光电式流量测井仪制造技术

本实用新型专利技术涉及地质勘探技术领域，提供一种光电式流量测井仪，包括：运动部件，所述运动部件上设有透光孔；光电感应部件，包括发光部件和光敏部件，所述发光部件与所述光敏部件之间设置所述运动部件，所述运动部件运动以使所述发光部件、所述透光孔和所述光敏部件共线并导通光路；所述发光部件发射红光，所述红光的波长范围为6300A

【技术实现步骤摘要】
光电式流量测井仪
本技术涉及地质勘探
，尤其涉及光电式流量测井仪。
技术介绍
在矿井水文地质勘探中，抽水井及自溢井中所揭露的各含水层之间，由于各自的水位不同将通过钻孔相互补给，造成钻孔中纵向水流现象。井中纵向水流的速度在不同深度上的变化，与含水层层数、厚度、深度及各含水层的流量、水力状态(涌水或吸水)，渗透性能及其非均匀性等都有密切的关系。利用井下仪器探测地下水在钻孔中的垂向流速及孔径变化情况的工作方法叫流量测井。上世纪80年代，我国在矿井水文地质勘探中开始应用流量测井技术，最先应用在煤矿井筒检查孔的水文测井工作中。最初使用的仪器主要是仿照前苏联设备的原理，只能进行点测。先期中国煤炭地质总局物探研究院研制出MDS-1型井中流量仪，上海地质仪器厂生产的SLJ-2型井中流量仪，武汉勘察研究院生产的RM-2型地下水流速仪，重庆地质仪器厂生产的LY-1型井中流量仪等等。这些仪器在研制过程中对流量仪进行了很多实验，如热敏式、电磁式、深度水头、中子示踪等等产生信号的方法，但其性能效果都不如旋转叶轮产生的信号稳定可靠、效果好，尤其在测量范围上，所以这些仪器大部分采用了涡轮式流速传感器。同时也实现了井中恒速连续测量功能。涡轮式流速传感器的工作原理是：当涡轮旋转一周时，涡轮上的永久磁铁经过固定在涡轮框架上的干簧管一次，通过磁力作用使干簧管导通一次，通过测量涡轮的转动频率来实现测量流速的目的。但现有的磁干簧管涡轮式流速传感器也存在如下不足：1、在钻探施工过程，钻孔中钻具研磨岩石所产生的铁销残留在钻孔内，当流量测井仪在井中移动时，这些铁销就会吸附在传感器的永久磁铁上，使叶轮的转动惯量发生变化，因此使测量精度降低，当铁销吸附到一定程度时，叶轮就会与干簧管固定框架卡死，导致传感器不能正常工作。在这种情况下只能从井中提出探头对叶轮上的铁销进行清除，再重新测量，所以完成一个井筒检查孔的测量需要反复多次的重复工作，严重影响了探测精度及工作效率。2、流量测井仪在井中恒速移动时，不论井液是否清澈都能检测到涡轮的转动信号，所以这种流量测井仪不能检测全孔深度范围内的洗孔质量。由于钻孔在钻进过程中岩粉产生的泥浆通过井液压力进入含水层的孔隙与裂隙之中，要进行流量测井的钻孔，在抽水实验前必须进行洗孔，确保每个含水层的孔隙，裂隙畅通，如果洗孔不彻底就会影响探测精度，甚至漏掉弱含水层，但洗孔质量难以判断。3、原设备井下仪器与地面仪器为模拟测量方式，井下与地面的信号传输是并行传输方式，要同时测量流速，井径及井温三种参数需要三根传输电缆，而地面仪器(煤田数字测井系统)是串行通信方式，测量参数只需要一根电缆传输，原流量测井仪与其不能兼容，所以在钻孔全参数数字测井工作中，流量测井工作要使用专门的地面仪器，而且测量参数数据不能直接进入煤田数字测井的数据库，使现场施工与资料处理极为不便。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种光电式流量测井仪，利用光电转换原理，解决磁干扰问题。根据本技术第一方面实施例的光电式流量测井仪，包括：运动部件，所述运动部件上设有透光孔；光电感应部件，包括发光部件和光敏部件，所述发光部件与所述光敏部件之间设置所述运动部件，所述运动部件运动以使所述发光部件、所述透光孔和所述光敏部件共线并导通光路；所述发光部件发射红光，所述红光的波长范围为6300A0～7600A0。根据本技术的一个实施例，还包括比较器，所述比较器连接于所述光敏部件的输出端，所述比较器接收所述光敏部件的输出信号，并且所述比较器根据所述光敏部件的输出信号与预设值的比较结果输出预设结果。根据本技术的一个实施例，所述比较器设有多个，多个所述比较器并联于所述光敏部件的输出端。根据本技术的一个实施例，所述光敏部件的输出端与所述比较器之间连接有电压跟随器。根据本技术的一个实施例，所述运动部件为涡轮轴，所述涡轮轴上连接叶片。根据本技术的一个实施例，所述涡轮轴的周向均匀分布有多个所述透光孔。根据本技术的一个实施例，所述涡轮轴上设有光电编码器，所述透光孔设于所述光电编码器上。根据本技术的一个实施例，所述发光部件与所述光敏部件在所述运动部件的轴线两侧对称设置。根据本技术的一个实施例，还包括壳体，所述壳体内设有密封区，所述发光部件与所述光敏部件设于所述密封区内。根据本技术的一个实施例，还包括信号处理电路和计数器，所述信号处理电路连接于所述比较器的输出端，所述信号处理电路的输出端连接所述计数器。本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：运动部件与光电感应部件配合，利用光电转换测量流体流速，解决了磁干扰的问题，并且，发光部件采用红光光源，可见光在液体(如水)中传播时，红光的吸收系数最小，光在透射过程中的衰减少，减小发光部件对检测结果的干扰，提高检测准确性。进一步的，光电感应部件与比较器配合，能够测得流体的清澈程度，整体结构简单，成本低，使用效果好，尤其适用于井中流体的流速、流量测量以及获得洗孔质量。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的光电式流量测井仪的流速传感器结构示意图；图2是本技术实施例提供的光电式流量测井仪的井液检测电路结构示意图；图3是本技术实施例提供的光电式流量测井仪的串行通信电路的示意图；附图标记：1：发光部件；2：引线；3：密封区；4：光敏部件；5：光电编码器；6：叶片；7：减摩件；8：壳体；9：涡轮轴；10：电压跟随器；11：第一比较器；12：第二比较器；13：第三比较器；14：整形定宽器；15：积分器；16：电压/频率转换器；17：计数器；18：锁存器；19：延时器；20：计时器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电式流量测井仪，其特征在于，包括：/n运动部件，所述运动部件上设有透光孔；/n光电感应部件，包括发光部件和光敏部件，所述发光部件与所述光敏部件之间设置所述运动部件，所述运动部件运动以使所述发光部件、所述透光孔和所述光敏部件共线并导通光路；所述发光部件发射红光，所述红光的波长范围为6300A

【技术特征摘要】
1.一种光电式流量测井仪，其特征在于，包括：
运动部件，所述运动部件上设有透光孔；
光电感应部件，包括发光部件和光敏部件，所述发光部件与所述光敏部件之间设置所述运动部件，所述运动部件运动以使所述发光部件、所述透光孔和所述光敏部件共线并导通光路；所述发光部件发射红光，所述红光的波长范围为6300A0～7600A0。


2.根据权利要求1所述的光电式流量测井仪，其特征在于，还包括比较器，所述比较器连接于所述光敏部件的输出端，所述比较器接收所述光敏部件的输出信号，并且所述比较器根据所述光敏部件的输出信号与预设值的比较结果输出预设结果。


3.根据权利要求2所述的光电式流量测井仪，其特征在于，所述比较器设有多个，多个所述比较器并联于所述光敏部件的输出端。


4.根据权利要求2所述的光电式流量测井仪，其特征在于，所述光敏部件的输出端与所述比较器之间连接有电压跟随器。

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【专利技术属性】
技术研发人员：谭克龙，赵希正，赵元媛，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：新型
国别省市：北京;11