CN205898220U - 一种基于热力学的流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种基于热力学的流量计，包括壳体，壳体的内部设置有贯穿壳体的过线管，以及设置在壳体内的普通加热探头或高温加热探头和PT1000温度传感器探头；所述普通加热探头或高温加热探头设置在壳体内一端，并且内部设置有金属丝，金属丝通过导线接入电子仪，电子仪测控电路测量普通加热探头或高温加热探头的电流和电压，还测量PT1000温度传感器探头的流体温度，即流体的环境温度，并与普通加热探头或高温加热探头测定的温度、功率参数计算出流体流量。

Description

一种基于热力学的流量计

技术领域

本发明属于油田测井技术领域，具体涉及一种基于热力学的流量计。

背景技术

我国油田进入后期开发时，生产测井领域的产出剖面和注入剖面的流量是十分重要的参数，其关乎产层产量的评价和注入井吸入层吸入量的确定，但现有流量测量技术都不同程度存在缺陷，具体如下：

1、目前产出剖面流量测试主要使用涡轮流量计，由于井下振动、高温及井况较为复杂，其测井成功率低、精度差且启动排量大；

2、注入剖面的流量测量目前主要使用超声波流量计、电磁流量计、涡街流量计等流量计，其中：超声波流量计电路探头复杂、不能工作于高温环境下，且只能适用于注水井的流量测试；电磁流量计虽然测量精度高，但其环境适应性差、对注入流体的介电常数有要求，且该仪器价格相对昂贵；涡街流量计只适用于大流量水、气的流量测量，虽电路简单但测量精度低。

目前暂无一种能够适用于各种流体介质、测量精度高、且有较高测井成功率的流量测试技术，以满足各类油田的多方面需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于热力学的流量计，所述基于热力学的流量计包括：

壳体，壳体的内部设置有贯穿壳体的过线管；

设置在壳体内的普通加热探头或高温加热探头，其中：所述普通加热探头适应环境温度低于300℃，并通过高温导热硅胶将金属丝填充耦合于承压金属探头内；所述高温加热探头适应环境温度高于300℃，用镁粉将金属丝 填充耦合于承压金属探头内静压成型；

以及设置在壳体内的PT1000温度传感器探头；

所述普通加热探头或高温加热探头设置在壳体内一端，探头内设置有金属丝，金属丝通过导线接入电子仪，电子仪测控电路测量普通加热探头或高温加热探头的电流和电压，所述PT1000温度传感器探头设置在壳体内部与普通加热探头或高温加热探头对侧一端，或者PT1000温度传感器探头设置在壳体内部与普通加热探头或高温加热探头同侧。

进一步地，所述普通加热探头或高温加热探头至少设置有一个。

进一步地，所述金属丝可以为钨丝、康铜丝中的一种。

进一步地，所述壳体测量通道上设置有进水口和出水口。

进一步地，所述电子仪接头外壳与测量通道外壳连接，其连接处设置有密封件。

进一步地，所述测量通道的上端是仪器上接头，上接头和壳体的连接处设置有密封件。

本发明具有如下有益效果：

1、仪器简单可靠，极大程度缩短了仪器长度，方便现场测井施工。

2、消除了其它流量测试方法的环境因素影响，如原油污染、泥沙阻尼、高温环境等。

3、适应范围广，如气体、液体都能应用。

4、测量精度高、测量范围广。

5、仪器外径可根据用户需求设计外径最小可达24mm。

附图说明

图1为本实用发明基于热力学的流量测量仪器的结构示意图；

图2为本实用发明基于热力学的流量测量仪器的另一结构示意图；

图3为本发明电子仪电路的原理图。

具体实施方式

以下参照图1至图3对本发明的技术方案进行进一步的描述。

实施例1

参照图1至图3，

一种基于热力学的流量计，所述基于热力学的流量计包括：

壳体1，壳体1的内部设置有贯穿壳体的过线管8；

设置在壳体1内的普通加热探头或高温加热探头3，以及PT1000温度传感器探头5；

其中：普通加热探头适应环境温度低于300℃，并通过高温导热硅胶将金属丝填充耦合于承压金属探头内；高温加热探头适应环境温度高于300℃，用镁粉将金属丝填充耦合于承压金属探头内静压成型；

普通加热探头或高温加热探头3设置在壳体1内一端，并且探头内设置有加热金属丝4，金属丝4通过导线接入电子仪，电子仪测控电路测定普通加热探头或高温加热探头3的电流和电压，PT1000温度传感器探头5设置在壳体流量测量通道内，测量流体环境温度，并与普通加热探头或高温加热探头3测定的温度、功率参数计算出流体流量。

此实施例中，PT1000温度传感器探头5设置在壳体1内部与普通加热探头或高温加热探头3对侧一端。

进一步地，所述普通加热探头或高温加热探头3至少设置有一个。

进一步地，所述壳体测量通道上设置有进水口2和出水口6。

进一步地，所述电子仪接头外壳与测量通道外壳连接，其连接处设置有 密封件7。

进一步地，所述测量通道的上端是仪器上接头9，上接头9和壳体的连接处设置有密封件10。

一种基于热力学的流量测量方法，其特征在于，包括有以下步骤：

(1)在井下流体内设置用于检测流体温度T1的PT1000温度传感器探头5，以及普通加热探头或高温加热探头3，用于检测加热探头温度T2；

(2)将所述PT1000温度传感器探头5及普通加热探头或高温加热探头3耦合接入电子仪12，电子仪12用于检测PT1000温度传感器探头5流体温度T1及检测普通加热探头或高温加热探头3温度T2，并控制普通加热探头或高温加热探头3控制温度的升降，并检测加热探头的功率P；

(3)采用恒功率法:即电子仪12对普通加热探头或高温加热探头3的激励加热功率进行电流、电压大小的采集和控制，使加热功率P＝I*V恒定不变，采集并计算出普通加热探头或高温加热探头3的温度T2；然后再采集流体环境温度T1，求出温差ΔT＝T2-T1，最后计算出流体质量流量Qm，即Qm＝f(ΔT，P)；

或者采用恒温差法：即电子仪12采集普通加热探头或高温加热探头3的温度T2，PT1000温度传感器探头5的流体温度T1，计算ΔT＝T2-T1，电子仪12通过调节普通加热探头或高温加热探头3的激励电压V和激励电流I的大小，使ΔT恒定于某个温度值，(如ΔT＝55℃)，电子仪12采集加热探头电压V、电流I，并求取P＝V*I，最后求取流体的质量流量Qm，即Qm＝f(P，ΔT)；

或者采用自由式法，即电子仪12控制普通加热探头或高温加热探头3的发热，采集其激励电压V、电流I，并计算加热功率P＝V*I，然后再采集计算普通加热探头或高温加热探头3的温度T2，流体温度T1，并计算ΔT＝T2-T1，最后求取流体的质量流量Qm，即Qm＝f(ΔT，P)。

实施例2

参照图2和图3

一种基于热力学的流量计，所述基于热力学的流量计包括：

壳体1，设置在壳体1内的普通加热探头或高温加热探头3，以及PT1000温度传感器探头5；

其中：普通加热探头适应环境温度低于300℃，并通过高温导热硅胶将金属丝填充耦合于承压金属探头内；高温加热探头适应环境温度高于300℃，用镁粉将金属丝填充耦合于承压金属探头内静压成型；

所述普通加热探头或高温加热探头3设置在壳体1内一端，探头内设置有钨丝、康铜丝、或其他合金丝中的一种，钨丝、康铜丝、或其他合金丝通过导线接入电子仪接头，并通过与电子仪接头耦合电路测定电流和电压，PT1000温度传感器探头5设置在壳体流量测量通道内，以便测量流体的环境温度，并与普通加热探头或高温加热探头3加热探头测定的温度、功率参数计算出流体流量。

此实施例中，PT1000温度传感器探头5设置在壳体1内部与普通加热探头或高温加热探头3同侧。

进一步地，所述普通加热探头或高温加热探头3至少设置有一个。

进一步地，所述壳体测量通道上设置有进水口2和出水口6。

进一步地，所述电子仪接头外壳与测量通道外壳连接，其连接处设置有密封件7。

进一步地，所述测量通道的上端是仪器上接头9，上接头9和壳体的连接处设置有密封件10。

一种基于热力学的流量测量方法，其特征在于，包括有以下步骤：

(1)在井下流体内设置用于检测流体温度T1的PT1000温度传感器探头5，以及普通加热探头或高温加热探头3，用于检测加热探头温度T2；

(2)将所述PT1000温度传感器探头5及普通加热探头或高温加热探头3耦合接入电子仪12，电子仪12用于检测PT1000温度传感器探头5流体温度T1及检测普通加热探头或高温加热探头3温度T2，并控制普通加热探头或高温加热探头3控制温度的升降，并检测T加热探头的功率P；

(3)采用恒功率法:即电子仪12对普通加热探头或高温加热探头3的激励加热功率进行电流、电压大小的采集和控制，使加热功率P＝I*V恒定不变，采集并计算出普通加热探头或高温加热探头3的温度T2；然后再采集流体环境温度T1，求出温差ΔT＝T2-T1，最后计算出流体质量流量Qm，即Qm＝f(ΔT，P)；

或者采用恒温差法：即电子仪12采集普通加热探头或高温加热探头3的温度T2，流量温度T1，计算ΔT＝T2-T1，电子仪12通过调节普通加热探头或高温加热探头3的激励电压V和激励电流I的大小，使ΔT恒定于某个温度值，(如ΔT＝55℃)，电子仪12采集加热探头电压V、电流I，并求取P＝V*I，最后求取流体的质量流量Qm，即Qm＝f(P，ΔT)；

或者采用自由式法，即电子仪12控制普通加热探头或高温加热探头3的发热，采集其激励电压V、电流I，并计算加热功率P＝V*I，然后再采集计算普通加热探头或高温加热探头3的温度T2，流体温度T1，并计算ΔT＝T2-T1，最后求取流体的质量流量Qm，即Qm＝f(ΔT，P)。

Claims (6)

1.一种基于热力学的流量计，其特征是，所述基于热力学的流量计包括：

壳体，壳体的内部设置有贯穿壳体的过线管；

设置在壳体内的普通加热探头或高温加热探头，其中：所述普通加热探头适应环境温度低于300℃，并通过高温导热硅胶将金属丝填充耦合于承压金属探头内；所述高温加热探头适应环境温度高于300℃，用镁粉将金属丝填充耦合于承压金属探头内静压成型；

以及设置在壳体内的PT1000温度传感器探头；

所述普通加热探头或高温加热探头设置在壳体内一端，所述金属丝通过导线接入电子仪接头，并通过与电子仪接头耦合电路测定电流和电压，所述PT1000温度传感器探头设置在壳体流量测量通道内，以便测量流体的环境温度，并结合普通加热探头或高温加热探头测定的温度、功率参数共同计算出流体流量。

2.根据权利要求1所述的一种基于热力学的流量计，其特征是，所述普通加热探头或高温加热探头至少设置有一个。

3.根据权利要求1所述的一种基于热力学的流量计，其特征是，所述金属丝为钨丝、康铜丝中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于热力学的流量计，其特征是，所述壳体测量通道上设置有进水口和出水口。

5.根据权利要求1所述的一种基于热力学的流量计，其特征是，所述电子仪接头外壳与测量通道外壳连接，其连接处设置有密封件。

6.根据权利要求1所述的一种基于热力学的流量计，其特征是，所述测量通道的上端是仪器上接头，上接头和壳体的连接处设置有密封件。