井下分层流量连续检测方法和仪器.pdf

本发明属于油田检测技术领域的一种井下分层流量检测方法和仪器，在仪器外壳上连接节流段(6)，其外径尺寸和工作筒内径匹配，略小于工作筒的内径，节流段(6)装有上、下定位传感器(5和8)，电路(2)具有高速采样记录的功能；采用地面绞车使仪器在井下管柱中上行和下行，仪器在上行和下行过程中不停留，当节流段进入工作筒时，下(或上)定位传感器发出信号，电路高速采样并存储数据，离开工作筒时停止高速采样存储，根据上、下定位传感器经过工作筒同一截面的时间差计算出仪器的上行和下行速度，对流量进行补偿。本发明提供了一种便于操作和精度较高的井下分层流量连续检测方法和仪器。

1.  井下分层流量连续检测方法，采用地面绞车使仪器在井下管柱中上行和下行，其特征在于：检测位置在各层工作筒或其它最小内径处，仪器在上行和下行过程中不做停留，当仪器的节流段进入工作筒时，仪器上的下(或上)定位传感器发出信号，电路高速采样并存储数据，上(或下)定位传感器离开工作筒时高速采样结束，根据上定位检测传感器和下定位检测传感器经过工作筒同一截面的时间差计算出仪器的上行和下行速度，从而补偿修正因仪器相对于工作筒移动所产生的相对流量。

2.  根据权利要求1所述的井下分层流量连续检测方法，其特征在于：当节流段和工作筒的轴向位置重叠时，仪器处于准集流状态，大部分的水从仪器内部通道流过。

3.  根据权利要求1所述的井下分层流量连续检测方法，其特征在于：可以在上行或下行过程中检测，以可以上下行都检测并相互补偿和修正。

4.  井下分层流量连续检测仪器，包括打捞头、电路、流量传感器和外壳等，其特征在于：进液孔(3)、传感器(4)的内腔和过流通道7连通，在仪器外壳上连接节流段(6)，其外径尺寸和工作筒内径尺寸匹配，且小于工作筒的内径，节流段(6)上装有上定位传感器(5)和下定位传感器(8)，电路(2)具有高速采样记录的功能。

5.  根据权利要求4所述的井下分层流量连续检测仪器，其特征在于：上定位传感器(5)和下定位传感器(8)分别由至少两对霍尔电路(10)和磁钢(11)组成。

6.  根据权利要求4所述的井下分层流量连续检测仪器，其特征在于：节流段(6)可以是单独部件，也可以和外壳制成一体。

井下分层流量连续检测方法和仪器
技术领域：
本发明属于油田检测技术领域，涉及一种注水井(包括注聚合物井)分层流量连续检测技术和仪器。
技术背景：
注水井分层流量检测通常采用集流式和非集流式两大类，多数采用存储式电子仪器。
集流式的检测方法是将仪器座入相应的配水器工作筒，注入该层的水通过流量计流入地层，由于需要将仪器可靠投送至目标工作筒位置并座封，经常会遇到因井下工作筒结垢等因素造成仪器不能准确座入工作筒且有效密封等情况导致检测失败或数据不准确，而且操作困难、劳动强度大、效率低。
非集流式的检测方法是在油管内测量中心流速，依据油管内径折算成流量(仪器标定是在标准内径条件下进行的)，需要使用扶正器以保证仪器处于油管中心位置，仪器在检测时需要在油管相应管段停留，由于结垢等原因造成的油管内径变化将直接导致检测数据的误差，再加上递减法计算的累积误差，对注入量较小的层，这个误差有时是不可接受的。
发明内容：
本发明的目的是为解决集流式检测方法操作困难、劳动强度大、效率低以及非集流式检测方法误差大等问题而提供一种便于操作的和精度较高的井下分层流量连续检测方法和仪器。
本发明所提供的井下分层流量连续检测方法是：采用地面绞车使仪器在井下管柱中上行和下行，最佳和有效检测位置是各层工作筒或其它最小内径处(因为在井下管柱中各处内径是不同的，通常最小内径在配水器的工作筒处)，仪器节流段的外径和工作筒内径所形成的间隙较小，仪器在上行和下行过程中不停留，当仪器的节流段进入工作筒时，下(或上)定位传感器发出信号，电路高速采样并存储数据；上(或下)定位传感器离开工作筒时停止高速采样存储，在此期间，节流段和工作筒轴向重叠，大部分的水会流过仪器的检测通道，外部只有少量漏失，处于准集流状态，此时检测流量精度最高，仪器上的上定位传感器和下定位传感器的距离是已知的，根据仪器上的上定位传感器和下定位传感器经过工作筒同一截面的时间差计算出仪器的上行和下行速度，从而补偿因仪器相对于工作筒移动所产生的相对流量，在上行或下行过程中均可实现流量检测，也可以上行和下行过程中都检测以便相互印证和补偿。
通常，地面绞车都安装有深度计数器，能掌握仪器在井下的大致位置，在接近有效测试深度时，可以降低绞车转动速度(即仪器在管柱中的移动速度)，以延长有效检测时间。
节流段和工作筒形成的间隙会使小部分流量因漏失而未被检测到，但其分流比例是固定的，可以模拟实际工作状况标定流量传感器以进行修正。
如果仪器没有定位检测功能，在整个下行和上行过程中均高速密集采样，在经过井下管柱内径较小处时检测到的流量值较高；经过内径较大处时流量较小，这些数据都会被记录下来，需要用软件或人工加以判断区分，容易产生识别错误，而且测试曲线不够清晰直观，同时也要求仪器有很大的数据存储容量。
对于常规偏心注水管柱，每个偏心配水器工作筒处的水量是该配水器及以下各注入层水量的总和，检测各配水器工作筒处的流量并采用递减法，即可求出各层注入量。
本发明所提供的井下分层流量连续检测方法，克服了传统的集流式方法操作困难、效率低；非集流式方法精度差等缺点，在测试过程中不需要座封也不需要停留，实现了连续测试，自动在最佳和有效位置检测，操作简便、精度高。
本发明所提供的井下分层流量连续检测仪器，由打捞头1、电路2、流量传感器4、节流段6、以及节流段6上的上定位传感器5和下定位传感器8组成，节流段6的外径和工作筒12匹配，略小于工作筒12的内径，仪器的电路2具有高速采样记录的功能，节流段6可以单独制造安装，也可以和其它部件制成一体，改变节流段6的外径可以适应不同最小内径的注水管柱的分层流量检测需要。
上、下定位传感器5和8用于检测工作筒12的位置，当节流段6进入工作筒12时，会产生触发信号给电路2，此时电路2高速采样并记录数据，上、下两个位置传感器5和8的距离是已知的，根据其触发时间差可以计算出仪器的移动速度以便修正因此产生的相对流量值。
本发明所提供的井下分层流量连续检测仪器由于在检测流量时仪器和工作筒处于准集流状态，检测精度高；且因仪器上装有定位传感器，在有效和最佳检测位置时高速采样和记录数据，测试数据和曲线清晰直观。
图1是本发明所提供的井下分层流量连续检测仪器结构示意图。
图2是本发明所提供的井下分层流量连续检测仪器上定位传感器5和下定位传感器8的原理示意图。
图3是本发明所提供的井下分层流量检测方法在常规偏心注水管柱中测试示意图。
图1中，1.打捞头2.电路3.进液孔4.流量传感器5.上定位传感器6.节流段7.过流通道8.下定位传感器。
图2中，10.霍尔电路11.磁钢12.工作筒
图3中，9.封隔器10.油管12.工作筒13.配水器
具体实施方式：
如图3所示：对于常规偏心注水管柱，由封隔器9、油管10、配水器13极其工作筒12等组成，封隔器的内径为50-62mm，油管内径为62mm，工作筒12的内径是46mm，是整个管柱内径最小处，是流量检测的最佳位置，仪器节流段外径可设计为44mm，以保证顺畅的通过工作筒，当仪器节流段处于62mm油管时，水主要从仪器外测流过；当仪器节流段进入工作筒12时，大部分的水经过仪器内部的过流通道7流出，只有少量的水流过环形间隙，由于其分流比例是确定的，可以进行补偿修正。
如图1所示：所述井下分层流量连续检测仪器由打捞头1、电路2、进液孔3、流量传感器4、上定位传感器5、下定位传感器8、节流段6和过流通道7组成，上、下定位传感器5和8安装在节流段6上，进液孔3、流量传感器4的内腔和过流通道7连通。当节流段6进入工作筒时，大部分的水从进液孔3进入，经过流量传感器4从过流通道7流出，电路2用于处理流量传感器4的信号并根据和上、下定位传感器5和8的触发状态，开始和停止高速采样和数据存储。
流量传感器4可以是电磁、超声波、漩涡或其它原理的传感器。
如图2所示：所述井下分层流量连续检测仪器的上定位传感器5和下定位传感器8分别由至少两对开关霍尔电路10和磁钢11组成，它们置于节流段6的同一截面并沿中心对称，因偏心配水器工作筒12是导磁材料制成的，所以，当节流段6靠近它时，磁钢11地磁力线分布被改变，作用在霍尔电路10上的磁场强度会发生变化，从而改变霍尔电路10的输出状态。只有当两对霍尔电路信号同时改变输出状态时，上定位传感器5或下定位传感器8的输出触发信号才是有效信号，这样可以避免在下行和上行过程中节流段单侧靠近管柱其它位置时产生错误触发信号。