一种间歇式恒功率井下流量测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种间歇式恒功率井下流量测量装置及方法，包括：测温探头、测速探头、外部控制电路及AD模块；其中，所述测温探头及所述测速探头固定在油井内部；所述测温探头、所述测速探头分别与所述AD模块连接；所述外部控制电路与所述测速探头连接；所述测温探头用于测量油井流体环境温度；所述测速探头用于进行加热并采集测速探头内部温度；所述外部控制电路用于控制测速探头进行加热；所述AD模块用于采集测温探头及测速探头测量的数据，并根据采集的数据进行实际流量计算。本发明专利技术改进了目前热式流量计中PID算法对环境温度极为敏感，长时间难以跟踪流量变化并难以达到稳定的弊端。间难以跟踪流量变化并难以达到稳定的弊端。间难以跟踪流量变化并难以达到稳定的弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种间歇式恒功率井下流量测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及流量测量
，特别涉及一种间歇式恒功率井下流量测量装置及方法。

技术介绍

[0002]流量作为石油开采的关键参数指标，是油井产液剖面资料中的重要研究对象。通过井下流量检测结果，可检测各产业层段混合流体产量，为确定产液层段的异常段位置等问题提供了重要科学依据。随着石油勘探开发的不断深入，高含水、低产液成为大部分油田生产井的现状。低产液井的流量偏低，难以驱动传统涡流流量计的涡轮转动，导致传统涡轮流量计难以检测产液的真实流量。

技术实现思路

[0003]为解决上述现有技术中所存在的传统方法难以检测产液的真实流量的问题，本专利技术提供一种间歇式恒功率井下流量测量装置及方法，利用时间换取精度的思路，采用间歇式恒功率加热与面积计算相结合的方法，充分利用探头在升温与降温两个过程中强迫对流热交换效应，改进了目前热式流量计中PID算法对环境温度极为敏感，长时间难以跟踪流量变化并难以达到稳定的弊端。
[0004]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种间歇式恒功率井下流量测量装置，包括：
[0005]测温探头、测速探头、外部控制电路及AD模块；
[0006]其中，所述测温探头及所述测速探头固定在油井内部；
[0007]所述测温探头、所述测速探头分别与所述AD模块连接；所述外部控制电路与所述测速探头连接；
[0008]所述测温探头用于测量油井流体环境温度；所述测速探头用于进行加热并采集测速探头内部环境温度；所述外部控制电路用于控制测速探头进行加热；所述AD模块用于采集测温探头及测速探头测量的数据，并根据采集的数据进行实际流量计算。
[0009]可选的，所述测温探头包括测温腔体、第一温度传感器；
[0010]所述第一温度传感器固定在测温腔体内部，所述第一温度传感器与所述AD模块通过高温导线连接；
[0011]可选的，所述测速探头包括测速腔体、加热器、第二温度传感器；
[0012]所述加热器、所述第二温度传感器固定在测速腔体内部，所述加热器与所述外部控制电路通过高温导线连接；所述第二温度传感器与所述AD模块通过高温导线连接。
[0013]为了更好的实现上述技术目的，本专利技术提供了一种间歇式恒功率井下流量测量方法，包括：
[0014]将测温探头及测速探头固定在油井内部，其中测温探头固定在油井内部的流体上游位置，测速探头固定在油井内部的流体下游位置；
[0015]通过外部控制电路控制加热器进行加热，当测速探头内部的温度将超过流体环境温度时，这一过程为升温过程；然后通过外部控制电路控制加热器停止加热，测速探头内部温度降低，直至与流体环境温度相同，这一过程为降温过程；继续保持加热器停止加热状态，当测速探头内部温度继续保持与流体环境温度一致时，这一过程为保持过程，将所述升温过程、降温过程及保持过程记为一个工作周期；
[0016]通过测温探头及测速探头实时采集工作周期内的流体环境温度及测速探头内部温度，基于流体环境温度及测速探头内部温度，计算流体环境温度变化及测速探头内部温度变化的曲面面积；
[0017]基于曲面面积，通过实验刻度方法获得实际流量。
[0018]可选的，所述外部控制电路产生脉冲宽度调制信号控制加热器进行加热。
[0019]可选的，计算曲面面积的过程包括：
[0020]实时采集流体环境温度及测速探头内部温度，通过等间隔采样法，实时计算流体环境温度及测速探头内部温度的差值，根据差值，计算流体环境温度变化及测速探头内部温度变化的曲面面积。
[0021]可选的，实时采集流体环境温度的过程中，通过平滑滤波对当前的流体环境温度进行处理，使用处理后的流体环境温度参与差值计算；
[0022]其中平滑滤波包括对当前及之前若干个流体环境温度进行累加，然后将累加结果进行右移，得到平均值，将平均值作为处理后的流体环境温度。
[0023]可选的，获得实际流量的过程包括：通过实验刻度方法，绘制曲面面积与实际流量的刻度模板，根据曲面面积和刻度模板推算实际流量。
[0024]本专利技术具有如下技术效果：
[0025]本专利技术因温度传感器PT1000在升温过程和降温过程中，周围流体都参与了热交换，与采用升温曲线或降温曲线来反映流量的传统方法相比，面积法将升温曲线和降温曲线都考虑其中，利用时间换取精度的思路，通过间歇式恒功率加热，充分利用探头在升温与降温两个过程中强迫对流热交换效应，改进了传统算法中长时间难以跟踪流量变化并达到稳定的弊端。由于该方法无可动部件，也克服了传统涡轮流量计中因为涡轮经常迟滞、遇卡导致无法工作的弊端。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术的流体流量检测方案示意图；
[0028]图2为本专利技术的探头安装示意图；
[0029]图3为测温探头的内部构造图；
[0030]图4为测速探头的内部构造图；
[0031]图5为等间隔采样面积法示意图；
[0032]图6为本专利技术的流程框图；
[0033]其中附图所示标记为：101—流体方向；102—测温探头；103—测速探头；104—被测流体；105—油井；1021—第一温度传感器；1022—高温导线；1031—第二温度传感器；1032—加热器；1033—测温高温导线；1034—加热高温导线；201—PT20的工作时序图；202—测速探头内温度变化曲线图；203—加热阶段；204—冷却阶段；205—一个工作周期；206—环境温度；207—温度上升阶段；208—温度下降阶段；209—温度保持阶段；301—小流量时测速探头内的温度变化曲线；302—大流量时测速探头内的温度变化曲线；303—等时间间隔AD采样值；3041—小流量时测速探头温度曲线301与环境温度曲线305围成的面积；3042—大流量时测速探头温度曲线301与环境温度曲线305围成的面积；305—环境温度曲线。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]为了解决在现有技术中存在传统方法难以检测产液的真实流量等问题，本专利技术提供了如下方案：
[0036]如图2
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4所述，本专利技术提供了一种间歇式恒功率井下流量测量装置，包括：测温探头102、测速探103、外部控制电路及AD模块；其中，所述测温探头及所述测速探头固定在油井105内部；所述测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间歇式恒功率井下流量测量装置，其特征在于，包括：测温探头、测速探头、外部控制电路及AD模块；其中，所述测温探头及所述测速探头固定在油井内部；所述测温探头、所述测速探头分别与所述AD模块连接；所述外部控制电路与所述测速探头连接；所述测温探头用于测量油井流体环境温度；所述测速探头用于进行加热并采集测速探头内部环境温度；所述外部控制电路用于控制测速探头进行加热；所述AD模块用于采集测温探头及测速探头测量的数据，并根据采集的数据进行实际流量计算。2.根据权利要求1所述间歇式恒功率井下流量测量装置，其特征在于：所述测温探头包括测温腔体、第一温度传感器；所述第一温度传感器固定在测温腔体内部，所述第一温度传感器与所述AD模块通过高温导线连接。3.根据权利要求1所述间歇式恒功率井下流量测量装置，其特征在于：所述测速探头包括测速腔体、加热器、第二温度传感器；所述加热器、所述第二温度传感器固定在测速腔体内部，所述加热器与所述外部控制电路通过高温导线连接；所述第二温度传感器与所述AD模块通过高温导线连接。4.基于权利要求1
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3任一项中的所述间歇式恒功率井下流量测量装置的测量方法，其特征在于，包括：将测温探头及测速探头固定在油井内部，其中测温探头固定在油井内部的流体上游位置，测速探头固定在油井内部的流体下游位置；通过外部控制电路控制加热器进行加热，当测速探头内部的温度将超过流体环境温度时，这一过程为升温过程；然后通过外部控制电路控制加热器停止加热，测速探头内...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏勇，鲁义攀，林斯，冯爽，陈强，刘国权，汪玉祥，王路平，成鋆，郭涛，崔小名，魏子轩，余志明，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：