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一种微波持水率产出剖面组合测井仪
申请号	CN201710290618.X	申请日	2017-04-28	公开(公告)号	CN106869905A	公开(公告)日	2017-06-20
申请人	王昊;			发明人	王昊; 王旭; 凌振江;
摘要	本发明公开了一种微波持水率产出剖面组合测井仪，特别是关于采油井产出剖面温度、压力、磁性定位、流量和含水率的探测仪,属于油田生产井动态监测技术领域，测井仪包括遥传测量短接装置和流量含水测量短接装置，三芯触点、磁性定位传感器、模块电源、连续测量电路、温度传感器、压力传感器、四芯滑环、四芯触点、流量含水测量电路、出液口、涡轮传感器、微波传感器、进液口、集流伞、驱动电机顺序连接，具有含水测量精度高、耐温、耐压指标高、等特点；设计了利用单片机采集的温度、压力和磁性定位参数电路，设计了微波传感器的高速实时采集及处理，简化了仪器电路，提高了仪器测量的精度，测井时效更高。
权利要求	1.一种微波持水率产出剖面组合测井仪，其特征在于：包括遥传测量短接装置和流量含水测量短接装置，三芯触点（1）、磁性定位传感器（2）、模块电源（3）、连续测量电路（4）、温度传感器（5）、压力传感器（6）、四芯滑环（7）、四芯触点（8）、流量含水测量电路（9）、出液口（10）、涡轮传感器（11）、微波传感器（12）、进液口（13）、集流伞（14）、驱动电机（15）顺序连接，遥传测量短接装置具体结构为：三芯触点（1）电连接电缆，三芯触点1连接磁性定位传感器（2），磁性定位传感器2连接模块电源（3），模块电源3连接温度压力磁性定位的遥测电路（4），遥测电路4连接温度传感器（5），温度传感器5连接压力传感器（6），压力传感器（6）连接四芯滑环（7）；流量含水测量短接结构为：四芯滑环7连接四芯触点（8），四芯触点（8）连接流量含水测量电路（9），流量含水测量电路（9）连接出液口（10），出液口（10）连接涡轮传感器（11），涡轮传感器（11）连接微波传感器（12），微波传感器12连接进液口（13），传感器（12）和进液口（13）外表面设有集流伞（14），集流伞（14）前端连接驱动电机（15）；流量含水测量短接的进液口（13）安装在集流伞（14）上部，共4个，径向呈90°均匀分布；微波持水率产出剖面组合测井仪信号处理电路，由连续测量的温度压力磁定位及遥测电路和定点测量的流量含水测量电路组成；井温压力磁性定位测量电路4完成温度、压力和磁性定位三个参数的测量，单片机A采集温度、压力和磁性定位信号，由单片机A处理输出的编码信号经过功放输出耦合至电缆的一芯，该部分电路的电源由电源模块提供；流量含水测量电路（9）的电源同样由模块电源（3）提供，通过四芯触点（8）内部的5V电源线与该电路（9）相连，涡轮传感器输出的方波信号和四路微波传感器的电平信号依次经过计数器计数和模数转换器转换后送入单片机B进行处理，微波传感器和涡轮传感器信号经过单片机B处理后，通过串口RX和TX与温度压力磁性定位短接通讯；集流伞（13）通过过芯线与电缆二芯相连。
说明书全文	一种微波持水率产出剖面组合测井仪技术领域 [0001] 本发明涉及一种微波持水率产出剖面组合测井仪，特别是关于采油井产出剖面温度、压力、磁性定位、流量和含水率的探测仪,属于油田生产井动态监测技术领域。背景技术 [0002] 产出剖面多参数测量是判断生产井目的层产液性质的重要手段。国内目前在连续测量上普遍采用温度、压力和磁性定位参数，定点测量主要测量井下的流量和含水参数，含水率测量方法主要有电导法、电容法、电磁波法、探针法等，测量精度和分辨率都大于3%，含水分辨率低。 [0003] 中国专利“一种油井持水率测量仪”（专利号00223018.6）是一种采油井井下持水率测定装置，该装置探测探针伸展到流体中，该探针的张开和闭合需要在井下传动机构的作用下完成。探针的空间位置分布受井下驱动装置的制约。其在集流伞的带动下均匀排列在测量断面的同一圆周或不同圆周上。 [0004] 中国专利“阵列探针产出剖面测井仪”（专利号201220645417.X）是一种井下含水率测量装置，该装置探针传感器通过固定支架固定在仪器的进液口处，采用一端尖锐的不锈钢钢管作为探测元件。 [0005] 以上两种探针含水率测井仪器均为独立测井仪器，使用探针法且测量精度大于3%。发明内容 [0006] 为了克服上述技术上的不足，本发明提供一种微波持水率产出剖面组合测井仪，该测井仪可同时测量井下连续测量参数和点测参数。 [0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：测井仪包括遥传测量短接装置和流量含水测量短接装置，三芯触点、磁性定位传感器、模块电源、连续测量电路、温度传感器、压力传感器、四芯滑环、四芯触点、流量含水测量电路、出液口、涡轮传感器、微波传感器、进液口、集流伞、驱动电机顺序连接，遥传测量短接装置具体结构为：三芯触点电连接电缆，三芯触点连接磁性定位传感器，磁性定位传感器连接模块电源，模块电源连接温度压力磁性定位的遥测电路，遥测电路连接温度传感器，温度传感器连接压力传感器，压力传感器连接四芯滑环；流量含水测量短接结构为：四芯滑环连接四芯触点，四芯触点连接流量含水测量电路，流量含水测量电路连接出液口，出液口连接涡轮传感器，涡轮传感器连接微波传感器，微波传感器连接进液口，传感器和进液口外表面设有集流伞，集流伞前端连接驱动电机；流量含水测量短接的进液口设计在集流伞上部，共4个，径向呈90°均匀分布；微波持水率产出剖面组合测井仪信号处理电路：由连续测量的温度压力磁定位及遥测电路和定点测量的流量含水测量电路组成；井温压力磁性定位测量电路完成温度、压力和磁性定位三个参数的测量，单片机A采集温度、压力和磁性定位信号，由单片机A处理输出的编码信号经过功放输出耦合至电缆的一芯，该部分电路的电源由电源模块提供。 [0008] 流量含水测量电路的电源同样由电源模块提供，通过四芯触点内部的电源线5V与该电路相连，涡轮输出的方波信号和四路微波传感器的电平信号依次经过计数器计数和模数转换器转换后送入单片机B进行处理，微波传感器和涡轮信号经过单片机B处理后，通过串口RX和TX与温度压力磁性定位短接通讯，集流伞通过过芯线与电缆二芯相连。 [0009] 本发明的微波持水率产出剖面组合测井仪可以用于油田生产井产出剖面温度压力磁性定位的连续测量及流量和含水率的定点测量。 [0010] 本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，有如下优点：（1）发明了一种新型微波持水率产出剖面组合测井仪，独创了微波持水率的测量方法，仪器具有含水测量精度高、耐温、耐压指标高、等特点；（2）设计了利用单片机采集的温度、压力和磁性定位参数电路，设计了微波传感器的高速实时采集及处理，简化了仪器电路，提高了仪器测量的精度；（3）通过串口通讯和遥测技术实现了连续测量参数和定点测量参数的同步测量，仪器应用范围更广、测井时效更高。附图说明 [0011] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。 [0012] 图1是本发明一种微波持水率产出剖面组合测井仪总体结构图。 [0013] 图2是本发明一种微波持水率产出剖面组合测井仪遥传测量短接结构图。 [0014] 图3是本发明一种微波持水率产出剖面组合测井仪流量含水测量短接结构图。 [0015] 图4是本发明一种微波持水率产出剖面组合测井仪信号处理电路示意图。 [0016] 图中1、三芯触点，2、磁性定位传感器，3、模块电源，4、连续测量电路，5、温度传感器，6、压力传感器，7、四芯滑环，8、四芯触点，9流量含水测量电路，10、出液口，11、涡轮传感器，12、微波传感器，13、进液口，14、集流伞，15、驱动电机。具体实施方式 [0017] 如图1所示，测井仪包括遥传测量短接装置和流量含水测量短接装置，三芯触点1、磁性定位传感器2、模块电源3、连续测量电路4、温度传感器5、压力传感器6、四芯滑环7、四芯触点8、流量含水测量电路9、出液口10、涡轮传感器11、微波传感器12、进液口13、集流伞14、驱动电机15顺序连接，遥传测量短接装置具体结构为：如图2所示，三芯触点1电连接电缆16，三芯触点1连接磁性定位传感器2，磁性定位传感器2连接模块电源3，模块电源3连接温度压力磁性定位的遥测电路4，遥测电路4连接温度传感器5，温度传感器5连接压力传感器6，压力传感器6连接四芯滑环7；流量含水测量短接结构为：如图3所示，四芯滑环7连接四芯触点8，四芯触点8连接流量含水测量电路9，流量含水测量电路9连接出液口10，出液口10连接涡轮传感器11，涡轮传感器11连接微波传感器12，微波传感器12连接进液口13，传感器12和进液口13外表面设有集流伞14，集流伞14前端连接驱动电机15；流量含水测量短接的进液口13设计在集流伞14上部，共4个，径向呈90°均匀分布；微波持水率产出剖面组合测井仪信号处理电路，如图4所示，由连续测量的温度压力磁定位及遥测电路和定点测量的流量含水测量电路组成。 [0018] 井温压力磁性定位测量电路4完成温度、压力和磁性定位三个参数的测量，单片机A采集温度、压力和磁性定位信号，由单片机A处理输出的编码信号经过功放输出耦合至电缆的一芯，该部分电路的电源由电源模块提供。 [0019] 流量含水测量电路9的电源同样由模块电源3提供，通过四芯触点8内部的5V电源线与该电路9相连，涡轮传感器输出的方波信号和四路微波传感器的电平信号依次经过计数器计数和模数转换器转换后送入单片机B进行处理，微波传感器和涡轮传感器信号经过单片机B处理后，通过串口RX和TX与温度压力磁性定位短接通讯。集流伞13通过过芯线与电缆二芯相连。 [0020] 本发明的微波持水率产出剖面组合测井仪可以用于油田生产井产出剖面温度压力磁性定位的连续测量及流量和含水率的定点测量。 [0021] 三芯触点1用于给仪器电路3、电路9和驱动电路15供电。 [0022] 磁性定位2为井下磁性定位信号探测元件。 [0023] 模块电源3用于给温度压力磁性定位测量短接和流量含水测量短接提供直流电压。 [0024] 温度压力磁性定位电路4负责连续测量参数和遥测信号的处理。 [0025] 温度传感器5为温度的探测元件。 [0026] 压力传感器6为压力的探测元件。 [0027] 四芯滑环7和四芯触点8为两个测量短接的电路接口，负责流量含水测量短接电路9和驱动电路15的供电及传输信号的串口通讯。 [0028] 流量含水测量电路9负责涡轮传感器信号和微波传感器12信号的采集和处理。 [0029] 流量传感器11为井下流量的探测元件。 [0030] 微波传感器12为持水率的探针元件，安装在仪器进液口13处。 [0031] 集流伞14用于井下流体集流，使流体加速，减少油水滑脱。 [0032] 驱动电机15用于推动丝杠带动集流伞14打开和关闭。微波持水率产出剖面组合测井仪工作时，首先将流量含水测量短接与遥传短接连接在一起，然后组合仪与测井电缆头相连，仪器垂直送入井下，通过测井电缆给温度压力磁性定位测量短接三芯触点1的二芯给井下电机15供电，通过施加正负电控制驱动电路15带动集流伞14开启和闭合。然后通过测井电缆给温度压力磁性定位测量短接三芯触点1的一芯给井下仪器供电，通过由磁性定位传感器2、温度传感器5和压力传感器6探测连续测量参数，由涡轮传感器11和微波传感器12测量井下持水率。

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