蒸汽干度测量装置的制作方法

本实用新型涉及蒸汽干度测量技术领域，特别涉及一种蒸汽干度测量装置。

背景技术：

辽河油田是我国最大的稠油生产基地，目前辽河油田主要以蒸汽吞吐、蒸汽驱及蒸汽辅助重力泄油(SAGD)等开发方式为主，在开发过程中，为了合理的调整注汽参数，需要在蒸汽生产及注入的过程中对蒸汽干度参数进行测量，以便准确的分析和掌握注汽效果，提高热采效率，因此对蒸汽干度的精确测量意义重大。传统干度测量方法通常采用人工化验法，在油田热注作业中被广泛采用，该方法的测量精度较高，但不能实时在线测试，其测试的结果不能真实连续的反应整个生产过程的蒸汽干度，且人工劳动强度大。在其它方法中也可以用传统的流量测量仪表和密度测量仪表的组合测试方法，如利用涡轮流量计、中子密度计及其组合方法，但这些放射性测量仪表比较脆弱且缺乏必要防护措施，井下环境复杂，下入井下安全性能难以保证，因此难以大规模推广。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种蒸汽干度测量装置，其能够解决在蒸汽注入井下的过程中难以对井下的蒸汽干度参数进行实时测量的问题。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种蒸汽干度测量装置，包括：

蒸汽干度测量单元，所述蒸汽干度测量单元包括：沿轴线延伸的第一管体；穿设在所述第一管体内的第二管体，所述第一管体与第二管体之间形成流道，所述第二管体的侧壁上开设有贯穿孔，所述第二管体的内部设置有第一隔板，所述第一隔板将所述第二管体的内部分隔成第一腔室和第二腔室，所述贯穿孔位于所述第一腔室处的第二管体的侧壁上，所述第一隔板的上端开设有连通所述第一腔室和第二腔室的第一连通孔，所述第一隔板的下端开设有连通所述第一腔室和第二腔室的第二连通孔；用于对第二腔室内的分界面位置进行测量的相界面测量装置；

用于测量压力的压力测量单元；

用于测量温度的温度测量单元；

与所述蒸汽干度测量单元、所述压力测量单元、所述温度测量单元相电性连接的控制单元，其用于接收所述蒸汽干度测量单元、所述压力传感器、所述温度传感器的数据并进行处理和存储。

在一个优选的实施方式中，所述贯穿孔至少位于所述第二管体的上侧壁和下侧壁上。

在一个优选的实施方式中，所述相界面测量装置与所述第二腔室之间设置有第二隔板，所述第二隔板沿竖直方向设置。

在一个优选的实施方式中，所述第一隔板沿竖直方向设置。

在一个优选的实施方式中，所述相界面测量装置上连接有扶正器。

在一个优选的实施方式中，所述第二管体和所述相界面测量装置均设置在所述第一管体内部。

在一个优选的实施方式中，所述第一管体与所述第二管体沿横向设置。

在一个优选的实施方式中，所述第一管体与第二管体之间形成的所述流道至少位于所述第二管体上方和所述第二管体下方。

在一个优选的实施方式中，所述压力测量单元为压力传感器。

在一个优选的实施方式中，所述温度测量单元为温度传感器。

在一个优选的实施方式中，所述蒸汽干度测量装置还包括用于为控制单元供电的电源。

在一个优选的实施方式中，所述蒸汽干度测量装置还包括保温装置，所述电源和所述控制单元设置在所述保温装置的内部。

在一个优选的实施方式中，所述保温装置的一端连接有打捞头。

在一个优选的实施方式中，所述控制单元包括控制器和存储器，所述控制器用于接收所述蒸汽干度测量单元、所述压力传感单元、所述温度传感单元的数据并进行处理，所述存储器用于对经所述控制器处理后的数据进行存储。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

本实用新型中蒸汽干度测量装置可以一次完成注蒸汽井的温度、压力和蒸汽干度数据的实时采集，其能够真实连续的反应整个生产过程的蒸汽干度。其中，蒸汽干度测量装置中的蒸汽干度测量单元采用汽水分相式测量的方式，数据稳定可靠不受汽水流型流态影响，精度高，同时人工劳动强度大大降低。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中蒸汽干度测量装置中蒸汽干度测量单元的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中蒸汽干度测量装置的整体结构示意图。

图3为本实用新型实施例中蒸汽干度测量装置的电路结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、蒸汽干度测量单元；11、第一管体；12、第二管体；121、贯穿孔；122、第一隔板；1221、第一连通孔；1222、第二连通孔；123、第一腔室；124、第二腔室；13、相界面测量装置；14、第二隔板；15、扶正器；16、流道；2、压力测量单元；3、温度测量单元；4、控制单元；41、控制器；42、存储器；5、电源；6、保温装置；7、打捞头。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在油田开发过程中，为了合理的调整注汽参数，在蒸汽生产或注入的过程中对井下的蒸汽干度参数进行实时测量，以便准确的分析和掌握注汽效果，提高热采效率，在本实用新型的实施例中提出了一种蒸汽干度测量装置，图1为本实用新型实施例中蒸汽干度测量装置中蒸汽干度测量单元1的结构示意图，图3为本实用新型实施例中蒸汽干度测量装置的电路结构示意图，如图1、图3所示，该蒸汽干度测量装置包括：蒸汽干度测量单元1，用于测量压力的压力测量单元2；用于测量温度的温度测量单元3；与蒸汽干度测量单元1、压力测量单元2、温度测量单元3相电性连接的控制单元4，其用于接收蒸汽干度测量单元1、压力传感器、温度传感器的数据并进行处理和存储。蒸汽干度测量单元1包括：沿轴线延伸的第一管体11；穿设在第一管体11内的第二管体12，第一管体11与第二管体12之间形成流道16，第二管体12的侧壁上开设有贯穿孔121，第二管体12的内部设置有第一隔板122，第一隔板122将第二管体12的内部分隔成第一腔室123和第二腔室124，贯穿孔121位于第一腔室123处的第二管体12的侧壁上，第一隔板122的上端开设有连通第一腔室123和第二腔室124的第一连通孔1221，第一隔板122的下端开设有连通第一腔室123和第二腔室124的第二连通孔1222；用于对第二腔室124内的分界面位置进行测量的相界面测量装置13。

在蒸汽生产或注入的过程中，将本蒸汽干度测量装置一起下入井下，当井下汽水两相流通过流道16时，汽水两相流可以通过第二管体12的贯穿孔121自由进出第一腔室123。在第一腔室123内，由于重力的作用，汽水会发生分离，汇聚在第一腔室123顶部的蒸汽通过第一连通孔1221与第二腔室124的上部相连通，而底部的水则通过第二连通孔1222与第二腔室124的下部相连通。在第二腔室124中的汽水会出现一个分界面，由于从流道16经过第一腔室123再到第二腔室124，都是相互连通的，且连通的形式与连通器相似，根据连通器原理，三者内部的流体柱具有相同的重位压力差或相同的等效密度，因此当汽水的蒸汽干度发生变化时，其等效密度必然发生变化，从而引起第二腔室124内的分界面位置发生变化，因此分界面的位置变化就反应了蒸汽干度值的大小，通过相界面测量装置13检测第二腔室124中汽水分界面的位置就可以准确的确定蒸汽干度值的大小。通过压力测量单元2和温度测量单元3分别测量得到井下的温度和压力，控制单元4接收蒸汽干度测量单元1、压力传感器、温度传感器的数据通过处理，最终可以得到实时井下不同压力和温度下的蒸汽干度值，并将实时数据进行存储。

为了更好的了解本蒸汽干度测量装置，下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示，蒸汽干度测量单元1中的第一管体11大致呈水平设置，第一管体11横截面可以为各种形状，在此不做任何限制。第一管体11的具有两端，其中至少有一端的开口为敞开状态，如此保证汽水两相流可以流入第一管体11的内部。

第二管体12穿设在第一管体11中，一般而言，第二管体12位于第一管体11内，其同样大致沿水平横向方向设置。述第一管体11与第二管体12之间形成流道16，第二管体12的侧壁上开设有贯穿孔121。第一管体11与第二管体12之间形成的流道16至少位于第二管体12上方和第二管体12下方。贯穿孔121至少位于第二管体12的上侧壁和下侧壁上。上述结构使得汽水两相流可以从第二管体12的上侧壁的贯穿孔121流入流出第二管体12内，也可以从第二管体12的下侧壁的贯穿孔121流入流出第二管体12内，即充分保证第一管体11内与第二管体12内保证连通状态，原理与连通器相似。

第二管体12的内部设置有第一隔板122。第一隔板122可以沿竖直方向设置。第一隔板122将第二管体12的内部分隔成第一腔室123和第二腔室124，贯穿孔121位于第一腔室123处的第二管体12的侧壁上，位于第一腔室123处的第二管体12的一端呈封闭状态。第一隔板122的上端开设有连通第一腔室123和第二腔室124的第一连通孔1221，第一隔板122的下端开设有连通第一腔室123和第二腔室124的第二连通孔1222，如此使得第二腔室124与第一腔室123处于连通状态，原理与连通器相似。

第二管体12的另一端可以设置有用于对第二腔室124内的分界面位置进行测量的相界面测量装置13。相界面测量装置13可以设置在第一管体11内部。相界面测量装置13与第二腔室124之间设置有第二隔板14，第二隔板14沿竖直方向设置。当第二腔室124中的汽水出现一个分界面后，相界面测量装置13可以测量第二隔板14上汽水分界面的位置就可以准确的确定蒸汽干度值的大小。

相界面测量装置13上连接有扶正器15，该扶正器15可以设置在相界面测量装置13于第一管体11之间，其用于对第二管体12、相界面测量装置13其扶正作用，进而提高相界面测量装置13测量的精度。

在本实用新型蒸汽干度测量装置中的压力测量单元2可以为压力传感器，当然的其它任何可以测量压力的装置或仪器均可以在本蒸汽干度测量装置中使用，在此不作任何限制。

在本实用新型蒸汽干度测量装置中的温度测量单元3可以为温度传感器，当然的其它任何可以测量温度的装置或仪器均可以在本蒸汽干度测量装置中使用，在此不作任何限制。

控制单元4可以与蒸汽干度测量单元1、压力测量单元2、温度测量单元3相电性连接，其用于接收蒸汽干度测量单元1、压力传感器、温度传感器的数据并进行处理和存储。具体而言，控制单元4可以包括控制器41和存储器42，控制器41用于接收蒸汽干度测量单元1、压力传感单元、温度传感单元的数据并进行处理，存储器42用于对经控制器41处理后的数据进行存储。

图2为本实用新型实施例中蒸汽干度测量装置的整体结构示意图，如图2所示，蒸汽干度测量装置中还可以包括用于为控制单元4供电的电源5，当然的通过控制单元4，该电源5也可以间接的为蒸汽干度测量单元1、压力传感器和温度传感器等供电。蒸汽干度测量装置还可以包括保温装置5，电源5和控制单元4设置在保温装置5的内部，当然的，蒸汽干度测量单元1、压力传感单元、温度传感单元也可以部分的位于保温装置5内部，为了能够保证测量，仅测量单元中的感应或测量元件位于保温装置5外部即可，如此可以保证上述部件不受蒸汽压力、温度、以及水汽的影响，进而避免造成损伤。保温装置5可以为具有一定隔热、抗压、密封效果的壳体即可。在保温装置5的一端还可以连接有打捞头7，其可以用于整个仪器在井下的上提或者下放。

本实用新型中蒸汽干度测量装置可以一次完成注蒸汽井的温度、压力和蒸汽干度数据的实时采集，其能够真实连续的反应整个生产过程的蒸汽干度。其中，蒸汽干度测量装置中的蒸汽干度测量单元1采用汽水分相式测量的方式，数据稳定可靠不受汽水流型流态影响，精度高，同时人工劳动强度大大降低。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。