一种井下流体密度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下流体密度测量装置，所述的测量装置中的U形水银槽的左、右侧水银柱管通过上感压器传压导管、下感压器传压导管、下感压器传压导管分别与上感压器、下感压器连接，在感压器传压导管内充有传压介质在左右侧水银柱的外壁上分别设置有电容电极或电阻电极。U形水银槽的下部设置有连接水银的电极，U形水银槽内底部设置有两侧水银柱通断阀。本发明专利技术的测量装置安全性高，不易损坏，有利于提高其可靠性和工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种井下流体密度测量装置
本专利技术属于油井测量装置
，具体涉及一种井下流体密度测量装置。本专利技术可用于油气井内流体密度的测量，主要适应于垂直井和斜井。
技术介绍
目前国内油气井密度的测量主要用放射性密度计。该密度计由于要在仪器内设置一个γ射线源，带来了额外的安全防护问题。市场迫切需要采用其它的方法来实现流体密度的测量。美国SONDEX公司生产的FDD003形压差式流体密度计，具有以下特点：其内部采用了一支精密的弹性薄膜差压式传感器。薄膜的变形量由两侧的压差值而定。薄膜两侧设置两个电容电极，用电容法来测定薄膜片的变形量。由于井下测量点的绝对压力可达100MPa，而流体密度产生的压差都小于0.01MPa，绝对压力超出测量值一万倍以上。为了防止压差超出额定值，整支仪器的使用要求十分繁杂，且容易在使用中损坏其精密压差传感器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种井下流体密度测量装置。本专利技术的原理是利用U形水银槽两侧水银柱高度差产生的压力差和被测压差值相平衡，与水银血压计测人体血压的原理相似。本专利技术的井下流体密度测量装置，其特点是，所述的测量装置包括水银槽组件、传压导管、感压器；所述的水银槽组件含有U形水银槽Ⅰ、连接水银的电极Ⅰ，在U形水银槽Ⅰ中注有水银；U形水银槽Ⅰ的左侧水银柱Ⅰ通过上感压器传压导管Ⅰ与上感压器连接，U形水银槽Ⅰ右侧水银柱Ⅰ通过下感压器传压导管与下感压器连接，在上感压器传压导管内充有传压介质I，在下感压器传压导管内充有传压介质II,在左侧水银柱Ⅰ和右侧水银柱Ⅰ的外壁上分别设置有上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极；在U形水银槽Ⅰ的下部设置有连接水银的电极Ⅰ，U形水银槽Ⅰ内的底部还设置有两侧水银柱通断阀Ⅰ；上感压器侧电容电极、下感压器侧电容电极、连接水银的电极Ⅰ分别与电容差值转换电路连接；电容差值转换电路与数字化处理和传输电路、井下传输电缆、地面记录设备依次连接。所述的上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极的长度相同。所述的传压介质I和传压介质II采用绝缘油。所述的U形水银槽Ⅰ的左侧水银柱Ⅰ管壁和右侧水银柱管壁采用绝缘材料制成，水银柱管的内径为3mm～6mm，水银柱管的壁厚为1mm～3mm。所述的上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极的长度均为5cm～10cm。本专利技术的一种井下流体密度测量装置的第二种结构与上述测量装置基本相同，不同之处是，所述的上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极分别替换为上感压器侧电阻电极和下感压器侧电阻电极，在U形水银槽Ⅱ的左侧水银柱Ⅱ和右侧水银柱Ⅱ的上部分别设置有上感压器侧电阻电极和下感压器侧电阻电极，上感压器侧电阻电极和下感压器侧电阻电极分别与传压介质Ⅲ、传压介质Ⅳ相接触。所述的电容差值转换电路替换为电阻值测量电路。所述的传压介质Ⅲ、传压介质Ⅳ分别采用导电电解质溶液。所述的U形水银槽Ⅱ的左侧水银柱Ⅱ和右侧水银柱Ⅱ的管壁均采用绝缘材料制成，其内径为3mm～6mm。本专利技术在第二结构中要再设置一个用作温度影响修正的电解质电阻率测量柱。本专利技术提出的井下流体密度测量装置具有以下优点：1.和放射性密度计相比，可省去仪器内的放射源，减少了仪器安置和运输的困难，提高了安全性。2.和国外（美国SONDEX公司FDD003形）采用的压差式流体密度计相比具有以下特点：①薄膜变形原理的传感器，因井下的工作压力值比测量的最大压差值高出一万倍以上，所以传感器的薄膜易损坏。而水银柱压力平衡式传感器的变形元件是水银。它不易损坏，有利于提高其可靠性和工作寿命。②柱压力平衡式传感器和国外采用的精密弹性薄膜传感器相比，制造工艺要求较低，易于生产和推广作用。附图说明图1是本专利技术的井下流体密度测量装置的原理图。图2是本专利技术的井下流体密度测量装置第一实施例的剖面示意图。图3是本专利技术的井下流体密度测量装置第一实施例的测量电路框图。图4是本专利技术的第二实施例的剖面示意图。图5是本专利技术的第二实施例中电解质电阻率测量柱的结构剖面图。图中，1.上感压器2.上感压器传压导管3.传压介质Ⅰ4.下感压器5.下感压器传压导管6.传压介质Ⅱ8.左侧水银柱Ⅰ9.右侧水银柱Ⅰ11.上感压器侧电容电极12.下感压器侧电容电极13.连接水银的电极Ⅰ14.两侧水银柱通断阀Ⅰ15.U形水银槽Ⅰ16.U形水银槽Ⅱ18.左侧水银柱Ⅱ19.右侧水银柱Ⅱ21.电容差值转换电路22.数字化处理和传输电路23.井下传输电缆24.地面记录设备31.上感压器侧电阻电极32.下感压器侧电阻电极33.电解质电阻率测量上电极34.电解质电阻率测量柱35.电解质电阻率测量下电极36.传压介质Ⅳ37.传压介质Ⅲ43.连接水银的电极Ⅱ44两侧水银柱通断阀Ⅱ15.U形水银槽Ⅰ16.U形水银槽Ⅱ。具体实施方式下面根据附图对专利技术做进一步详细描述。图1是本专利技术的井下流体密度测量装置的原理图。图1中，本专利技术的井下流体密度测量装置的工作原理是，水银柱压力平衡传感器部分的上感压器1通过上感压器传压导管2和上感压器传压介质Ⅰ3，将压力传送至下方水银槽组件中的U形水银槽左侧水银柱Ⅰ8上表面。下感压器4通过下感压器传压导管5和下感压器传压介质Ⅱ6将压力传送至下方水银槽组件中的U形水银槽的右侧水银柱Ⅰ9上表面。两个感压口间的压差变化将引起U形水银槽两侧水银柱高度的相应变化。测量出两侧水银柱的高度差，就可直接计算出两侧测压口间的压差值。仪器处于垂直位置时，从U形水银槽内部压力平衡看有下式：··········①式中：P：上下两感压口的压力差。H：上下两感压口的高度差。h：上感压器侧水银柱表面与下感压器侧水银柱表面的差值。ρ（介）：两侧传压介质的密度。ρ（水银）：水银的密度。g：重力加速度由于上、下感压器间的压差值是由井内流体密度在重力作用下产生的，有以下平衡式：········②式中ρ（流体）为井内被测流体密度。由①、②两式解得:···········③在一支测量仪器中，ρ（介）、ρ（水银）、H都是已知的，测量出水银柱的高差h，就可得到井内流体的密度。图1中，上下两个感压器的功能是将井内流体的压力直接传递到感压器内部的传压介质上，感压器外壳由橡胶薄膜或塑料薄膜构成，薄膜厚度在0.05至0.2毫米之间。要求感压器体积的变形量大（大于1立方厘米）,而内外压差尽量小（小于0.0001MPa）。两个感压器通过仪器外壳的开孔和外部的井内流体直接接触，上、下两感压器的安装距离H和密度测量的灵敏度有关，一般选为0.3至1米。传压导管材料的选择与测量装置的设置有关，也可使用金属导管，电阻测量应采用绝缘导管。传压介质的选择也和测量装置的设置有关。实施例1图2是本专利技术的井下流体密度测量装置第一实施例的剖面示意图。图3是本专利技术的井下流体密度测量装置的测量电路框图。在图2、图3中，本专利技术本专利技术的一种井下流体密度测量装置，包括水银槽组件、传压导管、感压器；所述的水银槽组件含有U形水银槽Ⅰ15、连接水银的电极Ⅰ13，在U形水银槽Ⅰ15中注有水银；U形水银槽Ⅰ15的左侧水银柱Ⅰ8通过上感压器传压导管Ⅰ2与上感压器1连接，U形水银槽Ⅰ15右侧水银柱Ⅰ9通过下感压器传压导管5与下感压器4连接，在上感压器传压导管2内充有传压介质I3，在下感压器传压导管5内充有传压介质II6,在左侧水银柱Ⅰ8和右侧水银柱Ⅰ9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下流体密度测量装置，其特征在于，所述的测量装置包括水银槽组件、传压导管、感压器；所述的水银槽组件含有U形水银槽Ⅰ（15）、连接水银的电极Ⅰ(13)，在U形水银槽Ⅰ（15）中注有水银；U形水银槽Ⅰ(15)的左侧水银柱Ⅰ（8）通过上感压器传压导管（2）与上感压器（1）连接，U形水银槽Ⅰ(15)的右侧水银柱Ⅰ（9）通过下感压器传压导管（5）与下感压器（4）连接，在上感压器传压导管（2）内充有传压介质I（3），在下感压器传压导管（5）内充有传压介质II（6）,在左侧水银柱Ⅰ（8）和右侧水银柱Ⅰ（9）的外壁上分别设置有上感压器侧电容电极（11）和下感压器侧电容电极（12）；在U形水银槽Ⅰ(15)的下部设置有连接水银的电极Ⅰ（13），U形水银槽Ⅰ(15)内的底部还设置有两侧水银柱通断阀Ⅰ（14）；上感压器侧电容电极（11）、下感压器侧电容电极（12）、连接水银的电极Ⅰ（13）分别与电容差值转换电路（21）连接；电容差值转换电路（21）与数字化处理和传输电路（22）、井下传输电缆（23）、地面记录设备（24）依次连接。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述的上感压器侧电容电极（11）和下感压器侧电容电极（12）的长度相同。3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述的传压介质I（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑大刚，秦犀，刘黄莹，辛宇亮，涂高鹏，高明武，
申请(专利权)人：四川省科学城久利电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：