井下分层流量连续检测仪器 技术领域:
本实用新型属于油田检测技术领域,涉及一种注水井(包括注聚合物井)分层流量检测仪器。
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和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,这个误差是不可接受的。
发明内容:
本实用新型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仪器。
本实用新型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的外径略小于工作筒地内径,仪器的电路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用于检测工作筒位置,当节流段6进入工作筒时,会产生触发信号给电路2,此时电路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。
测试时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,根据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,在进入有效测试深度时,可以降低绞车转动速度即降低仪器在管柱中的移动速度,使定位触发信号准确可靠和延长有效测试时间。
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。
以常规偏心注水管柱为例,常规偏心注水井下管柱由油管、封隔器和偏心配水器组成,通常,油管内径为62mm,整个管柱内径最小处为偏心配水器的工作筒,其内径为46mm,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。
本实用新型所提供的井下分层流量连续检测仪器,不需要座封也不需要停留,操作简单效率高;由于在检测流量时仪器处于准集流状态,检测精度高;且因仪器上装有定位传感器,自动在最佳和有效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是本实用新型所提供的井下分层流量连续检测仪器的结构示意图。
图2是本实用新型所提供的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的原理示意图。
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,9.霍尔电路 10.磁钢 6.节流段 7.过流通道
具体实施方式:
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9和磁钢10组成,它们置于仪器节流段6的同一截面并沿中心对称,因偏心配水器工作筒是导磁材料制成的,所以,当节流段6靠近时会改变磁钢10时,磁钢10的磁力线分布被改变,作用在霍尔电路上的磁场强度会发生变化,从而改变霍尔电路9的输出状态。只有当两路信号同时改变输出状态时,上定位传感器5和下定位传感器8的输出触发信号才是有效信号,这样可以避免在下井和上提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。