七电极阵列相关流速测量电导传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于井下流体流动速度测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器，其特征是：在传感器内壁上加工7个有间距的凹型环槽，每个凹型环槽内依次镶嵌激励电极环E1，测量电极环M1、测量电极环M2、测量电极环M0，测量电极环M3，测量电极环M4，激励电极环E2。本实用新型专利技术的目的在于解决现有六电极相关测速电导传感器测量垂直管道内流体流速时测量精度不高的问题。该传感器可输出四路电导波动信号，通过计算四路信号的互相关函数，并对结果进行数据融合，从而提高井下流体流动速度测量的精度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种测试传感器，尤其是涉及ー种用于油井井下流体流速测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器。
技术介绍
油、气、水多相流广泛存在于现代石油エ业中，因此对其測量技术的研究具有重要 的意义。多相流參数检测技术已成为多相流研究領域的一个制约性因素，其中，流量测量是ー个重要的研究内容，通常采用速度法来间接测量油井管道内流体的流量，此时速度的准确测量显得十分重要的。由于相关法测速具有測量范围宽、无可动部件、不阻碍流动等优点，目前已被广泛应用于各种两相流速度測量系统。根据随机理论可知，互相关函数是两随机过程相关性的描述，对电导传感器上下游信号作互相关运算实际上就是在不同的延时值下比较两信号波形的相似程度，从而求出渡越时间，流体的相关速度可用上下游相关測量传感器的间距与渡越时间的比值来表示。但是，相关法测速要求在两个传感器之间管道内部流体流动满足“凝固模型”，即只有在离散相充分弥散的流动状况下，才会获得具有明确尖峰的互相关函数曲线。在油田实际测井中，运用相关技术进行流体速度和流量测量时，并非如此简单多相流流体从上游传感器流到下游传感器过程中，会因流体中不规则紊流团的作用产生新的分布，流型会发生一定程度的变化，这将导致上下游传感器输出的随机流动噪声信号波形的相似程度降低，其效果相当于在下游流动噪声信号上叠加了一个随机干扰噪声信号。在使用传统六电极相关测速电导传感器測量垂直管道内油水两相流的流速时，经常观测到平坦峰、双峰、甚至多峰的互相关函数曲线，为峰值寻找带来了困难，进而影响渡越时间的估计精度，造成速度和流量的测量误差。
技术实现思路
为了提高相关法油水两相流流速测量的精度，本技术提供一种七电极阵列相关电导传感器，该传感器可提取更多的流体流动信息，并提高流体流动速度测量的精度。本技术的技术方案是该种用于井下流体流动速度测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器，由传感器支架以及内置于其中的七个不锈钢电极环组成。其中，传感器采用绝缘有机玻璃管制成，且在其内壁上形成七个有间距的凹型环槽，每个凹型环槽里均镶嵌电极环，即两个激励电极环El、E2,五个测量电极环Ml、M2、MO、M3、M4。为保证测量精度，应使得传感器内壁上凹型环槽的高度范围在2. Imm 4. Imm之间，电极环的厚度范围在2. Omm 4. Omm之间；测量电极环的间距范围为12mm,激励电极环间距为64mm。本技术的有益效果是本七电极阵列相关流速測量电导传感器按一定距离排列的七个圆环不锈钢电极组成，其中外侧两电极为激励电极，中间五个电极可构成四个测量电极对(M1-M2、M2-M0、M0-M3、M3-M4)，且两相邻测量电极对间共用ー个测量电极环，与传统六电极电导传感器不同的是，其可输出Ul、U2、DU D2四路电导波动信号，通过计算四路信号的互相关函数，并对结果进行数据融合，从而提高井下流体流动速度测量的精度。附图说明图I是七电极阵列相关流速测量电导传感器的结构示意图；图2是七电极阵列相关流速测量电导传感器的结构參数图；图3是七电极阵列相关流速测量电导传感器的工作原理图。在图I中，E1、E2为激励电极，Ml、M2、MO、M3、M4为测量电极。在图2中，电极环内径R为14mm，每对测量电极间距D111为12mm，其最外侧两个测量电极的间距为48mm，激励电极El，E2间距De为64mm，为了防止在漏失情况下测量电极输出信号的幅度过小，将传感器绝缘管段长度H设为128mm。具体实施方式以下结合附图对本技术作进ー步说明图I是本技术的结构示意图，该种用于井下流体流动速度测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器，由传感器支架以及内置于其中的七个不锈钢电极环组成。其中，传感器采用绝缘有机玻璃管制成，且在其内壁上形成七个有间距的凹型环槽，每个凹型环槽里均镶嵌电极环，即两个激励电极环El、E2，五个测量电极环Ml、M2、MO、M3、M4。为保证測量精度，应使得传感器支架内壁上凹型环槽的高度范围在2. I毫米 4. I毫米之间，电极环的厚度范围在2. Omm 4. Omm之间；测量电极环的间距范围为12mm，激励电极环间距为64mm。图2是本技术的结构參数图，该种用于井下流体流动速度测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器电极环内径R为14_，每对测量电极间距Dni为12mm，其最外侧两个测量电极的间距为48mm，激励电极E1，E2间距De为64mm，为了防止在漏失情况下测量电极输出信号的幅度过小，将传感器绝缘管段长度H设为128_。图3是本技术的工作原理图，该种用于井下流体流动速度测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器可输出U1、U2、D1、D2四路电导波动信号，通过计算四路信号的互相关函数，并对结果进行数据融合，从而提高井下流体流动速度测量的精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明涉及的用于油井井下流体流速测量的七电极阵列相关流速测量电导传感器其特征在于在传感器内壁上加工7个有间距的凹型环槽，每个凹型环槽内依次镶嵌激励电极环El,测量电极环Ml、测量电极环M2、测量电极环MO,测量电极环M3,测量电极环M4,激励电极环E2。2.按照权利要求I所述的七电极阵列相关流速测量电导传感器其特征在于传感器内壁上凹型环槽的高度为2. Imm 4. Imm,电极环的厚度为2. Omm 4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李英伟，刘兴斌，孔令富，解娜，于莉娜，李晓明，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：实用新型
国别省市：