垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108442920A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810127016.7(22)申请日2018.02.08(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人金宁德王大阳翟路生任英玉(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.E21B47/00(2012.01)E21B49/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图18页(54)发明名称垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置(57)摘要本发明涉及一种垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置，包括水相电导率传感器和测量电路，水相电导率传感器包括绝缘导流件、测量电极和位于绝缘导流件上方的上端导流件，上端导流件底部迎水面的尺寸大于绝缘导流件顶部背水面的尺寸且其水平投影覆盖绝缘导流件顶部背水面的水平投影；在绝缘导流件的背水面和位于其上方的上端导流件的迎水面之间形成的腔体称之为全水获取区，全水获取区的高度应保证自下而上新流入的流体能够在其内分离并与存留的流体之间产生交换；上端导流件的主体为柱状，其底部开设有环形凹槽。测量电路包括交流信号源，测量电极输出的检测信号依次经过电流/电压转换和反相放大后经由解调模块处理。CN108442920ACN108442920A权利要求书1/1页1.一种垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置，包括水相电导率传感器和测量电路，水相电导率传感器包括绝缘导流件、测量电极和位于绝缘导流件上方的上端导流件，其中，上端导流件底部迎水面的尺寸大于绝缘导流件顶部背水面的尺寸且其水平投影覆盖绝缘导流件顶部背水面的水平投影；在绝缘导流件的背水面和位于其上方的上端导流件的迎水面之间形成的腔体称之为全水获取区，全水获取区的高度应保证自下而上新流入的流体能够在其内分离并与存留的流体之间产生交换；上端导流件的主体为柱状，其底部开设有环形凹槽。测量电极固定在绝缘导流件的顶部；测量电路包括加载在测量电极上的交流信号源，测量电极输出的检测信号依次经过电流/电压转换和反相放大后经由解调模块处理。2.根据权利要求1所述的水相电导率测量装置，其特征在于，在轴向切面图中，环形凹槽的形状为两个半圆形。3.根据权利要求1所述的水相电导率测量装置，其特征在于，所述的测量电极包括圆形电极和位于圆形电极周边的环形电极。4.根据权利要求1所述的水相电导率测量装置，其特征在于，所述的绝缘导流件的主体为柱状，其迎流处为半球体。5.根据权利要求1所述的水相电导率测量装置，其特征在于，通过优化测量电极尺寸，使测量电极具有较高的水相电导率测量灵敏度及线性度；通过设计测量电路，使传感器的输出与所测水相电导率之间具有线性正比关系，进而获得较高精度水相电导率信息。2CN108442920A说明书1/6页垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置技术领域[0001]本发明涉及一种水相电导率测量装置。背景技术[0002]伴随着油田注水开发过程中的不同开采方式，油井中经常出现油水/气水/油气水/多相流采出混合液。为了解油井生产动态特性及优化油藏管理，需要实时动态监测油井持水率参数。目前，电导法或电容法是获取持水率的常规测量手段，由于不同地区油气田地质构造差异及油田注水开发过程中不时对地层水性质的改变，导致油井采出液中的水相电导率及介电常数发生复杂变化，这会给以电学法(电导或电容)为主的持水率测量结果带来较大影响。因此，为了减小水相电导率变化对持水率测量结果影响，实时监测油井内水相电导率变化对提高持水率测量精度具有重要实际意义。[0003]微波技术(UnitedStatesPatent,PatentNo.:US6831470B2,DateofPatent:Dec.14,2004)及双模态伽马射线法(Salinityindependentmeasurementofgasvolumefractioninoil/gas/waterpipeflows,AppliedRadiationandIsotopes,2000,53:595-601)已被用于多相流中水相电导率的监测，但这些传感器结构及其测量系统均比较复杂、装置成本高及测量方法实现难度亦较大。发明内容[0004]本发明是提供一种垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置，具有结构简单，精度较高，可实现水相电导率的实时动态测量的特点。技术方案如下：[0005]一种垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置，包括水相电导率传感器和测量电路，水相电导率传感器包括绝缘导流件、测量电极和位于绝缘导流件上方的上端导流件，其中，上端导流件底部迎水面的尺寸大于绝缘导流件顶部背水面的尺寸且其水平