一种用于油田回注水悬浮物粒径在线监测的激光粒度仪及其应用的制作方法

本发明涉及油田回注水水质监测领域，尤其涉及一种用于油田回注水悬浮物粒径在线监测的激光粒度仪及一种激光粒度仪在油田回注水悬浮物粒径在线监测中的应用。

背景技术：

油田投入开发后，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少。为了保持或提高油层压力，获得较高的采收率，必须对油田进行注水。

目前油田注水所采用的大部分是油田回注水。如果不能及时发现悬浮物粒径不达标的回注水，就容易堵塞地层岩心，导致油田减产。因此，必须对回注水进行在线检测。目前激光粒度仪种类较多，大部分都是实验室用仪器，离线检测，即依次进行现场取样、封存、实验室化验、记录数据、反馈现场。国外粒度仪厂商起步较早，市场占有率高。比较成熟的有英国的马尔文(malvern)、美国的库尔特(coulter)、法国西拉思(cilas)公司、德国的新巴太库(sympatec)、日本horiba公司。其中malvern公司的激光粒度仪在中国大陆的占有率最多，它制造的mastersizer系列粒度仪，单量程，测量粒度范围为0.02～2000μm，可做湿法和干法测量。国内激光粒度仪的研制始于上世纪八十年代后期，近几年取得了一定进展，目前国内很多大学与研究机构都陆续开展了光散射激光粒度检测的研究，如重庆大学，华南师范大学，天津大学，南京理工大学，上海光机所，哈尔滨工业大学等。出现了珠海“欧美克”、济南“微纳”、成都的“精新”、丹东的“百特”等一系列厂商。在测量范围、测量的重复性、粒度的分辨力、可靠性等关键性能指标上同国外产品仍有一定差距。

这些现有仪器共同存在问题：整个过程分析周期长，不能进行在线检测；外形尺寸较大，不具有防水功能，不能置于注水管道中。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于油田回注水悬浮物粒径在线监测的激光粒度仪及一种激光粒度仪在油田回注水悬浮物粒径在线监测中的应用。

第一方面，本发明实施例中提供一种用于油田回注水悬浮物粒径在线监测的激光粒度仪，其包括：激光器、光束整形系统、样品池系统、傅里叶透镜、光电探测器和真空泵，所述激光粒度仪的仪器外壳为筒状结构，所述激光粒度仪的仪器外径小于油田注水管道的管道内径，所述激光粒度仪与油田注水管道之间无接触，在所述激光粒度仪的内部结合处采用螺纹结构，并在结合面处采用密封圈。

可选地，在一些实施例中，所述密封圈为o型密封圈。

可选地，在一些实施例中，所述激光粒度仪的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道的管道内径长的比值范围为0.85～0.88。当所述激光粒度仪的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道的管道内径长的比值在上述范围内，能更好地保证激光粒度仪便利的进入油田注水管道，在减少与管道内壁摩擦的前提下，尽量增大仪器的外径，增加仪器的内部空间。

可选地，在一些实施例中，所述激光粒度仪的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道的管道内径长的比值为0.87。

可选地，在一些实施例中，所述激光粒度仪包括左端盖、左外壳、右端盖和右外壳，所述左端盖和左外壳的结合处记做为第一结合处，所述左外壳和右外壳的结合处记做为第二结合处，所述右外壳和右端盖的结合处记做为第三结合处，所述内部结合处包括第一结合处、第二结合处和第三结合处；所述左端盖和左外壳的对接光滑平面记做为第一结合面，所述左外壳和右外壳的对接光滑平面记做为第二结合面，所述右外壳和右端盖的对接光滑平面记做为第三结合面，所述结合面包括第一结合面、第二结合面和第三结合面。

可选地，在一些实施例中，油田注水管道的管道内径长为46mm，所述激光粒度仪的仪器外径最大处的外径长为40mm。

第二方面，本发明还提供一种激光粒度仪在油田回注水悬浮物粒径在线监测中的应用，其中，所述激光粒度仪的仪器外径小于油田注水管道的管道内径，所述激光粒度仪与油田注水管道之间无接触，在所述激光粒度仪的内部结合处采用螺纹结构，并在结合面处采用密封圈。

可选地，在一些实施例中，所述激光粒度仪通过缆绳吊装，放入油田注水管道内部，没入油田回注水中，待仪器稳定后，进行开机检测。

可选地，在一些实施例中，将激光粒度仪放入不同深度，通过真空泵的启停，实现循环采样检测。这里的“深度”指的是油田注水管内部的水深。

可选地，在一些实施例中，所述激光粒度仪的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道的管道内径长的比值范围为0.85～0.88。

可选地，在一些实施例中，所述激光粒度仪的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道的管道内径长的比值为0.87。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明设计了外形尺寸小于管道内径、具有防水功能的激光粒度仪，将其有效应用到油田回注水悬浮物粒径在线监测中，其浸没于水中，简便、安全。在本发明中，激光粒度仪与油田注水管道之间并没有接触，在激光粒度仪的内部结合处采用螺纹结构，并在结合面处采用密封圈提高密封水平。

附图说明

图1为本发明实施例的激光粒度仪的结构示意图；

图2为本发明实施例的激光粒度仪应用于油田注水管中时的结构示意图。

附图标记：1、激光器；2、光束整形系统；3、样品池系统；4、傅里叶透镜；5、光电探测器；6、真空泵；7、入水管；8、出水管；10、激光粒度仪；11、密封圈；12、螺纹；13、左端盖；14、左外壳；15、右外壳；16、右端盖；20、油田注水管道；30、油田回注水；40；缆绳。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例中提供的用于油田回注水悬浮物粒径在线监测的激光粒度仪10，结合图1所示，给出了用于油田回注水悬浮物粒径在线监测的激光粒度仪的结构示意图，其包括：激光器1、光束整形系统2、样品池系统3、傅里叶透镜4、光电探测器5和真空泵6，所述激光粒度仪10的仪器外壳为筒状结构，所述激光粒度仪10的仪器外径小于油田注水管道的管道内径，所述激光粒度仪10与油田注水管道之间无接触，在所述激光粒度仪10的内部结合处采用螺纹结构，并在结合面处采用密封圈11。

在具体的实施例中，所述密封圈11为o型密封圈。

在具体的实施例中，所述激光粒度仪10的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道20的管道内径长的比值范围为0.85～0.88。

在具体的实施例中，所述激光粒度仪10的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道20的管道内径长的比值为0.87。

在具体的实施例中，所述激光粒度仪10包括左端盖13、左外壳14、右端盖16和右外壳15，所述左端盖13和左外壳14的结合处记做为第一结合处，所述左外壳14和右外壳15的结合处记做为第二结合处，所述右外壳15和右端盖16的结合处记做为第三结合处，所述内部结合处包括第一结合处、第二结合处和第三结合处；所述左端盖13和左外壳14的对接光滑平面记做为第一结合面，所述左外壳14和右外壳15的对接光滑平面记做为第二结合面，所述右外壳15和右端盖16的对接光滑平面记做为第三结合面，所述结合面包括第一结合面、第二结合面和第三结合面。

在具体的实施例中，油田注水管道20的管道内径长为46mm，所述激光粒度仪10的仪器外径最大处的外径长为40mm。

本发明的实施例还提供一种激光粒度仪10在油田回注水悬浮物粒径在线监测中的应用，如图2所示，所述激光粒度仪10的仪器外径小于油田注水管道20的管道内径，所述激光粒度仪10与油田注水管道20之间无接触，在所述激光粒度仪10的内部结合处采用螺纹结构，并在结合面处采用密封圈11。优选地，为了满足将仪器置于油田注水管内部的要求(在本实施例中，油田注水管内径为46mm)，本发明所述的激光粒度仪10外径为40mm，总长335mm。仪器外形尺寸小，便于进入油田注水管道20。仪器外壳采用筒状结构，激光粒度仪与油田注水管道之间无接触，在所述激光粒度仪的内部结合处采用螺纹结构，并在结合面之间加o型圈密封，具有较强的防水能力。

在具体的实施例中，所述激光粒度仪10通过缆绳40吊装，放入油田注水管道20内部，没入油田回注水30中，待仪器稳定后，进行开机检测。将本发明所述的激光粒度仪10通过缆绳40吊装，放入油田注水管20内部，没入油田回注水30中，待仪器稳定后，进行开机检测。激光粒度仪10开机后，真空泵6启动，将油田注水管20内的油田回注水30吸入样品池系统3，待样品池系统3充满水之后，真空泵6停止。将激光粒度仪放入不同深度，通过真空泵6的启停，可以实现循环采样检测。待样品池系统3内液体稳定之后，激光器1发射出的激光，经过光束整形系统2进行光束的准直扩束，射入样品池系统3，散射光通过傅里叶透镜4，汇聚到光电探测器5，进行光电信号的采集。将采集到的光电信号经过反演算法处理，得到悬浮物粒径的分布结果，从而判断注水是否达标。

在具体的实施例中，所述激光粒度仪10的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道20的管道内径长的比值范围为0.85～0.88。

在具体的实施例中，所述激光粒度仪10的仪器外径最大处的外径长和油田注水管道20的管道内径长的比值为0.87。

本发明设计了外形尺寸小于管道内径、具有防水功能的激光粒度仪，将其有效应用到油田回注水悬浮物粒径在线监测中，其浸没于水中，简便、安全。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。