一种产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量系统的制作方法

本发明涉及产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量系统技术领域，具体为一种产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量系统。

背景技术：

产液剖面测井资料是油田开发方案制定和调整的重要依据，含水率测量是产液剖面测井的重要参数之一。目前，油田生产中广泛应用于垂直油井油水两相流含水率测量方法主要是阻抗式含水率计。阻抗式含水率计的工作原来是通过测量井下油水混合相电导率和其中水相电导率的比值来确定含水率。当集流伞撑开，进液口打开，进行油水混合相电导率的测量，称为混相值；当集流伞收拢，进液口密封，仪器在取样状态下进行水相电导率的测量，称为全水值。全水值与混相值的比值即为含水率相对响应，含水率相对响应的大小反映了待测流体含水率的大小,全水值的准确测量是含水率测量的关键因素。测井过程中需要不断的支伞、收伞，增加了仪器的不稳定的风险；如果收伞时进液口不能完全封闭，油相流体将进入到取样筒内，使全水值不能正常测量，导致含水率测量失败，不能获得准确的产液剖面测井资料。针对这类问题，设计了一种双传感器组合的含水率测量传感器及系统，在集流伞撑开进行混相值的动态测量，同时进行全水值的实时动态测量，不用对集流伞进行收伞的操作，实现了含水率的实时测量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种产液剖面测井用双传感器，包括混相值测量传感器1、与混相值测量传感器1连接的连接短接3、连接在连接短接3另一端的全水值测量传感器4、连接在连接短接3上混相值测量传感器1外侧处的混相值外壳2、连接在连接短接3上全水值测量传感器4外侧处的全水值外壳5；其中混相值测量传感器1包括下中心杆1-2、连接在下中心杆1-2一端的上连接螺纹1-1、连接在下中心杆1-2另一端的底座延长杆1-4、底座延长杆1-4上向其自由端靠近逐一开设有过线孔1-5、下连接螺纹1-6及下信号线过孔1-7，信号线通道1-3横向贯穿所述下中心杆1-2；所述底座延长杆1-4上连接有电极上座1-8，电极上座1-8上设有上座延长杆1-9，上座延长杆1-9上从左到右逐一设有混相值电极1-11、电极下座1-12、走线槽1-13、过线孔1-10及并紧帽1-14；混相值外壳2壁上设有上连接螺纹2-1、出液口2-2、下连接螺纹2-4，其内部设有液体流道2-3；连接短接3壁上从左到右逐一设有外上连接螺纹3-1、上o型圈凹槽3-2、下o型圈凹槽3-3、外下连接螺纹3-4，其内部设有走线通道3-7，连接短接3内壁的走线通道一侧设有内上连接螺纹3-5、另一侧设有内下连接螺纹3-6；外上连接螺纹3-1与全水值外壳的下连接螺纹5-1连接，外下连接螺纹3-4与混相值外壳的上连接螺纹2-1连接，内上连接螺纹3-5与全水值测量传感器的中心杆下连接螺纹4-7连接，内下连接螺纹3-6与下中心杆的上连接螺纹1-1连接；全水值测量传感器4包括上中心杆4-1、全水值电极底座4-2、全水值电极4-3、全水值电极上座4-4、走线槽4-5、过线孔4-6、信号线通道4-8、上并紧帽4-9，其中全水值电极上座4-4包括电极底座4-2、底座延长杆4-10、过线孔4-11；电极底座为非导电的有机玻璃材料，内径与上中心杆4-1的外径相同；全水值电极底座从上中心杆4-1的上端直接安装，并与连接短接3的上部靠紧。电极上座1-8的外径与下中心杆1-2的外径相同；全水值电极底座上端有过线孔4-11，是全水值电极的信号线过孔，过线孔4-11与上中心杆上的过线孔4-6对齐，使全水值电极的信号线通过，信号线从过线孔4-6进入信号线通道4-8向上连接，上中心杆4-1的上连接螺纹4-12螺纹连接；全水值外壳5包括下连接螺纹5-1、进水孔5-2、出水孔5-3、液体流道5-4、上连接螺纹5-5；全水值外壳5外径与仪器外径相同；下连接螺纹5-1与连接短接3螺纹连接的外上连接螺纹连接。

一种产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量系统，其特征在于：包括如下：在集流伞撑开进行混相值的动态测量，同时进行全水值的静态测量，不用对集流伞进行收伞的操作，实现了含水率的实时测量。所发明设计的双传感器组合实时含水率测量传感器与涡轮流量计及产液剖面测井用集流伞组合，可完成集流状态下含水率和流量的实时测量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量系统，该发明的优点在于所设计的用于产液剖面测井的双传感器组合实时含水率测量传感器及系统，仪器到井下产层进行测井时，集流伞撑开进行混相值的动态测量，同时进行全水值的动态实时测量，不用对集流伞进行收伞的操作，实现了含水率的实时测量。所发明所述双传感器组合实时含水率测量传感器与涡轮流量计及产液剖面测井用集流伞组合，可完成集流状态下含水率和流量的实时测量，提高了测井时效，提高产液剖面测井仪器的稳定性和可靠性，具有更广泛的现场适应性。

附图说明

图1是本发明所述产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量传感器及系统机械总装图；

图2是混相值测量传感器结构总装图；

图3是下中心杆结构示意图；

图4是混相值电极上座结构示意图；

图5是混相值电极结构示意图；

图6是混相值电极下座结构示意图；

图7是下并紧帽结构示意图；

图8是混相值外壳结构示意图；

图9是连接短接结构示意图；

图10是动态全水值测量传感器结构总装图；

图11是上中心杆结构示意图；

图12是全水值电极底座结构示意图；

图13是全水值电极结构示意图；

图14是全水值电极上座结构示意图；

图15是上并紧帽结构示意图；

图16是全水值外壳结构示意图；

1、混相值测量传感器2、混相值外壳3、连接短接4、全水值测量传感器5、全水值外壳5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-16，本发明提供一种技术方案：如图1所示，本发明所述产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量传感器及系统是由混相值测量传感器1、混相值外壳2、连接短接3、全水值测量传感器4、全水值外壳5组成。

图2是混相值测量传感器结构总装图，混相值测量传感器1包括下中心杆1-2、信号线通道1-3、电极上座1-8、混相值电极1-11、电极下座1-12、走线槽1-13、过线孔1-5、并紧帽1-14组成。

图3是下中心杆结构示意图，下中心杆包括上连接螺纹1-1、下中心杆1-2、信号线通道1-3、底座延长杆1-4、过线孔1-5、下连接螺纹1-6，下信号线过孔1-7。所述下中心杆为金属不锈钢材料，中心是空的，形成信号线通道1-3。上连接螺纹1-1与位于传感器上端的连接短接3连接，中心杆1-2的下部外径变小，形成一细长的底座延长杆1-4，底座延长杆1-4的外径与电极上座1-8的内径相同，电极上座1-8套在底座延长杆1-4的外面。过线孔1-5是混相值电极1-11的信号线过孔，信号线从过线孔1-5进入信号线通道1-3中向上连接。下连接螺纹1-6与位于传感器下端的涡轮流量计螺纹连接。

图4是混相值电极上座结构示意图，电极上座包括电极上座1-8、上座延长杆1-9、过线孔1-10。电极上座和上座延长杆是非导电的有机玻璃材料。电极上座1-8和上座延长杆1-9中间圆形空间的内径相同，并与下中心杆的底座延长杆1-4的外径相同，从底座延长杆1-4的下端直接安装底座延长杆的外面并靠紧。电极上座1-8的外径与下中心杆1-2的外径相同。上座延长杆1-9的顶端有过线孔1-10，过线孔的位置与下中心杆上的过线孔1-5对齐，使混相值电极的信号线通过。

图5是混相值电极1-11结构示意图，混相值电极是导电的不锈钢金属材料，电极内径与电极上座延长杆1-9的外径相同，从电极上座延长杆1-9的下端直接套入并靠紧，安装在上座延长杆1-9的外面。混相值电极1-11的外径与下中心杆1-2和电极上座1-8的外径相同。

图6是混相值电极下座结构示意图，电极下座包括电极下座1-12和走线槽1-13。混相值电极下座是非导电的有机玻璃材料。电极下座1-11安装在混相值电极上座延长杆1-9的外面，并与混相值电极1-11靠紧。电极下座1-12的内部有一凹型走线槽1-13。走线槽的顶端与下中心管上的过线孔1-5对齐，混相值电极1-11的信号线从走线槽1-13通过，并在过线孔1-5出进入信号线通道1-3。电极下座1-12的外径与混相值电极1-11和电极上座1-8的外径相同，内径与下中心杆的底座延长杆1-4的外径相同。

图7是下并紧帽1-14结构示意图，下并紧帽为金属不锈钢材料，外径与混相值电极1-11的外径相同，内侧有螺纹，与下中心杆的下连接螺纹1-6螺纹连接，并与混相值电极下座1-12靠紧，压紧混相值电极下座。

图8是混相值外壳结构示意图，包括上连接螺纹2-1、出液口2-2、液体流道2-3、下连接螺纹2-4。混相值外壳为金属不锈钢材料，外径与仪器外径相同。上连接螺纹2-1与连接短接3螺纹连接，下连接螺纹2-4与仪器下方的集流伞螺纹连接。混相值外壳安装在混相值测量传感器1的外侧，液体流道2-3中液体的流动方向为从左到右，即仪器垂直放置在油井中时，液体是从下向上流动的。待测液体经仪器安装的集流伞集流，从集流伞进液口进入到仪器内部，在仪器内部从下向上流过混相值测量传感器时，进行混相值测量，再从出液口2-2流回到井筒中。

图9是连接短接3结构示意图，包括外上连接螺纹3-1、上o型圈凹槽3-2、下o型圈凹槽3-3、外下连接螺纹3-4、内上连接螺纹3-5、内下连接螺纹3-6、走线通道3-7。连接短接为金属不锈钢材料，外径与仪器外径相同，用于连接上、下两部分的全水值测量传感器和混相值测量传感器及全水值外壳5和混相值外壳2。外上连接螺纹3-1与全水值外壳的下连接螺纹5-1连接，外下连接螺纹3-4与混相值外壳的上连接螺纹2-1连接，内上连接螺纹3-5与全水值测量传感器的中心杆下连接螺纹4-7连接，内下连接螺纹3-6与下中心杆的上连接螺纹1-1连接。

图10是动态全水值测量传感器结构总装图，包括下中心杆4-1、全水值电极底座4-2、全水值电极4-3、全水值电极上座4-4、走线槽4-5、过线孔4-6、信号线通道4-8、上并紧帽4-9。

图11是上中心杆结构示意图，包括上中心杆4-1、过线孔4-6、下连接螺纹4-7、信号线通道4-8、上连接螺纹4-12。上中心杆为金属不锈钢材料，安装在连接短接3的上部，通过下连接螺纹4-7与连接短接的内上连接螺纹3-5连接。上中心杆中心的信号线通道4-8与连接短接的走线通道3-7及下中心杆的信号线通道1-3连通，内径相同。过线孔4-6是全水值电极4-3的信号线过孔，信号线从过线孔4-6进入信号线通道4-8向上连接。上连接螺纹4-12与上并紧帽4-9连接。

图12是全水值电极底座结构示意图，全水值电极底座包括电极底座4-2、底座延长杆4-10、过线孔4-11。电极底座为非导电的有机玻璃材料，内径与上中心杆4-1的外径相同。全水值电极底座从上中心杆4-1的上端直接安装，并与连接短接3的上部靠紧。电极上座1-8的外径与下中心杆1-2的外径相同。全水值电极底座上端有过线孔4-11，是全水值电极的信号线过孔，过线孔4-11与上中心杆上的过线孔4-6对齐，使全水值电极的信号线通过，信号线从过线孔4-6进入信号线通道4-8向上连接。

图13是全水值电极4-3结构示意图，全水值电极是导电的不锈钢金属材料，电极内径与电极上底座延长杆4-10的外径相同，从电极底座延长杆的上端直接套入并靠紧，安装在底座延长杆4-10的外面。全水值电极的外径与电极底座4-2的外径相同。

图14是全水值电极上座结构示意图，包括电极上座4-4和走线槽4-5。全水值电极上座是非导电的有机玻璃材料。电极上座安装在全水值电极底座延长杆4-10的外面，并与全水值电极4-3靠紧。电极上座4-4的内部有一凹型走线槽4-5。走线槽的顶端与上中心管上的过线孔4-6对齐，全水值电极4-3的信号线从走线槽4-5通过，并在过线孔4-6出进入信号线通道4-8。

图15是上并紧帽4-9结构示意图，上并紧帽为金属不锈钢材料，内侧有螺纹，与上中心杆的上连接螺纹4-12螺纹连接。

图16是全水值外壳结构示意图，包括下连接螺纹5-1、进水孔5-2、出水孔5-3、液体流道5-4、上连接螺纹5-5。全水值外壳为金属不锈钢材料，外径与仪器外径相同。下连接螺纹5-1与连接短接3螺纹连接的外上连接螺纹连接，上连接螺纹5-5与仪器上方的其他短接连接。全水值外壳安装在全水值测量传感器4的外侧。当待测液体从下向上流动时，重质相的水从进水孔进入到仪器内部，进行全水值测量，再从出水孔流回到井筒中。

本发明所述产液剖面测井用双传感器组合实时含水率测量的装配过程简要描述如下：

混相值测量传感器的安装过程：下中心杆1-2的上连接螺纹1-1与位于传感器上端连接短接3的内下连接螺纹连接3-6，混相值电极上座1-8从下中心杆的下端直接安装在底座延长杆的外面并靠紧。混相值电极上座顶端过线孔1-10的位置与下中心杆上的过线孔1-5对齐。混相值电极1-11连接好信号线后，从电极上座延长杆1-9的下端安装在并靠紧，安装在上座延长杆1-9的外面。电极下座1-11安装在混相值电极上座延长杆1-9的外面，并与混相值电极1-11靠紧。安装时要注意混相值电极信号线要正好从走线槽1-13通过，并在过线孔1-5处进入信号线通道1-3，向上连接信号线。下中心杆1-2的下连接螺纹1-6与位于传感器下端的涡轮流量计螺纹连接。

混相值外壳2安装在混相值测量传感器1的外侧，混相值外壳2的上连接螺纹2-1与连接短接3螺纹连接，下连接螺纹2-4与仪器下方的集流伞螺纹连接。液体流道2-3中液体的流动方向为从左到右，即仪器垂直放置在油井中时，液体是从下向上流动的。待测液体经仪器安装的集流伞集流，从集流伞进液口进入到仪器内部，在仪器内部从下向上流过混相值测量传感器时，进行混相值测量，再从出液口2-2流回到井筒中。

连接短接3用于连接上、下两部分的全水值测量传感器和混相值测量传感器及全水值外壳5和混相值外壳2。外上连接螺纹3-1与全水值外壳的下连接螺纹5-1连接，外下连接螺纹3-4与混相值外壳的上连接螺纹2-1连接，内上连接螺纹3-5与全水值测量传感器的中心杆下连接螺纹4-7连接，内下连接螺纹3-6与下中心杆的上连接螺纹1-1连接。

动态全水值测量传感器安装过程：上中心杆安装在连接短接3的上部，通过下连接螺纹4-7与连接短接的内上连接螺纹3-5连接。上中心杆中心的信号线通道4-8与连接短接的走线通道3-7及下中心杆的信号线通道1-3连通，内径相同。全水值电极底座4-2从上中心杆4-1的上端直接安装，并与连接短接3的上部靠紧。全水值电极底座上端过线孔4-11与上中心杆上的过线孔4-6对齐。全水值电极4-3连接好信号线后，从电极底座延长杆4-10的上端直接套入并靠紧，安装在底座延长杆4-10的外面。全水值电极上座4-4安装在全水值电极底座延长杆4-10的外面，并与全水值电极4-3靠紧。安装时要注意全水值电极4-3的信号线从走线槽4-5通过，并在过线孔4-6出进入信号线通道4-8，向上连接信号线。当待测液体从下向上流动时，重质相的水从进水孔进入到仪器内部，进行全水值测量，再从出水孔流回到井筒中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，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在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。