专利名称：一种可插拔式光谱流体识别传感器的制作方法
技术领域：
一种可插拔式光谱流体识别传感器技术领域[0001]本实用新型涉及一种光谱流体识别传感器，应用于地层测试流体识别的技术领 域。
背景技术：
[0002]油气层钻井中途测试仪是第三代地层测试器，通过循环泵抽，实现地层压力测量 和原状地层流体取样。通过不断抽吸地层流体，实时判断地层流体性质，分辨出地层流体属 于水、油、气或几者的混合物，判断出地层流体性质且保持稳定后，再进行原状地层流体取 样。目前油气层钻井中途测试仪具有含水率、电导率及密度传感器这三种常规地层流体识 别传感器，用于判断地层流体性质。但常规的地层流体识别传感器误差较大，且在高温高压 下的工作性能不稳定，有较大的误差。为了更好地实时分析地层流体，提高第三代地层测试 器的工作性能，研发了光谱流体识别传感器。[0003]光谱流体识别传感器能够有效地预测地层的流体类型和质量，提高取样质量，为 油田产能预测和开发提供重要的关键参数，因而在油田勘探开发中具有重要的应用价值。实用新型内容[0004]本实用新型提供一种光谱流体识别传感器，用于识别井下地层流体性质(油、气、 水单相及其混合相)，可方便快速地挂接于地层测试仪器短节上，并且维护简单方便且能在 高温高压下工作。[0005]根据本实用新型的光谱流体识别传感器，包括转接头基体、光学窗口、光源发生 器、光学探测器、电路控制体、承压外壳和后堵头，转接头基体与仪器基体连接，转接头基体 上设有流体通道和电子线路通道，电子线路通过电子线路通道连接到电路控制体，流体通 过流体通道、穿过光学窗口回到仪器中。[0006]转接头基体上还可设置承压接头座孔，用于安装承压接头。光学窗口可以为可插 拔式结构。光源发生器产生的宽谱光源透过充满流体的光学窗口，再传送到光学探测器上。[0007]电路控制体可以控制光源的开关并处理光学探测器的信号。电路控制体可以装有 保温瓶。[0008]本实用新型的光谱流体识别传感器可以实现以下有益的技术效果[0009]1.先进的地层流体识别手段光谱流体识别传感器利用光源透过装有流体的光 学窗口，经光纤束传光、滤光片分光，由光学探测器阵列接收，将光信号转为电信号，通过对 采集数据的分析处理，实现对地层流体性质的识别。[0010]2.基于总线技术光谱流体识别传感器在线测量，测量数据通过总线实时上传至 主控CPU，进行流体性质实时判断，为原状地层流体取样提供参考依据。[0011]3.模块化设计光谱传感器采用了模块化设计，可方便地连接到模块式地层测试 仪短节上，在很短时间内就能完成仪器的维护保养，再次投入作业。其中的光学窗口为光谱 传感器的重要部件，地层流体流经光学窗口，测井后地层流体容易残留光学窗口内，造成光学窗口污染，对下一次测量产生影响，因此需要维护保养，光谱传感器的光学窗口采用了可 插拔式设计，便于光谱传感器的拆装和维护。[0012]4.耐高温高压保温瓶保护电路板不受高温，承压外壳保护电路板不受压力，整 个传感器可在高温175°C，高压20000psi的环境下可靠工作。
[0013]图1是本实用新型的光谱流体识别传感器的外部透视图。[0014]图2是本实用新型的光谱流体识别传感器的整体结构示意图。[0015]图3是图2中A-A位置的横截面视图。
具体实施方式
[0016]本实用新型的光谱流体识别传感器主要由转接头基体1、光学窗口 2、光源发生器 3、光学探测器4、电路控制体5、承压外壳6和后堵头7等部件组成。如图2和3所示，转接 头基体I上设置了流体通道8和电子线路通道9，转接头基体I与仪器基体模块式连接，包 括机械连接和电气连接，可以实现光谱流体识别传感器的整体安装和拆卸。转接头基体I 上设置了承压接头座孔10用于安装承压接头，与仪器实现电气连接，电子线路可通过电子 线路通道9连接到电路控制体5上，实现传感器的电路控制。转接头基体I上开设流体通 道8以与仪器连接，流体通过流体通道8，穿过光学窗口 2，再回到仪器，可实时动态监测流 经光学窗口的流体性质。[0017]光学窗口 2为光谱传感器的重要部件，地层流体流经光学窗口 2后，容易粘附在上 面，对下一次测试产生影响，测井后需要维护保养。本实用新型的光谱传感器的光学窗口采 用了可插拔式设计，而其他的传感器部件不要拆卸，便于维护。[0018]光源发生器3产生光源，光源向光学通道发射进入光学窗口 2，透过流体通道8内 的流体，传送到光学探测器上。不同的流体可使近红外光在不同波段产生不同的吸收，从而 在光学探测器上反应出来，即可以识别流体的不同性质。[0019]电路控制体5控制光源的发生、处理光学探测器信号，并传输相应数据到仪器总 线上，电路控制体5加装保温瓶，能在高温井况下工作。承压外壳6与后堵头7保护整个传 感器，能在高压的井况下工作。[0020]当需要进行地层流体分析时，地层流体流过光学窗口 2中，然后由地面控制开启 光源，光源透过充满地层流体的光学窗口 2，经光纤束传光、滤光片分光，由光学探测器阵列 接收，将光信号转为电信号。电信号经采集电路、放大电路、A/D转换电路、MCU处理，得到光 谱数据，采用基于485总线模式的数据传输协议将数据包传输给地面。当不需要进行实时 分析的时候，可以关掉光源，截断进入光谱传感器的地层流体。[0021]光谱分析仪器内置保温瓶，电路及光学系统放置在保温瓶内，起到保护电路及光 学系统的作用。光谱分析仪耐高温高压，且具有良好的密封性，能够快速实时的分析地层流 体。且光谱传感器能快速、便捷的从短节上拆卸，便于维护保养和仪修。
权利要求1.一种可插拔式光谱流体识别传感器，包括转接头基体(I)、光学窗口(2)、光源发生器(3)、光学探测器(4)、电路控制体(5)、承压外壳(6)和后堵头(7)，所述转接头基体⑴ 与仪器基体连接，其特征在于所述转接头基体(I)上设有流体通道(8)和电子线路通道(9)，电子线路通过所述电子线路通道(9)连接到所述电路控制体(5)，流体通过所述流体通道(8)、穿过所述光学窗口(2)回到仪器中。
2.根据权利要求1所述的可插拔式光谱流体识别传感器，其特征在于所述转接头基体(I)上设置承压接头座孔(10)，用于安装承压接头。
3.根据权利要求1所述的可插拔式光谱流体识别传感器，其特征在于所述光学窗口(2)为可插拔式结构。
4.根据权利要求1所述的可插拔式光谱流体识别传感器，其特征在于所述光源发生器(3)产生近红外光源，所述近红外光源进入所述光学窗口(2)以后透过所述流体通道(8) 内的流体，传送到光学探测器上。
5.根据权利要求4所述的可插拔式光谱流体识别传感器，其特征在于所述电路控制体(5)控制所述近红外光源的发生并处理所述光学探测器的信号。
6.根据权利要求5所述的可插拔式光谱流体识别传感器，其特征在于所述电路控制体(5)装有保温瓶。
专利摘要本实用新型涉及一种可插拔式光谱流体识别传感器，包括转接头基体(1)、光学窗口(2)、光源发生器(3)、光学探测器(4)、电路控制体(5)、承压外壳(6)和后堵头(7)，转接头基体(1)与仪器基体连接，转接头基体(1)上设有流体通道(8)和电子线路通道(9)，电子线路通过电子线路通道(9)连接到电路控制体(5)，流体通过流体通道(8)、穿过光学窗口(2)回到仪器中。本实用新型的可插拔式光谱流体识别传感器使用维护方便、能够经受高温高压。本实用新型可用于地层测试流体识别的技术领域。
文档编号E21B49/00GK202850992SQ20122040286
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者冯永仁, 沈阳, 秦小飞, 李子超 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司