。

背景技術

水力壓裂技術是靠地面高壓泵車車組將流體高速注入井中，借助井底憋起的高壓，使油、氣層巖石破裂產生裂縫。為防止泵車停止工作后，壓力下降，裂縫又自行合攏，在地層破裂后的注入液體中，利用混砂車加入比地層密度大數倍的砂子，同流體一并進入裂縫，并永久停留在裂縫中，支撐裂縫處于開啟狀態，使油、氣流環境長期得以改善。因此，混砂車的加砂濃度實時檢測是整個壓裂施工過程的一個關鍵環節。混砂濃度是否合理將直接影響壓裂措施效果的有效性、長期性和經濟性。

目前施工現場采用γ射線透射原理，利用放射源來測量混砂液中砂濃度的變化，由于在使用放射性密度計檢測砂濃度時存在放射性泄漏造成人體傷害的隱患，加之在壓裂作業施工過程中，環境條件惡劣，震動大，易出現發射源泄漏事故的發生，而采用其它技術對砂濃度進行監測效果不理想。

實用新型內容

為了克服目前施工現場采用γ射線透射原理，使用放射性密度計檢測砂濃度時存在放射性泄漏造成人體傷害的隱患，境條件惡劣，震動大，易出現發射源泄漏事故、且監測效果不理想的問題，本實用新型提供一種光學非放射性混砂濃度測量裝置，本實用新型利用紅外激光反射原理實現混砂濃度的精確測量，同時還能消除壓裂現場作業時放射性源存在的安全風險和管控難題。

本實用新型采用的技術方案為：

一種光學非放射性混砂濃度測量裝置，包括一個兩端帶由壬三通結構，帶由壬的直通的兩端設有活動密封連接扣件，前端與混砂車排出主管匯砂泵端連接，后端與排出主管匯排出端連接；在由壬垂直端口底部設置一個透明密封板，透明密封板上設置有光學匯聚器，光學匯聚器上端設有紅外CCD陣列傳感器，其光學軸線同軸，紅外CCD陣列傳感器上端設有蓋板；在與由壬垂直端口的底部設置一個與由壬直通部分相互密封的密封管，該密封管內設有紅外激光器。

所述的光學匯聚器由光學凸鏡組成。

所述的光學匯集器凸鏡的平面部分與紅外CCD陣列傳感器光學接受部分緊密連接。

所述的蓋板為密封蓋。

所述的紅外激光器外設有激光器外殼。

所述的透明密封板為藍寶石玻璃，其厚度為3-5mm。

所述的兩端帶由壬三通結構的三通采用尼龍PA66材料制成。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型利用紅外激光反射原理實現混砂濃度的精確測量，同時還能消除壓裂現場作業時放射性源存在的安全風險和管控難題。

對混砂過程中利用激光能量作用于壓裂液中的砂體上時，砂體表面受到激光能量的激發產生反射光，利用紅外陣列CCD傳感器對其反射的光強度進行探測，紅外陣列CCD傳感器的輸出值與壓裂液中的砂體含量成正比關系，即砂體含量越高，紅外陣列CCD傳感器的使出值越大，通過對紅外陣列CCD傳感器的輸出特性與砂體所對應的含量值進行量化標定，即可得出實時的壓裂液中砂體的含量值。

以下將結合附圖及實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

附圖說明