一種井下射線式含水監測儀的制作方法
【專利摘要】本發明具體提供了一種井下射線式含水監測儀，包括殼體，所述殼體上下兩端部分別設有上接頭和下接頭，殼體內部上下貫通有中心流道，殼體與中心流道之間設有放射源安裝座、放射源、透射探測器、散射探測器、電路板和電池組，放射源安裝于放射源安裝座上且傾斜設置，透射探測器設置于放射源的光線線路上且位于放射源的相反一側，散射探測器設置于放射源的上方且與放射源的光線線路夾角為90°，電池組設置于殼體的下端，電路板設置于散射探測器與電池組之間，放射源和電路板分別與電池組電連接。該發明消除了含氣對含水測量帶來的誤差，實現了一趟管柱多段壓裂水平井各層段分段監測含水的快速找水，縮短找水周期，提高找水準確性。
【專利說明】一種井下射線式含水監測儀
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種監測儀，特別是一種井下射線式含水監測儀。
【背景技術】
[0002] 油井含水監測是油井生產的一項重要工作，目前對于水平井分段找水大都采用封 隔器卡層，每個層段對應有一個開關器，開關器控制逐一生產測試每一層，采用井口人工取 樣測量法和井口在線測量法，一個時段測取一個層段的含水。每段都要獨立生產10天以 上，測試周期太長，嚴重影響現場生產進度。
[0003] 另外還有一種相關含水監測儀，主要有電容法、短波法、微波法（或射頻法）、振動 密度計法等。但這些技術都有一定的局限性，而且上述幾類儀表都屬于接觸式測量，由于 原油的腐蝕性較強，結垢、結蠟嚴重，致使儀表長期運行的可靠性差，尤其是這些儀表都 無法消除含氣對含水率測量帶來的影響，同時無法應用井下尤其水平井水平段含水監測， 因此水平井分段找水始終處于一個低水平，給油田開發管理帶來諸多不變。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術中含水監測儀表無法消除含氣對含水率測量帶來 的影響，以及無法應用于水平井水平段含水監測的問題。
[0005] 為此，本發明提供了一種井下射線式含水監測儀，包括殼體，所述殼體上下兩端部 分別設有上接頭和下接頭，所述殼體內部上下貫通有中心流道，所述殼體與中心流道之間 設有放射源安裝座、放射源、透射探測器、散射探測器、電路板和電池組，所述放射源安裝座 置于殼體內的中部，所述放射源安裝于放射源安裝座上且向中心流道方向傾斜設置，所述 透射探測器設置于放射源的光線線路上且位于放射源的相反一側，所述散射探測器設置于 放射源的上方且與放射源的光線線路夾角為90°，所述電池組設置于殼體的下端，所述電 路板設置于散射探測器與電池組之間，所述放射源和電路板分別與電池組電連接。
[0006] 上述上接頭和下接頭與殼體之間設有壓緊螺母。
[0007] 上述壓緊螺母與殼體之間設有密封圈。
[0008] 上述上接頭和下接頭為油管連接螺紋。
[0009] 上述放射源外包裹有屏蔽墊。
[0010] 上述放射源的傾斜角度為30°?45°。
[0011] 上述透射探測器為傾斜設置，且傾斜角度與放射源一致。
[0012] 上述透射探測器與放射源之間的距離在60cm以上。
[0013] 上述殼體為圓柱桶狀結構。
[0014] 本發明的有益效果：
[0015] (1)本發明井下射線式含水監測儀實現了井下含水資料的采集和存儲；采用非接 觸式測量，避免了原油結垢、結蠟的問題，克服了非線性誤差大以及由于分流、間歇取樣測 量而導致的含水測量代表性差的不足。
[0016] (2)本發明井下射線式含水監測儀利用射線與介質的原子發生作用，儀表精度不 受原油流態的影響；采用散射方式，基本消除了由于含氣對含水測量帶來的誤差，克服了 其他種類含水儀表因水包油或油包水等因素造成的測量范圍小，非線性誤差大的不足。
[0017] (3)本發明井下射線式含水監測儀放置于直井段，井下分段生產，實現一趟管柱多 段壓裂水平井各層段分段監測含水的快速找水。
[0018] 以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明井下射線式含水監測儀的結構示意圖。
[0020] 圖2是本發明放射源與透射探測器和散射探測器的布局示意圖。
[0021] 附圖標記說明：1、上接頭；2、中心流道；3、透射探測器；4、電路板；5、電池組；6、 壓緊螺母；7、下接頭；8、密封圈；9、殼體；10、屏蔽墊；11、放射源；12、放射源安裝座；13、散 射探測器。
【具體實施方式】
[0022] 實施例1 :
[0023] 為了克服現有技術中含水監測儀表無法消除含氣對含水率測量帶來的影響，以及 無法應用于水平井水平段含水監測的問題，本實施例提供了一種如圖1和圖2所示的井下 射線式含水監測儀，包括殼體9,所述殼體9上下兩端部分別設有上接頭1和下接頭7,所述 殼體9內部上下貫通有中心流道2,所述殼體9與中心流道2之間設有放射源安裝座12、放 射源11、透射探測器3、散射探測器13、電路板4和電池組5,所述放射源安裝座12置于殼 體9內的中部，所述放射源11安裝于放射源安裝座12上且向中心流道2方向傾斜設置，使 得放射源11的光線線路斜向穿過中心流道2,所述透射探測器3設置于放射源11的光線線 路上且位于放射源11的相反一側，所述散射探測器13設置于放射源11的上方且與放射源 11的光線線路夾角為90°，保證其能測得90°方向散射強度，所述電池組5設置于殼體9 的下端，用于給放射源11和電路板4提供能量，所述電路板4設置于散射探測器13與電池 組5之間，電路板4用于存儲測試數據，所述放射源11和電路板4分別與電池組5電連接。
[0024] 而其中，所述殼體9為圓柱桶狀結構，所述上接頭1和下接頭7與殼體9之間設有 壓緊螺母6,所述壓緊螺母6與殼體9之間設有密封圈8,所述上接頭1和下接頭7為油管 連接螺紋，所述的中心流道2作為井下流體通道。
[0025] 所述放射源11外包裹有屏蔽墊10,所述放射源11的傾斜角度為30°?45°，放 射源11的光線線路斜向穿過中心流道2,放射源11的斜向設置增加了放射源11的光線穿 過中心流道2中液體的面積和時間，使得檢測更佳準確；所述透射探測器3為傾斜設置，且 傾斜角度與放射源11 一致，所述透射探測器3與放射源11之間的距離在60cm以上。
[0026] 本發明井下射線式含水監測儀的工作原理如下：放射源11發射的低能Y光 穿過中心流道2內油、氣、水三相混合介質，通過透射探測器3和散射探測器13分 別在其透射方向測出透射計數比和在90°方向的散射計數凡，然后通過透射公式 ' Nx~\ ( Mx Λ top =(1_λ)(/? + β?7)和散射公式Ιη^- =(1-+ 進行計算；其中，式中A和B為 〇 J \MO J 與被測介質有關的常數，a和b為與介質及散射角有關的常數，N。和Μ。為空測量管時透射 和散射的計數，這些常數對于確定的油品和測試儀只需標定一次即可獲得，從而可求出被 測混合介質的含氣率λ和含水率η。
[0027] 本發明井下射線式含水監測儀放置于直井段，井下分段生產，能克服其它含水儀 表由于水包油、油包水等因素造成的測量范圍小、非線性誤差大的不足，消除含氣對含水 測量帶來的誤差，實現一趟管柱多段壓裂水平井各層段分段監測含水的快速找水，能簡化 現場作業程序，降低勞動強度，縮短找水周期，提高找水準確性。
[0028] 實施例2 :
[0029] 在實施例1的基礎上，本實施例針對本發明井下射線式含水監測儀在水平井中實 施分段找水測試過程進行進一步的說明，本實施例中井下射線式含水監測儀的放射源11 的傾斜角度為35°，放射源11與透射探測器3的距離為65cm。
[0030] 井深2800m，水平段長400m，射孔完井為4段，套管內徑為124. 26mm，測試過程如 下：
[0031] (1)按設計方案，首先在地面上將井下射線式含水監測儀以時間（秒、分、小時）為 單位設定透射探測器3和散射探測器13的采集時間，然后將管柱下至預定位置后，將設定 好的井下射線式含水監測儀置于直井段，流體從下至上流動，各級封隔器將各層段密封卡 開。
[0032] (2)啟動抽油機設備使油井正常工作，各層段流體在一定時間段內經過中心流道 2,利用抽油泵通過地面動力系統將液體持續舉升到地面，殼體9與中心流道2之間的透射 探測器3和散射探測器13分別在其透射方向測出透射計數和在90°方向測出散射計數，采 集時間間隔和采集點數.并將每次監測數據存儲記錄下來，。
[0033] (3)待測試結束后，上起管柱，回放井下射線式含水監測儀數據，計算得出各段含 水數據，如表1所示，實現準確判斷出水層段。
[0034] 表 1:
【權利要求】
1. 一種井下射線式含水監測儀，包括殼體（9)，其特征在于：所述殼體（9)上下兩端部 分別設有上接頭（1)和下接頭（7)，所述殼體（9)內部上下貫通有中心流道（2)，所述殼體 (9)與中心流道⑵之間設有放射源安裝座（12)、放射源（11)、透射探測器（3)、散射探測 器（13)、電路板⑷和電池組（5)，所述放射源安裝座（12)置于殼體（9)內的中部，所述 放射源（11)安裝于放射源安裝座（12)上且向中心流道（2)方向傾斜設置，所述透射探測 器（3)設置于放射源（11)的光線線路上且位于放射源（11)的相反一側，所述散射探測器 (13)設置于放射源（11)的上方且與放射源（11)的光線線路夾角為90°，所述電池組（5) 設置于殼體（9)的下端，所述電路板（4)設置于散射探測器（13)與電池組（5)之間，所述 放射源（11)和電路板⑷分別與電池組（5)電連接。
2. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述上接頭（1)和下接 頭⑵與殼體（9)之間設有壓緊螺母（6)。
3. 如權利要求2所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述壓緊螺母（6)與殼 體（9)之間設有密封圈（8)。
4. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述上接頭（1)和下接 頭（7)為油管連接螺紋。
5. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述放射源（11)外包裹 有屏蔽墊（10)。
6. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述放射源（11)的傾斜 角度為30°?45°。
7. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述透射探測器（3)為 傾斜設置，且傾斜角度與放射源（11) 一致。
8. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述透射探測器（3)與 放射源（11)之間的距離在60cm以上。
9. 如權利要求1所述的井下射線式含水監測儀，其特征在于：所述殼體（9)為圓柱桶 狀結構。
【文檔編號】E21B49/08GK104373121SQ201410645592
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】朱洪征, 呂億明, 黃偉, 曾亞勤, 甘慶明, 王百, 李亞洲, 牛彩云, 李大建, 崔文昊, 常莉靜, 羅有剛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司