专利名称:磁耦合流量测试仪的制作方法
本发明属于油田测试油、水井井下流量的测试仪器。
本发明包括一个总的发明构思而形成的三种不同用途的井下流量测试仪。它们是磁耦合井径流量测试仪，用于油井井下流量的测试，并可测量油井的井径；吸水剖面测试仪，用于笼统注水井吸水剖面的测试；分层配注井测试仪，用于分层配注井吸水量的测试。
井下流量测试仪是用来测试生产井各油层段的产量和测试注水井各分层注入量的仪器。目前世界上较为先进的井下流量测试仪大部分采用的是涡轮流量计，涡轮流量计一般为电子式仪器，测量元件为涡轮，测试性能稳定，测量精度高。但针对我国油田目前状况，仍存在以下不适宜的地方1.测试工艺复杂。由于现有涡轮流量计一般为电子式仪器，相应地增加了不少测试设备，工作人员，并要求测试车辆成龙配套。例如测一口井，需用车辆5辆，工作人员14～16人。这对于边远井、井场及路况条件不好的生产井来说，极不适宜。对于无电源的边远井来说，根本无法测试。
2.测试成本过高。由于仪器成本高，一支井下流量计上万元，加上测试工艺的复杂，人员、车辆的配备，从而提高了测试成本。
3.启动排量较高。对于低产井来说，高启动排量的仪器是根本无法测试出低产井的流量。
4.使用、维修不便。维修必须配备专门的技术人员和相应的电子仪器设备。
本发明针对涡轮流量计存在的以上不足之处进行了改进。其目的在于以适应我国目前油田现状为前提，设计出机械式涡轮流量计，测量部分采用磁耦合原理，它是一种能满足现场需要的井下流量测试仪。它应该具备1.能适合边远井、井场、路况条件不好的井的测试，甚至可以用井场上的清蜡绞车，免除过多的车辆进入井场，尤其可用于无电源井的测试工作；2.测试工艺简单，测试成本低；3.启动排量低，测试精度高，资料可靠；4.使用、维修方便；5.一种仪器多功能，不但可以测试油井，稍加改装后又可以测试注水井。
本发明的设计思想是为了满足边远井，无电源井的测试工作和降低测试成本。本发明设计的出发点是将电子式涡轮流量计改为机械式涡轮流量计，测量元件仍然使用涡轮，以保证仪器的测试精度，测量部分采用了磁耦合原理，以达到测试的目的。这一设想不仅成功地解决了边远井、无电源井的测试，而且测试工艺简单，测试成本大为降低。
本发明的特征是1.为了把涡轮的旋转和井径弹簧片的径向移动转换为记录装置机械式移动，把磁耦合原理应用到井下流量测试仪器中，从而获取井下流量和井径测试曲线。
2.为了测试低产井的流量，必须降低仪器的启动排量，为此而设计了自封式集流伞。
3.为了使仪器既能测油井，又能测水井，而采用了仪器分节组装的方式。只要换下部分部件，安装上其它部件，即可将测油井的仪器改为测注水井仪器，大大提高了仪器的使用率。
图1是磁耦合井径流量测试仪整体剖视图。该仪器由A、B两段组成。
图2是磁耦合井径流量测试仪的A段部分剖视图。A段为集流伞控制装置部分。
图3是磁耦合井径流量测试仪的B段部分剖视图。B段为涡轮部分、记录部分、井径部分和集流伞组成。
图4是自封式集流伞示意图。
图5是吸水剖面测试仪整体剖视图，由A、B两段组成。
图6是吸水剖面测试仪的A段剖视图，A段是集流伞控制装置部分。
图7是吸水剖面测试仪的B段剖视图，集流伞倒装。
图8是分层配注测试仪的B段剖面图，B段去掉了，吸水剖面测试仪的井径部分、集流伞和集流伞的控制装置。A段是一普通测井用的测试密封段，故省略。
下面结合附图做详细说明磁耦合井径流量测试仪是由涡轮部分、记录部分、井径部分、集流伞及控制装置等部分组成。见附图(1)。
众所周知，磁体的重要性质就是同性相斥，异性相吸。根据这一特性，把两个磁块同轴地悬挂起来，当其中一个磁块旋转时，另一个对应的磁块也会同时，同方向，同步地旋转起来，这种现象称之为磁耦合。
根据磁耦合原理，我们将其中的一个磁块(见附图3)固定在涡轮(2)上，作为主动磁块(3)。另一个装在记录装置上，作为被动磁块(4)。当液体冲击轮涡时，涡轮(2)和固定在上面的主动磁块(3)旋转起来。在一定范围内，涡轮旋转的频率与液体的流量成正比。由于磁耦合作用，固定在记录装置上的被动磁块(4)带动记录装置旋转，推动记录笔开始工作。同时记录纸(5)在机械钟(6)的带动下转动，即得出涡轮转数与时间的关系曲线，从而求出流量值。
为了能测得低产井的流量，必须降低仪器的启动排量。其结构采用在仪器上加集流装置。电子式涡轮流量计的集流装置均用电机为动力，由于本发明不使用电源，故设计了自封式集流伞，集流伞用可折叠的软质材料制做，并具有一定的抗拉力、耐磨力。伞由三段组成，(11)为伞顶、圆柱状，作用是将集流伞固定在仪器中心管上；(12)为伞体，圆台状；(13)为密封段，圆柱状。密封段直径略大于套管直径，密封段下端固定在扶正器井径弹簧片上。
为保证仪器下井顺利，保护集流伞在下井过程中不至于被挂坏，该仪器设置了集流伞控制装置，见附图(2)，控制装置由护套(21)、弹簧(22)、锁球(23)、顶杆(24)等组成。下井前，集流伞套上护套(21)为收笼状态，护套用锁球锁住。弹簧被压缩。集流伞的打开依靠的是井口上设置的重锤装置。当仪器下放到井内测试位置时，松开井口上重锤的固定螺丝，重锤沿下井钢丝自行落下，落在顶杆上，顶杆下移，推开锁球，弹簧由压缩状态变为自由状态，此时护套上移，集流伞立即打开。当液体进入集流伞(12)时，集流伞的密封段(13)紧贴于套管壁上，达到了较好的集流效果。0.85kg重的重锤为最佳重锤质量，它可以有足够的冲击力将集流伞打开，同时又不会由于冲击力过大而把下井钢丝拉断。
测量井下流量时，有的井存在着直径不规则的现象，由于一定的流量通过不同的截面，流速则不相同，因此在测量直径不规则的井的时候，必须要同时测量井径，以提高测量精度。
该仪器井径部分由主动磁环(9)、被动磁环(10)、扶正器(7)弹簧等零件组成。仪器下井后，当井径发生变化，立即引起扶正器接头(7)上井径弹簧片(8)的径向变化，这种变化使装在扶正器接头上的主动磁环(9)产生轴向位移，由于磁耦合作用，被动磁环(10)也随之移动，带动记录笔在记录纸上画出井径变化的曲线。此外井径的记录曲线还可以用来证明集流伞是否打开，为测试低排量井的流量提供可靠的依据。
为了使一种仪器多功能使用，既可以测量油井流量，又可以用来测量注水井流量，本发明把仪器设计为分节组装式。只要将磁耦合井径流量测试仪的涡轮筒改变位置，改进其进液的方向，再将集流伞(12)进行倒装，就可以用于笼统注水井吸水剖面的测试，该仪器进行改装后称为吸水剖面测试仪，见附图(5)、(6)、(7)。
当去掉了吸水剖面测试仪的井径部分、集流伞及集流伞的控制装置，而在仪器上端接一普通测井用的测试密封段，就可以实现测试分层配注井的注入量。该仪器称之为分层配注井测试仪，见附图(8)。
具体的实施过程仪器用清蜡绞车或试井车的钢网连接，从井口下入井内预定位置，松开井口上重锤的固定螺丝，重锤即沿钢丝自行下落，当重锤撞击到集流伞的控制装置时，集流伞(12)立即打开并处于工作状态，与此同时，液体开始经集流伞集流后流进涡轮，涡轮旋转带动主动磁块(3)旋转，同时被动磁块(4)也随之旋转，带动记录装置旋转，推动记录笔记录下测试曲线。测试工作完毕，仪器从井下用绞车提出井外，取出测试曲线，对测试资料进行解释，即得出井下流量值。
权利要求
1.一种井下流量测试仪，本发明的特征是在涡轮部分上安置了一个主动磁块(3)，记录装置上安置了一个被动磁块(4)。测试仪由涡轮部分、记录部分、井径部分、集流伞和集流伞控制装置组成。
2.根据权利要求
1所述的井下流量测试仪，其特征在于在该仪器的中心管上设置了一个自封式集流伞，集流伞由抗拉、可折叠的软质材料制做。
3.根据权利要求
1所述的井下流量测试仪，其特征在于集流伞的控制装置由护套、弹簧、锁球和顶杆组成。
4.根据权利要求
3所述的井下流量测试仪，其特征在于控制机构的操作由井口下放重锤的冲击力进行，重锤设计的最佳质量为0.85kg。
5.根据权利要求
1所述的井下流量测试仪，其特征是测试仪在测量井径部分安置了一个主动磁环(9)，和一个被动磁环(10)。
6.根据权利要求
1、2所述的井下流量测试仪，其特征在于将集流伞倒装，改变涡轮的位置，就可以测试笼统注水井吸水剖面。
7.根据权利要求
1所述的井下流量测试仪，其特征在于仪器设计为分节组装，拆换下该仪器的井径部分、集流伞及控制机构，安装上一节测试密封段，就可以测试分层配注注水井。
专利摘要
本实用新型是用于油田测试油、水井井下流量的生产测试仪器。本实用新型利用磁耦合原理，将测量元件涡轮的旋转和井径弹簧片的径向移动转换为记录机构的机械能，从而获得井下流量和井径测试曲线。本实用新型测试工艺简单，测试成本低。利用钢丝起下，只要用清蜡绞车或一辆试井车就能进行现场测试，具有较高的经济效益。更便于边远井、道路及井场条件不好、无电源井的测试。
文档编号G01F1/075GK86201115SQ86201115
公开日1986年11月26日 申请日期1986年3月4日
发明者王忠刚, 韩兴华, 关秀菊, 路志红, 罗祥林, 于大勇 申请人:石油工业部华北石油管理局采油工艺研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan