一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石油生产测井领域仪器的驱动电路，尤其是涉及一种用于水平井油气水三相流分层流条件下动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路。
【背景技术】
[0002]含水率一直是国内外油田测井中多相流检测的重要参数之一，随着油田的不断开发，水平井及大斜井开发技术被广泛采用，且油井中含水率不断升高。因此，在低流速、低产液、高含水的水平井油水两相流或油气水三相流分层流条件下，进行含水率测量的研宄更是油田生产的迫切需要。
[0003]电导传感器原理是基于连续的导电相(例如水相)和离散的非导电相(例如油相)构成的两相体系的混相电导率决定于离散相体积分数和连续相电导率，测得混相电导率并对连续相电导率进行校正，便可确定离散相体积分数。电导传感器由镶嵌在绝缘管道内壁上的四个圆环形不锈钢电极组成，用于测量混相电导率。外面一对作为激励电极，中间一对作为测量电极，待测流体由管道内部流过。两供电电极之间施加以幅度恒定的交变电流。两测量电极之间的电势差信号经放大、滤波后，输出的电压信号表征了油水混合物的组分和水电导率变化。对水的电导率进行校正，便可确定持水率。新设计研制的全水测量周向阵列传感器的工作原理也与电导传感器类似，用于测量水相电导率。
[0004]但由于在实际测井中，测井仪的外壳为导电材料且与大地连接，传统传感器驱动电路的激励控制电路的地端与仪器外壳直接相连，其必将造成激励电极输入电流的分流，且该分流会随传感器内流体组分的变化而变化，致使传感器被测区域内的电流不恒定，从而严重影响持水率的测量精度。以往通常解决激励分流问题的做法是改变和优化传感器结构，如增大传感器绝缘管段的长度，以增加激励电极和仪器外壳间流体的阻抗，从而达到减小激励电流分流的目的；但因井下仪器长度有限，绝缘管段不可能太长，此时激励电流依然存在漏失，从而影响测量精度。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是为解决上述不足，提供一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，包括阵列全水传感器、激励控制电路、信号处理电路、供电及信号耦合电路和电源产生电路，阵列全水传感器连接激励控制电路，激励控制电路连接信号处理电路，信号处理电路连接供电及信号耦合电路，供电及信号耦合电路连接电源产生电路，电源产生电路分别连接激励控制电路、供电及信号耦合电路和信号处理电路。
[0008]本实用新型还有这样一些技术特征:
[0009]所述的激励控制电路包括多路程控开关电路和交流激励源电路，多路程控开关电路连接交流激励源电路。
[0010]所述的激励控制电路中采用OV作为地端，VCC和VSS作为供电电源。
[0011]所述的信号处理电路包括差分放大电路和压频转换电路，差分放大电路连接压频转换电路。
[0012]所述的交流激励源电路为阵列全水传感器提供恒定交流激励信号，所述的多路程控开关电路依次循环控制阵列全水传感器的选通。
[0013]本实用新型具有如下有益的效果:
[0014]本实用新型的电路设计合理、稳定性强，可有效抑制阵列全水传感器进行水平井流体全水值测量时激励电流的分流，从而提高全水值测量的精度，进而提高井下流体含水率测量的精度。
【附图说明】
[0015]图1本实用新型的整体结构示意图；
[0016]图2本实用新型的激励控制电路图；
[0017]图3本实用新型的多路程控开关电路图；
[0018]图4本实用新型的信号处理电路图；
[0019]图5本实用新型的电源产生电路图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
[0021]实施例1
[0022]一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，包括阵列全水传感器1、激励控制电路2、信号处理电路3、供电及信号耦合电路4和电源产生电路5，阵列全水传感器I连接激励控制电路2，激励控制电路2连接信号处理电路3，信号处理电路3连接供电及信号耦合电路4，供电及信号耦合电路4连接电源产生电路5，电源产生电路5分别连接激励控制电路2、供电及信号耦合电路4和信号处理电路3，所述的激励控制电路2包括多路程控开关电路7和交流激励源电路6，多路程控开关电路7连接交流激励源电路6，所述的激励控制电路2中采用OV作为地端，VCC和VSS作为供电电源，所述的信号处理电路3包括差分放大电路8和压频转换电路9，差分放大电路8连接压频转换电路9，所述的交流激励源电路6为阵列全水传感器I提供恒定交流激励信号，所述的多路程控开关电路7依次循环控制阵列全水传感器I的选通。
[0023]实施例2
[0024]如图2-图4所示，测量系统的工作过程:激励控制电路中交流激励源电路提供交流恒流激励控制信号OUT1，将得到的交流恒流激励控制信号OUTl通过多路程控开关电路控制分别依次选通并加到阵列全水传感器的激励电极Ei和测量电极^上，导电介质流过全水传感器的激励电极Ei和测量电极M i时将产生一定的阻抗信号Qin+和Qin-，即全水传感器测量信号，测量信号经过差分放大和压频转换处理后得到频率信号Qom，由信号耦合电路经单芯电缆传送出去，并在上位机进行进一步的分析处理。
[0025]如图5所示，系统供电为VIN，电源产生电路中的UlO和Ull分别为信号处理电路提供电压V+、V-和GND，U9为激励控制电路提供电压VCC、VSS和OV，U3为多路程控开关电路提供电压VDD;由于OV和仪器外壳(GND)之间的阻抗足够大，因此，本实用新型采用双电源供电，激励控制电路中采用OV作为地端，VCC和VSS作为供电电源，从而达到抑制激励电流分流的目的，进而提高测量精度。
【主权项】
1.一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，包括阵列全水传感器、激励控制电路、信号处理电路、供电及信号耦合电路和电源产生电路，其特征在于:阵列全水传感器连接激励控制电路，激励控制电路连接信号处理电路，信号处理电路连接供电及信号耦合电路，供电及信号耦合电路连接电源产生电路，电源产生电路分别连接激励控制电路、供电及信号耦合电路和信号处理电路。
2.如权利要求1所述的一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，其特征在于:所述的激励控制电路包括多路程控开关电路和交流激励源电路，多路程控开关电路连接交流激励源电路。
3.如权利要求1所述的一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，其特征在于:所述的激励控制电路中采用OV作为地端，VCC和VSS作为供电电源。
4.如权利要求1所述的一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，其特征在于:所述的信号处理电路包括差分放大电路和压频转换电路，差分放大电路连接压频转换电路。
5.如权利要求2所述的一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，其特征在于:所述的交流激励源电路为阵列全水传感器提供恒定交流激励信号，所述的多路程控开关电路依次循环控制阵列全水传感器的选通。
【专利摘要】本实用新型提供一种水平井动态全水测量的周向阵列传感器驱动电路，包括阵列全水传感器、激励控制电路、信号处理电路、供电及信号耦合电路和电源产生电路，阵列全水传感器连接激励控制电路，激励控制电路连接信号处理电路，信号处理电路连接供电及信号耦合电路，供电及信号耦合电路连接电源产生电路，电源产生电路分别连接激励控制电路、供电及信号耦合电路和信号处理电路，本实用新型的电路设计合理、稳定性强，可有效抑制阵列全水传感器进行水平井井下流体全水值测量时激励电流的分流，从而提高全水值测量的精度，进而提高井下流体含水率测量的精度。
【IPC分类】E21B47-00
【公开号】CN204552733
【申请号】CN201520223256
【发明人】孔令富, 李雷, 孔维航, 刘兴斌, 李军, 李英伟, 解娜, 杜胜雪, 孙娜, 谢贝贝
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月14日