一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，包括上下流道及集流伞，集流伞上端与下流道上端连接，集流伞内部设置延伸至上流道的下流道，下流道上端与集流伞的传动机构连接，上端与上流道下端连接，内部被分为相互隔离的两个流道腔，一个流道腔的进液口在集流伞上端的流道壁，另一个流道腔的进液口在集流伞下端的流道壁，两个流道腔在下流道上端的出液口在同一平面，其上连接相控阀，上流道的侧壁设总出液口，上流道内连接相变检测传感器，感应端在总出液口和相控阀之间，相变检测传感器与控制电路连接，控制电路与相控阀连接，驱动相控阀交替密封覆盖两个流道腔的出液口。所述仪器，准确测量油、气和水分相流量。

【技术实现步骤摘要】
一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器
本技术涉及石油三相流测量领域，具体涉及一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器。
技术介绍
油井内产液多为油、气和水三相流，由于油井内流压低于气体的饱和压力造成油井内普遍存在着脱气现象，掌握井内油、气和水各层的分相产量对油田开发非常重要。由于三相流测量技术非常复杂，尤其在油井内测量三相流受到空间、温度和压力的制约，难度就更大了。目前，国内外还没有成熟的技术解决井下三相流测量问题，还处于发展阶段，甚至，在产气量不大的情况下，经常用油、水两相流测量方法来替代三相流测量，给测量结果带来了较大的误差，无法满足油田开发的需要。在井下三相流测量领域，具有代表性的专利主要有以下四项：中国专利公告号CN102505931A，公布日为：2012年6月20日，名称为‘气液分离及油水气三相流测量装置’中公开了一种气液分离方法，利用气体与油和水的密度及分子直径的差异实现气液分离；密度和分子直径小的气体直接从进气槽流入进液管和隔离管的管空空间内；密度和分子直径大的油、水液体很难通过进气槽，但由于液体和气体的分子直径都在纳米级，所谓进气槽是机械加工出的孔(或缝)，与分子的直径远远不在一个数量级上，因此这种结构无法达到专利中描述的效果。中国专利公告号CN102767359A，公布日为：2012年11月7日，名称为‘体积累积式低产液油井三相流测量装置’中公开了一种依靠油气水在密度上的差异，实现流体在集流伞内自然分离，由于控制气相阀开关的压差较小和空间的限制，很容易受原油沾污、沙卡以及抽油机井冲程的影响，导致开关失效。中国专利公告号CN102913225A，公布日为：2013年2月6日，名称为‘井下多相流气相分离及测量装置’中公开的技术与CN102767359A相似，并存在类似的技术缺陷。中国专利申请公布号CN103089255A，公布日为：2013年5月8日，名称为‘一种全集流动态界面跟踪法多相流测井仪’，以界面测量传感器测量油气界面和油水界面向下移动的速度，计算出气和油的产量，由于装置结构复杂，受空间的限制，存在着流道小、导流联动机构易沙卡失效等问题。对于油井三相流测量，除了上述专利中采用的方法外，还有早期应用的放射性低能源法，但是由于对人体存在放射性伤害，以及测量时对气流的稳定性要求较高等问题，该方法在生产测井领域已被淘汰。并且，在产出剖面测井中，无论是两相流测量还是三相流测量，流量的测量普遍采用涡轮流量计，涡轮流量计在使用过程中存在易沙卡、启动流量高和K值受物性影响大等一直无法解决的弊端。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本技术提供了一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，简单实用，抗沙卡，不受原油沾污影响，在不使用涡轮流量计的情况下，直接准确测量油、气和水的分相流量。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案实现：一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，包括集流伞和流道，所述流道包括上流道和下流道，所述集流伞上端与所述下流道上端固定连接，所述集流伞内部设置延伸至所述上流道的下流道，所述下流道底端与集流伞的传动机构连接，所述下流道上端和上流道下端连接，所述下流道内部被分为相互隔离的两个流道腔，其中一个流道腔的进液口位于集流伞上端的流道壁，另一个流道腔的进液口位于集流伞下端的流道壁，所述两个流道腔在下流道上端的两个出液口处于同一平面，其上连接相控阀，所述上流道的侧壁开设总出液口，所述上流道内固定连接感应气、油和水信号的相变检测传感器，其感应端位于所述总出液口和相控阀之间的上流道内，所述相变检测传感器的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与所述相控阀连接，驱动所述相控阀交替密封覆盖所述两个流道腔的出液口。优选的，所述相控阀从下到上依次包括阀座、阀盖和阀控机构，所述阀控机构由阀控电机和阀控轴构成。优选的，所述阀座底端与所述下流道上端固定连接，阀座外壁与上流道内壁紧密接触，阀座内部被隔板隔离为两个连通腔，两个连通腔分别与所述两个出液口相对应，所述隔板上设置轴坑，阀座上端两侧对称设置连接板，所述连接板上水平对称开设轴孔。优选的，所述阀盖由相互垂直的两个平面构成，两个平面的夹角线两端分别伸出凸轴，所述凸轴分别对应卡接在所述轴孔内，所述阀盖以轴孔连线为中心呈90°自由翻转，当所述阀盖的任一平面处于水平位置时，将对应的所述连通腔密封覆盖；所述阀盖于夹角线中间位置与所述轴坑对应处开设连通孔。优选的，所述阀控轴的上端与阀控电机的输出轴连接，阀控轴下端贯穿所述连通孔插在所述轴坑内，所述阀控轴在阀控电机的驱动下转动；所述阀控轴下端一侧横向固定连接压杆，所述压杆紧压在所述阀盖的水平平面，所述压杆在阀控轴带动的转动过程中，控制所述阀盖在阀座上方以所述轴孔连线为中心呈90°自由翻转，交替密封覆盖所述两个流道腔的出液口。优选的，所述相变检测传感器包括感应水信号的电导传感器和感应气信号的气敏传感器。优选的，所述集流伞还包括设于所述集流伞内侧的导流层，所述导流层的下端固定连接于下流道底端上方的流道外壁，所述导流层的上端与所述集流伞的伞筋固定连接，所述另一个流道腔的进液口位于所述导流层上端的下方。优选的，所述集流伞内侧于导流层上方倾斜设置由网状或有缝隙的条带构成的流阻层，所述流阻层下端与所述导流层上方集流伞的伞筋固定连接，流阻层上端固定连接于所述两个流道腔的进液口之间的流道外壁。所述的油井三相流测量仪器的操作方法，包括如下步骤：(1)打开集流伞，旋转相控阀控制进液口位于集流伞下端的流道腔的出液口打开，进液口位于集流伞上端的流道腔的出液口关闭，记录时间t0；此时，气、油和水在集流伞内分层聚集，水、油水混合液、气油水混合液依次通过进液口位于集流伞下端的流道腔流入上流道，流经所述相变检测传感器的感应端，从总出液口流出，期间记录相变检测传感器感应油信号的起始时间t1和感应气信号的起始时间t2；(2)旋转相控阀控制进液口位于集流伞下端的流道腔的出液口关闭，进液口位于集流伞上端的流道腔的出液口打开，记录时间t3；此时，气、油和水在集流伞内分层聚集，气体、油气混合液、气油水混合液依次通过进液口位于集流伞上端的流道腔流入上流道，流经所述相变检测传感器的感应端，从总出液口流出，期间记录相变检测传感器感应水信号的起始时间t4；(3)将打开的集流伞上端到集流伞下端进液口的容积记为V，按照如下公式计算气、油和水的分相流量：Qg＝V/(t2-t0)；Qo＝V/(t1-t0)-Qg；Qa＝V/(t4-t3)；Qw＝Qa-Qg-Qo；所述Qg表示气流量，经PVT校正后可得到地面标准气量；Qo为油流量，Qa为总流量，Qw为水流量。和最接近的现有技术比，本技术的技术方案具备如下有益效果：1、本技术提供的一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，不使用涡轮流量计，通过检测相态的变化，可直接准确测量油、气和水的分相流量；简单实用，抗沙卡，不受原油沾污影响，。2、本技术提供的一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，即可用于三相流测井、也可用于两相流测井，适用范围宽，测量精度高，不需模拟井刻度，不受矿化度影响。附图说明图1为本技术一种实施方式中，所述的一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器的结构示意图；图2为图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，包括集流伞和流道，其特征在于，所述流道包括上流道和下流道，所述集流伞上端与所述下流道上端固定连接，所述集流伞内部设置延伸至所述上流道的下流道，所述下流道底端与集流伞的传动机构连接，所述下流道上端和上流道下端连接，所述下流道内部被分为相互隔离的两个流道腔，其中一个流道腔的进液口位于集流伞上端的流道壁，另一个流道腔的进液口位于集流伞下端的流道壁，所述两个流道腔在下流道上端的两个出液口处于同一平面，其上连接相控阀，所述上流道的侧壁开设总出液口，所述上流道内固定连接感应气、油和水信号的相变检测传感器，其感应端位于所述总出液口和相控阀之间的上流道内，所述相变检测传感器的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与所述相控阀连接，驱动所述相控阀交替密封覆盖所述两个流道腔的出液口。

【技术特征摘要】
1.一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，包括集流伞和流道，其特征在于，所述流道包括上流道和下流道，所述集流伞上端与所述下流道上端固定连接，所述集流伞内部设置延伸至所述上流道的下流道，所述下流道底端与集流伞的传动机构连接，所述下流道上端和上流道下端连接，所述下流道内部被分为相互隔离的两个流道腔，其中一个流道腔的进液口位于集流伞上端的流道壁，另一个流道腔的进液口位于集流伞下端的流道壁，所述两个流道腔在下流道上端的两个出液口处于同一平面，其上连接相控阀，所述上流道的侧壁开设总出液口，所述上流道内固定连接感应气、油和水信号的相变检测传感器，其感应端位于所述总出液口和相控阀之间的上流道内，所述相变检测传感器的输出端与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与所述相控阀连接，驱动所述相控阀交替密封覆盖所述两个流道腔的出液口。2.如权利要求1所述的一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，其特征在于，所述相控阀从下到上依次包括阀座、阀盖和阀控机构，所述阀控机构由阀控电机和阀控轴构成。3.如权利要求2所述的一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，其特征在于，所述阀座底端与所述下流道上端固定连接，阀座外壁与上流道内壁紧密接触，阀座内部被隔板隔离为两个连通腔，两个连通腔分别与所述两个出液口相对应，所述隔板上设置轴坑，阀座上端两侧对称设置连接板，所述连接板上水平对称开设轴孔。4.如权利要求3所述的一种利用相变检测法的油井三相流测量仪器，其特征在于，所述阀盖由相互垂直的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪虎，陈思安，原野，
申请(专利权)人：大庆辰佳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23