一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)技術方案

一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，油管內(nèi)安裝有上下兩組測試臂和扶正器，每組測試臂在圓周上均布有至少三個，上測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器A，下測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器B，換能器A和換能器B尾部通過信號線連接到儀器處理電路單元；在上下兩組測試臂的下端連接有油管管內(nèi)流量測試短節(jié)，流量測試短節(jié)由上換能器、導流管、下?lián)Q能器組成，上換能器、下?lián)Q能器同軸安裝在中空的導流管內(nèi)，導流管對應上換能器、下?lián)Q能器安裝的位置分別加工有進水口和出水口。本發(fā)明專利技術采用緊貼油管內(nèi)壁測試臂上的換能器對發(fā)射聲波穿透油管測試油套環(huán)空內(nèi)流量，采用置于油管中心導流管內(nèi)的換能器對發(fā)射聲波測試油管內(nèi)流量，兩種方式組合即完成了油管內(nèi)外流的測試。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于石油開采用井下儀器
，具體地涉及一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)。
技術介紹
油田開發(fā)后期，分層注水是我國大部分油田采用的提高原油采收率的工藝方法。在注水井測試中，油田多采用（放射性）氧活化測井的方法測量水井注水剖面，以確定每個地層的水流狀態(tài)（流動方向、速度等）。中子發(fā)生器和特征Υ射線探測器陣列是氧活化測井儀器的主要組成部分。采用氧活化測試油管內(nèi)外流的方法存在以下不足：1、中子發(fā)生器和特征Υ射線探測器陣列價值高，壽命短，抗沖擊、振動差，儀器使用成本極高；2、中子發(fā)生器為放射性物品，管控嚴格，有一定的安全和健康風險。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，以克服以上不足，該系統(tǒng)采用緊貼油管內(nèi)壁測試臂上的換能器對發(fā)射聲波穿透油管測試油套環(huán)空內(nèi)流量，采用置于油管中心導流管內(nèi)的換能器對發(fā)射聲波測試油管內(nèi)流量，兩種方式組合即完成了油管內(nèi)外流的測試，有望取代放射性氧活化測井。本專利技術的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案實現(xiàn)的：一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，包括套管和油管、鎧裝電纜、電纜頭，油管內(nèi)安裝有上下兩組測試臂和扶正器，每組測試臂在圓周上均布有至少三個，上測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器A，下測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器B，換能器A和換能器B尾部通過信號線連接到儀器處理電路單元；在上下兩組測試臂的下端連接有油管管內(nèi)流量測試短節(jié)，流量測試短節(jié)由上換能器、導流管、下?lián)Q能器組成，上換能器、下?lián)Q能器同軸安裝在中空的導流管內(nèi)，上換能器、下?lián)Q能器的發(fā)射面相對平行，導流管對應上換能器、下?lián)Q能器安裝的位置分別加工有進水口和出水口。上述的一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，其中：所述鎧裝電纜一端連接地面控制儀器，另一端連接井下儀器的電纜頭。上述的一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，其中：所述換能器A和換能器B與油管內(nèi)壁緊密貼合。上述的一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，其中：所述換能器A和換能器B發(fā)射面與儀器中軸線傾斜20-40度相對安裝。上述的一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，其中：所述上換能器、下?lián)Q能器、進水口、出水口輪廓均光滑、呈流線形。上述的一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，其中：所述測試臂有柔性和彈性。本專利技術的工作原理：套管、油管等為油田水井管柱組成部分，裝置主體上安裝有兩組測試臂，每組在圓周上均布有若干個（不少于3個）測試臂。測試臂有一定的柔性和彈性，受外力擠壓后能回縮，又能提供扶正儀器的力量，使儀器處于油管的中央。在測試臂彈力的作用下，使得換能器A和換能器B能與油管內(nèi)壁緊密貼合。當需要測試油套環(huán)空流量時，換能器A發(fā)射一束超聲波，部分超聲波透過油管壁，穿過油套環(huán)空流體，被套管內(nèi)壁反射，再依次穿過環(huán)空流體、油管壁，被換能器B接收。通過計算超聲波在該段距離運動流體內(nèi)的傳輸時間與在靜水內(nèi)的傳輸時間差值，判斷油套環(huán)空內(nèi)流體的運動方向和速度大小，進而計算出油套環(huán)空內(nèi)流量大小。將圓周均布的測試臂、換能器A、換能器B測得的油管管外流流量值進行平均作為測試值，有利于減小儀器偏心的影響，提高測試精度。當需要測試油管內(nèi)流量時，上換能器發(fā)射一束超聲波，穿過導流管內(nèi)孔內(nèi)流體，被下?lián)Q能器接收。通過計算超聲波在該段距離運動流體內(nèi)的傳輸時間與在靜水內(nèi)的傳輸時間差值，判斷導流管內(nèi)孔內(nèi)流體的運動方向和速度大小。在測試臂、扶正器共同作用下，導流管處于油管的中心，可以認為導流管內(nèi)孔內(nèi)流體的流動速度與油管中心流體的速度相等，進而計算出油管流量的大小。本專利技術與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術方案可知，本專利技術具有以下特點：1）采用超聲換能器作為油管內(nèi)外流測試元件，具有經(jīng)濟成本低，無放射性安全、健康隱患等顯著優(yōu)勢。2）采用超聲換能器作為油管內(nèi)外流測試元件，較氧活化采用的中子發(fā)生器和特征Υ射線探測器陣列，抗沖擊性能更好，使用壽命和可靠性更高。3）采用緊貼油管內(nèi)壁測試臂上的換能器對發(fā)射聲波穿透油管測試油套環(huán)空內(nèi)流量，采用置于油管中心導流管內(nèi)的換能器對發(fā)射聲波測試油管內(nèi)流量，兩種方式組合即完成了油管內(nèi)外流的測試，有望取代放射性氧活化測井。4）本專利技術適用于油田油管內(nèi)外流測試儀器。附圖說明圖1為本專利技術的示意圖，圖中標記：1、鎧裝電纜，2、電纜頭 ，3、測試臂，4、換能器A，5、換能器B， 6、信號線 ，7、上換能器，8、導流管，9、下?lián)Q能器，10、扶正器，11、油管，12、超聲波，13、進水口，14、套管，15、出水口。箭頭示意水井注水流動方向。具體實施方式 以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本專利技術提出的一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。參見圖1，一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，包括套管14和油管11、鎧裝電纜1、電纜頭2，油管11內(nèi)安裝有上下兩組測試臂3和扶正器10，每組測試臂3在圓周上均布有至少三個，上測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器A4，下測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器B5，換能器A4和換能器B5尾部通過信號線6連接到儀器處理電路單元；在上下兩組測試臂3的下端連接有油管管內(nèi)流量測試短節(jié)，流量測試短節(jié)由上換能器7、導流管8、下?lián)Q能器9組成，上換能器7、下?lián)Q能器9同軸安裝在中空的導流管8內(nèi)，上換能器7、下?lián)Q能器9的發(fā)射面相對平行，導流管8對應上換能器7、下?lián)Q能器9安裝的位置分別加工有進水口13和出水口15。所述鎧裝電纜1一端連接地面控制儀器，另一端連接井下儀器的電纜頭2。所述換能器A4和換能器B5與油管內(nèi)壁緊密貼合。所述換能器A4和換能器B5發(fā)射面與儀器中軸線傾斜20-40度相對安裝。所述上換能器7、下?lián)Q能器9、進水口13、出水口15輪廓均進行光滑、流線形處理。所述測試臂3有柔性和彈性。本專利技術的工作原理：套管14、油管11等為油田水井管柱組成部分，裝置主體上安裝有兩組測試臂3，每組在圓周上均布有若干個（不少于3個）測試臂3。測試臂3有一定的柔性和彈性，受外力擠壓后能回縮，又能提供扶正儀器的力量，使儀器處于油管的中央。在測試臂3彈力的作用下，使得換能器A4和換能器B5能與油管內(nèi)壁緊密貼合。當需要測試油套環(huán)空流量時，換能器A4發(fā)射一束超聲波12，部分超聲波透過油管壁，穿過油套環(huán)空流體，被套管內(nèi)壁反射，再依次穿過環(huán)空流體、油管壁，被換能器B5接收。通過計算超聲波在該段距離運動流體內(nèi)的傳輸時間與在靜水內(nèi)的傳輸時間差值，判斷油套環(huán)空內(nèi)流體的運動方向和速度大小，進而計算出油套環(huán)空內(nèi)流量大小。將圓周均布的測試臂3、換能器A4、換能器B5測得的油管管外流流量值進行平均作為測試值，有利于減小儀器偏心的影響，提高測試精度。當需要測試油管內(nèi)流量時，上換能器7發(fā)射一束超聲波，穿過導流管8內(nèi)孔內(nèi)流體，被下?lián)Q能器9接收。通過計算超聲波在該段距離運動流體內(nèi)的傳輸時間與在靜水內(nèi)的傳輸時間差值，判斷導流管8內(nèi)孔內(nèi)流體的運動方向和速度大小。在測試臂3、扶正器10共同作用下，導流管8處于油管的中心，可以認為導流管8內(nèi)孔內(nèi)流體的流動速度與油管中心流體的速度相等，進而計算出油管流量的大小。以上所述，僅是本專利技術的較佳實施例而已，并非對本專利技術作任何形式上的限制，任何未脫離本專利技術技術方案內(nèi)容，依據(jù)本專利技術的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本專利技術技術方案的范圍內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，包括套管（14）和油管（11）、鎧裝電纜（1）、電纜頭（2），其特征在于：油管（11）內(nèi)安裝有上下兩組測試臂（3）和扶正器（10），每組測試臂（3）在圓周上均布有至少三個，上測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器A（4），下測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器B（5），換能器A（4）和換能器B（5）尾部通過信號線（6）連接到儀器處理電路單元；在上下兩組測試臂（3）的下端連接有油管管內(nèi)流量測試短節(jié)，流量測試短節(jié)由上換能器（7）、導流管（8）、下?lián)Q能器（9）組成，上換能器（7）、下?lián)Q能器（9）同軸安裝在中空的導流管（8）內(nèi)，上換能器（7）、下?lián)Q能器（9）的發(fā)射面相對平行，導流管（8）對應上換能器（7）、下?lián)Q能器（9）安裝的位置分別加工有進水口（13）和出水口（15）。

【技術特征摘要】
1.一種油管內(nèi)外流測試系統(tǒng)，包括套管（14）和油管（11）、鎧裝電纜（1）、電纜頭（2），其特征在于：油管（11）內(nèi)安裝有上下兩組測試臂（3）和扶正器（10），每組測試臂（3）在圓周上均布有至少三個，上測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器A（4），下測試臂中間位置內(nèi)側安裝有換能器B（5），換能器A（4）和換能器B（5）尾部通過信號線（6）連接到儀器處理電路單元；在上下兩組測試臂（3）的下端連接有油管管內(nèi)流量測試短節(jié)，流量測試短節(jié)由上換能器（7）、導流管（8）、下?lián)Q能器（9）組成，上換能器（7）、下?lián)Q能器（9）同軸安裝在中空的導流管（8）內(nèi)，上換能器（7）、下?lián)Q能器（9）的發(fā)射面相對平行，導流管（8）對應上換能器（7）、下?lián)Q能器（9）安裝的位置分別...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊華，韓雷，孫紅崗，何洋，高京偉，羅平，
申請(專利權)人：貴州天石能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州;52