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油水井中液体流速测量仪.doc

上传人:jw66tk88 文档编号:6918161 上传时间:2019-04-27 格式:DOC 页数:3 大小:38.50KB
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资源描述

1、 油水井中液体流速-气泡测量传感器在油水井中,产液一般为多相流体,怎样通过仪器测量来显示油、水、气所占的比例,对计算油井产量十分重要。目前应用的流量计主要有:涡轮流量计;电磁流量计等。这些仪器的主要缺点是,对稠油或介质流速很慢时,测量误差大,严重时仪器可能无法正常工作。由于套管内的介质(油、气、水)是流动的物体,所以超声电磁波与相对运动的介质间就会产生多普勒效应。介质向着超声电磁波源运动时,反射波的波长就会被压缩,因而频率增加。介质离开超声电磁波源运动时,反射波的波长变长,因而在单位时向里频率减少。反射波频率增加或减少的量,是与介质流动的速度成正比,从而就可根据测量反射的超声电磁波声波与发射波

2、之间的相位差,来测定介质的流速。知道介质的流速和油管的直径,就可以计算出介质的产量。应用该传感器测量油水井介质移动的速度最大的优点是:1、 仪器测量精度与介质物理性质无关。不论介质是稠油或稀油,测量精度不受任何影响。2、 仪器测量精度与介质移动速度无关。如果采用微多普勒探头,在介质每小时移动 1mm-1000m 条件下,仪器均可以实现高精确地测量。3、 仪器测量精度与介质温度无关。井下仪器一般都在高温条件下工作,随井深不同井下温度也不同,该传感器原理上不受介质温度的影响。4、 仪器测量精度和分辨率高。由于该传感器采用超高频(1Mhz-100Mhz)。测量的参数是电磁波的相位变化,所以理论上,仪

3、器可以分辨出介质移动的速度为每分钟移动 0.1mm。仪器具体工作原理如下:(图一)图一、油井流速、产能传感器工作原理传感器的探针是技术的关键部件。他是由光纤制作而成。经过了解,就我国目前工艺水平完全可以实现。在光纤探针顶端通过烧结成球面镜(焦距为 f)。他主要的作用是交替发射高频电磁波和接收介质反射的电磁波。传感器的第二个部件是双向光电转换器,他主要的功能是将光电信号互相转换。光电转换器是我国已经生产多年的定型产品。仪器其他部分包括:高频信号源;差频检测和频相检测电路。该部分均为成熟电路。实现应该很容易。仪器工作原理(非常简单):1、仪器的工作核心:是利用电磁波的多普勒效应(Dopper Ef

4、fect),精确地测量出油井内介质与仪器相对运动的速度。从而推算出油井的产量。2、仪器的工作原理:电磁波信号源为 S,介质反射(油气)为 L,它们分别以速度 Vs、Vl 在静止油管中沿同一直线同向运动(测井状态)。声源发出声波在介质中的传播速度为 V,且 Vs 小于 V,Vl 小于 V。当声源不动时,信号源 S 发射的频率为 f,波长为 的声波,电磁波信号源为 S 探头的焦聚为 H。信号源为 S 接收到的介质(油气)反射信号的频率为 f: f=(V-Vl)V/(V-Vs) =(V-Vl)f/(V-Vs) 注意:公式中 Vs、Vl 有方向的向量。从上面多普勒效应公式得出(1)电磁波信号源为 S 和介质(油气)反射 L 都不动(Vs=0、Vl=0)时,或电磁波信号源为 S 和介质反射(油气)L 以相同速度(Vs=Vl=K,K 为小于 V 的任一常数)向同方向移动时,由上式得 f=f ;(2)当信号源为 S 运动的速度 Vs 小于介质反射(油气)L 运动的速度 Vl 时,测量到的反射信号频率 f大于 f。(3)在多普勒效应公式中,f、V、Vs、f、Vs 均为已知数,这样就可以求出反射介质(油气)的流动速度 Vl。目前需要进一步做的工作:(1) 与光纤研究所联系在光纤顶端加工球面镜;(2) 与深圳 XX 公司求购高温光电转换器;

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