一种测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统技术方案

本发明专利技术提出了一种测量水平环空气液两相流参数的环形探针测量处理系统，包括设置在平行管道对应位置，用于检测平行管道内液体通过时的电压的检测模块；检测模块包括至少一组检测电极；检测电极包括设置在平行管道中心的内环探针和设置在平行管道外环的外环探针；检测电极用于检测液体流过时内环探针和外环探针间的电压。本发明专利技术通过在平行管道内设置至少一组检测电极，并将检测电极一端设置在平行管道内壁，另一端设置在平行管道中心与外环探针同心圆位置，通过检测在有液体流过时的电导率从而计算得出平行管道内的水含量。外环探针内径与平行管道内径相同，可以减少检测电极对平行管道内流形的影响，使之获得更加接近真实工况的流形参数。的流形参数。的流形参数。

【技术实现步骤摘要】
一种测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统


[0001]本专利技术涉及油气井实时动态监测领域，具体地涉及一种测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统。

技术介绍

[0002]气液两相流是指在流通平行管道内物质具有气态和液态两种状态的流动现象。同时气液两相流流动现象在自然界于各行各业中广泛存在，由于不同相之间相互作用的不确定性，两相流相对于单相流有更复杂的流动和传热特性。针对两相流的复杂特性，能够准确测量高含水低流速时的空泡份额、相界面速度等两相流参数对研究气液两相流的两相结构和变化规律具有重要意义。
[0003]现有的检测流通平行管道的检测探针安装在平行管道后，会因平行管道内流形的影响而使检测数据偏差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的检测数据偏差的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统，包括：检测模块，设置在平行管道对应位置，用于检测平行管道内液体通过时的电压；检测模块包括至少一组检测电极；检测电极包括设置在平行管道中心的内环探针和设置在平行管道外环的外环探针；检测电极用于检测液体流过时内环探针和外环探针间的电压。
[0006]本专利技术为了进一步提高检测精度和减少对流动物质的影响，对方案进行了如下进一步的设计。
[0007]作为本专利技术进一步的设计，外环探针为环形结构，内环探针设置在外环探针内，内环探针与外环探针为同心圆布置。
[0008]作为本专利技术进一步的设计，检测模块还包括：绝缘导流体和支撑杆，绝缘导流体设置在平行管道内，支撑杆穿过平行管道与平行管道内的绝缘导流体固定连接。
[0009]作为本专利技术进一步的设计，外环探针与通过橡胶法兰固定在平行管道内部，外环探针的内径与平行管道内径相同。
[0010]作为本专利技术进一步的设计，支撑杆为中空结构，支撑杆内部设置有连接线，连接线将内环探针与数据处理模块电连接。
[0011]作为本专利技术进一步的设计，橡胶法兰具有圆形插孔，圆形插孔内设置有连接线，外环探针通过连接线与数据处理模块电连接。
[0012]作为本专利技术进一步的设计，绝缘导流体为杆形结构，绝缘导流体两端具有半球凸起；绝缘导流体外具有防护套；防护套具有绝缘层。
[0013]作为本专利技术进一步的设计，绝缘导流体与内环探针外径相同。
[0014]作为本专利技术进一步的设计，测量系统还包括：信号处理模块，信号处理模块与控制
模块连接，用于对检测模块检测到的电导率值进行信号数据处理。
[0015]通过上述技术方案，本专利技术通过在平行管道内设置至少一组检测电极，并将检测电极一端设置在平行管道内壁，另一端设置在平行管道中心与外环探针同心圆位置，通过检测在有液体流过时的电压从而计算得出平行管道内的水含量。
[0016]本专利技术的外环探针内径与平行管道内径相同，可以减少检测电极对平行管道内流形的影响，使之获得更加接近真实工况的流形参数。
[0017]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的环形探针测量系统的连接框图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的环形探针测量系统的信号处理电路的电路原理图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的环形探针测量系统的检测模块与平行管道的立体图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的环形探针测量系统的检测模块剖视图；
[0023]图5为本专利技术实施例提供的环形探针测量系统的橡胶法兰的结构示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]1‑
外环探针，2
‑
内环探针，3
‑
绝缘导流体，4
‑
平行管道，5
‑
橡胶法兰，6
‑
支撑杆，7
‑
防护套，8
‑
圆形插孔。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。
[0027]本实施例提出了一种测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统，如图1所示，包括有检测模块，检测模块用于安装在需要检测的平行管道4位置，并安装在平行管道4内对应的位置，检测在平行管道4内有液体流动时的电导率。检测模块包括至少一组检测电极，测量电极包括外环探针1和外环探针1。通过外环探针1和内环探针2配合，测量在有液体流过时，外环探针1和内环探针2之间的电压。
[0028]本实施例中，外环探针1为圆环形结构，布置在待测平行管道4位置内径，内环探针2可以同样为圆环形结构，将内环探针2与外环探针1以同心圆的方式垂直于平行管道4的流通面放置。为了保证内环探针2与外环探针1能够为同心圆布置，并使内环探针2设置在平行管道4中心位置。将内环探针2套设在绝缘导流体3上，同时在平行管道4上设置有用于放置支撑杆6的缺口，缺口大小以刚好能容纳支撑杆6为宜。支撑杆6穿过平行管道4上的缺口与平行管道4中心的绝缘导流体3连接，将绝缘导流体3固定在平行管道4中心位置，确保内环探针2能悬空并准确固定在平行管道4的中心位置。为了方便平行管道4中心的内环探针2能够与数据处理模块连接，将支撑杆6设置为中空结构。支撑杆6的中空内部用于布置连接线，连接线将内部的内环探针2与数据处理模块电连接。为了确保绝缘导流体3能够更为稳定的
固定在平行管道4内的对应位置，可以在绝缘导流体3下部同时设置两根与上部相同布置的支撑杆6。
[0029]本实施例中，考虑到在内环探针2和外环探针1测量时，绝缘导流体3会对测量的影响，在绝缘导流体3上布置有一层防护套7，防护套7将连接内环探针2和数据处理模块的连接线包覆住，消除流体对连接线的影响。为了避免内环探针2与外环探针1在测量时，绝缘导流体3对测量的影响，在绝缘导流体3外包覆的防护套7外部涂覆有绝缘层，绝缘层应当避免对内环探针2的外部位置产生影响。
[0030]本实施例中，为了方便检测模块的安装，在将绝缘导流体3和内环探针2部分放置入平行管道4后，可通过橡胶法兰5将平行管道4固定连接。考虑到流体在流动时与平行管道4的接触应当平稳且流形与流至检测位置之前应当一致，将橡胶法兰5的内径与外环探针1的外径设置为大小相同，同时外环探针1的内径与平行管道4内径相同。这样即可很大程度上避免因检测模块对流体流形的影响而造成的检测偏差。通过优化探测电极的结构，极大的减少了嵌入式传感器对于流型的影响，使之获得更加接近真实工况的流型参数。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统，其特征在于，包括：检测模块，设置在平行管道（4）对应位置，用于检测平行管道（4）内液体通过时的电压；检测模块包括至少一组检测电极；所述检测电极包括设置在平行管道中心的内环探针（2）和设置在平行管道外环的外环探针（1）；所述检测电极用于检测液体流过时内环探针（2）和外环探针（1）间的电压。2.根据权利要求1所述的测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统，其特征在于，所述外环探针（1）为环形结构，所述内环探针（2）设置在外环探针（1）内，内环探针（2）与外环探针（1）同心圆布置。3.根据权利要求2所述的测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统，其特征在于，所述检测模块还包括：绝缘导流体（3）和支撑杆（6），所述绝缘导流体（3）设置在平行管道（4）内，所述支撑杆（6）穿过平行管道（4）与平行管道内的绝缘导流体（3）固定连接。4.根据权利要求3所述的测量环空管内气液两相分布参数的环形探针测量系统，其特征在于，所述外环探针（1）通过橡胶法兰（5）固定在平行管道（4）内部，外环探针（1）的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳，叶鑫，曹玉娇，王腾赞，包阳阳，宋鑫灿，郑凯杰，马林杰，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：