一种降低基于射频法油井井口含水监测误差的装置的制作方法

本发明属于油田采油与石油行业测量仪表技术领域，具体涉及一种降低基于射频法油井井口含水监测误差的装置，适用于油井井口含水率在线监测，测量对象为油井井口未经处理的含水原油。

背景技术：

在石油工业生产中，原油含水率是一项重要指标，通过它可以预测油井水位，油层位置，对原油产量和开采价值进行估计，预测采出程度并制定相应的开采方案，预测油井的开发寿命有着非常重要意义。

随着数字化油田的逐步发展，油井井口在线监测油井含水率技术得到了一定的开发与应用，投入油田使用后取得了一定的效果，但由于工艺技术原因，在线监测结果与人工测量结果存在较大误差，其准确性、稳定性、实时性、可靠性不能完全满足多层次单井含水在线监测需求。

在线测量法主要有电导率法、密度法，电磁波法、电容法、射线法等，其优点：实时性较强，可以连续测量油井含水率变化状态，实现含水自动测量。缺点是：受气体、温度影响，测量探头易结垢、结腊、粘油。

因此，在现有含水率在线监测技术的基础上提高原油含水在线测量准确率的研究与应用就显的尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是针对油井井口含水率在线监测目前存在的问题，以同一时刻人工测量值为比对值，通过采用射频法油井井口含水率监测探头与被测介质的相对位置、气液分离、探头定时清理等技术方式，实现对油井井口原油含水在线监测准确率的提高，满足现场对含水率监测装置的使用需求。

为此，本发明提供了一种降低基于射频法油井井口含水监测误差的装置，包括油井井口、抽油杆和含水分析仪，抽油杆安装在油井井口处，油井井口连接着连接管线，所述的含水分析仪连接一个气液分离装置，所述的连接管线分为相互连接的横线管线和竖向管线，含水分析仪安装在连接管线的竖向管线中，并且含水分析仪通过气液分离装置与连接管线的横向管线连通。

所述的含水分析仪底端为含水率监测探头，含水率监测探头外安装擦除器，擦除器电连接一个电子控制器，电子控制器安装在连接管线外部。

所述的含水分析仪下部外设置有导轨，擦除器安装在该导轨上，擦除器在电子控制器的控制作用下做上下往复运动。

所述的气液分离装置包括管状壳体，管状壳体的下端与连接管线的横向管线连通，管状壳体的上部侧壁上开有电气接口，含水分析仪位于管状壳体内部。

所述的管状壳体内部设置有内壳，并且内壳下端穿过连接管线的横向管线与竖向管线连通，内壳壳体上开设有多个渗透孔，含水分析仪位于内壳内，通过渗透孔与气液分离装置连通。

所述的管状壳体的下端为缩径渗透管，连接管线的横向管线的末端封闭，横向管线的管身上开设有与管状壳体下端缩径渗透管连接的开口。

所述的连接管线的竖向管线中设置有密封圈，密封圈套在内壳下部外侧。

本发明的有益效果：本发明提供的这种降低基于射频法油井井口含水监测误差的装置，以油井井口含水率在线监测法为基础，通过监测探头位置的确定、气液分离、探头定时清理技术的应用，比对人工测量数据后，油井井口原油含水在线监测准确率提高了约60%，为今后含水率在线监测技术应用提供了有力的技术支持。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的整体装置结构示意图。

图2是气液分离的含水率监测装置示意图。

图3是带擦除器的含水率监测装置示意图。

附图标记说明：1、油井井口；2、抽油杆；3、含水分析仪；4、连接管线；5、气液分离装置；6、含水率监测探头；7、擦除器；8、电子控制器；9、管状壳体；10、电气接口；11、渗透孔；12、密封圈；13、内壳。

具体实施方式

在线监测含水率装置在现场安装中一般有两种安装方式，横向安装与纵向安装，其目的均为使装置探头可充分接触被测介质，原因为被测介质浓度越大，则装置反馈信号的强度变化越显著，所得出的含水率结果就越准确。因此，现场安装含水率在线监测设备时，需根据现场实际情况选择不同的安装方式，保证被测介质与装置探头的充分接触。

探头横向安装时，介质由井口流过管线时，贴近下管壁，不能充分淹没探头，从而影响含水测量准确率；反之，纵向安装时，介质蓄积在管线内部，可充分淹没探头。

含气量、产出水矿化度及油品成份变化对测量结果具有一定的影响。原油流体中存在的游离气，在测量过程中气体以气泡的形式存在，由于小气泡的介电常数为1，这会改变流体的介电常数，使含水率测量值偏低。因此，需要在测含水率前对被测原油进行气体分离。

实施例1：

本实施例提供一种降低基于射频法油井井口含水监测误差的装置，射频法含水监测装置基础上改进，增加小型气液分离装置，如图1和图2所示，包括油井井口1、抽油杆2和含水分析仪3，抽油杆2安装在油井井口1处，油井井口1连接着连接管线4，所述的含水分析仪3连接一个气液分离装置5，所述的连接管线4分为相互连接的横线管线和竖向管线，含水分析仪3安装在连接管线4的竖向管线中，并且含水分析仪3通过气液分离装置5与连接管线4的横向管线连通。

进行含水率监测装置安装时，首先关闭抽油机，然后打开连接油管的放空阀门，进行安装管线的泄压作业。完成放空后卸除管线上安装位置的堵头，将含水监测装置的下管段竖直安装入井口与油管的连接管线中，按丝扣上紧螺纹，连接装置电气接口并接电，调试完毕后开启抽油机进行采油作业，当混合液经过含水率监测装置时，探头可对液进行含水测量。

本发明通过油井井口含水率监测探头与被测介质的相对位置、气液分离等技术，达到提高油井井口原油含水在线监测准确率目的。

实施例2：

在油田现场应用中，结垢和结蜡现象很容易发生，一些油田高含水原油中的矿化水造成传感器探头结垢现象十分严重。对电学探测的传感器探头，这种结垢（沉积水、蜡）引起测量误差较大。为了保证探头测量精度，需要对探头表面的结垢、结蜡、粘油及时进行擦拭，以免影响含水信号测量。

本实施例在实施例1的基础上进一步改进，增加探头擦除器，定时擦除探头结垢，结合图1和图3所示，含水分析仪3底端为含水率监测探头6，含水率监测探头6外安装擦除器7，擦除器7电连接一个电子控制器8，电子控制器8安装在连接管线4外部。

含水分析仪3下部外设置有导轨，擦除器7安装在该导轨上，擦除器7在电子控制器8的控制作用下做上下往复运动。

当探头长期使用在表面形成污垢而影响测量精度时，通过电子控制器8对擦除器7进行控制，擦除器7与含水率监测探头6保持相对较小的间隙，在清除污垢时，擦除器7做上下一定距离的快速移动，刮除含水率监测探头6上的污垢，从而达到提高清除目的，减小对含水测量的影响。

实施例3:

本实施例对气液分离装置5进一步进行详细说明，所述的气液分离装置5包括管状壳体9，管状壳体9的下端与连接管线4的横向管线连通，管状壳体9的上部侧壁上开有电气接口10，含水分析仪3位于管状壳体9内部。所述的管状壳体9内部设置有内壳13，并且内壳13下端穿过连接管线4的横向管线与竖向管线连通，内壳13壳体上开设有多个渗透孔11，含水分析仪3位于内壳13内，通过渗透孔11与气液分离装置5连通。

管状壳体9的下端为缩径渗透管，连接管线4的横向管线的末端封闭，横向管线的管身上开设有与管状壳体9下端缩径渗透管连接的开口。连接管线4的竖向管线中设置有密封圈12，密封圈12套在内壳13下部外侧。

混合液通过连接管线4的横向管线进入含水率监测设备，密封圈12阻挡下行，因此混合液在管状壳体9中上行至渗液孔时，气体继续保持上行，最终通过电气接口10排出；而液体由于重力作用渗入渗透孔11内，由含水分析仪3内部流入连接管线4的竖向管线，通过含水率监测探头6时，介质可被测出含水率，从而达到气液分离，增加含水率测量准确率的目的。

实施例4：

本实施例通过在塬54-87井进行现场试验，分为采用本装置进行射频法油井井口含水监测和未采用本装置进行射频法油井井口含水监测两组，得到的实验结果如下表1所示：

表1塬54-87井含水在线监测取样数据比对表

注：仪表值与化验值的绝对误差小于5%为合格。仪表值为含水率监测设备测量值，化验值为人工取样测量。

通过表1中的结果可知，以油井井口含水率在线监测法为基础，通过监测探头位置的确定、气液分离、探头定时清理技术的应用，比对人工测量数据后，油井井口原油含水在线监测准确率提高了约60%，为今后含水率在线监测技术应用提供了有力的技术支持。

综上所述，本发明通过油井井口含水率监测探头与被测介质的相对位置、气液分离、探头定时清理等技术，达到提高油井井口原油含水在线监测准确率目的。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。