井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器。主要解決了傳統的測量不準確，井下原油會沾污裸露的探頭表面的問題。所述的外筒（6）內部安裝有超聲波探頭及反射體（4），所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發射壓電片（1）中心突起外圍安裝有環形接收壓電片（2），在超聲波探頭下端的聲導（3）下方配合安裝有反射體（4），反射體（4）對應聲導的一側為錐角為80°的錐面，所述的外筒（6）與其內部的超聲波探頭、反射體（4）之間的空間填充有耦合液(5)。具有結構簡單，方便實用，維護方便的特點。
【專利說明】
井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器
技術領域
[0001]本發明涉及油田測井領域，應用于產出剖面流體流量測量，具體是一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器。
【背景技術】
[0002]超聲波遇到隨流體一起運動的微小顆粒會被反射，反射波的頻率與流體流速存在對應關系，因而廣泛用于流體流量測量。名稱為《超聲探頭》的實用新型專利(專利申請號:CN200920168427.7)公開了一種結構的用于井下多相流測量的超聲探頭。采用該探頭結構，名稱為《一種多相流的測量方法》的發明專利(專利申請號:CN200910160186.6)提供了一種井下三相流測量方法。由于該方法傳感器探頭與流體直接接觸，并且探頭的發射面與流體的流動方向相對，使得該方法存在兩項缺陷，其一是，離散的油泡和氣泡會直接撞擊探頭接收面，引起接收信號大幅升高，而該升高的信號幅度并不是流量增加引起的，是一虛假信號；其二是，在低水流量(IQm3M)情況下，井下原油會沾污裸露的探頭表面，使發射和接收信號幅度均降低，測量結果偏離正確值。
【發明內容】
[0003]為解決【背景技術】中存在的問題，本發明提出了一種發射和接收面與流體流動方向垂直，能夠有效避免離散的油泡和氣泡的直接撞擊和油相的沾污的井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器。
[0004]技術方案:一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器，包括構成超聲波探頭的發射壓電片(I)、接收壓電片(2)、聲導(3)，還包括反射體(4)、外筒(6)，所述的外筒(6)內部安裝有超聲波探頭及反射體(4)，所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發射壓電片(I)中心突起外圍安裝有環形接收壓電片(2)，在超聲波探頭下端的聲導
(3)下方配合安裝有反射體(4)，反射體(4)對應聲導的一側為錐角為80°的錐面，所述的外筒(6)與其內部的超聲波探頭、反射體(4)之間的空間填充有耦合液(5)。
有益效果是:通過采用本發明所采用的技術方案，與井下儀器為一體，發射和接收面與流體流動方向垂直，能夠有效避免離散的油泡和氣泡的直接撞擊和油相的沾污，使測量更加準確，儀器維護更加簡單。【附圖說明】圖1為本發明結構、原理示意圖。
[0005]圖中，1-發射壓電片2-接收壓電片3-聲導4-反射體5-親合液6-外筒。
【具體實施方式】
[0006]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0007]—種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器，包括構成超聲波探頭的發射壓電片(I)、接收壓電片(2)、聲導(3)，還包括反射體(4)、外筒(6)，所述的外筒(6)內部安裝有超聲波探頭及反射體(4)，外筒作為傳感器的發射和接收面。發射面和接收面，超聲波探頭同時具備發射和接收功能，所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發射壓電片(I)中心突起外圍安裝有環形接收壓電片(2)，在超聲波探頭下端的聲導(3)下方配合安裝有反射體(4)，使發射波束垂直射向反射體4，反射體(4)對應聲導的一側為錐角為80°的錐面，所述的外筒(6)與其內部的超聲波探頭、反射體(4)之間的空間填充有耦合液
(5)，耦合液是純凈水，用于聲波傳導；外筒既是儀器壁，將探頭封閉在儀器內部，與外界實現隔離，又作為傳感器的發射面和接收面。
[0008]具體的，工作時傳感器居于套管中央，超聲探頭發出連續的超聲波，波束通過耦合液5垂直射向反射體，發射波傳導到反射體4錐面后發生反射，以與水平夾角10°左右的角度通過耦合液5向徑向發射，發射波到達外筒時，經過兩次折射后，依然以與水平夾角10°左右的角度在套管內向徑向發射，當套管內的發射波遇到垂直向上流動的油泡或氣泡時，聲波發生反射，其中以與水平夾角10°左右的角度反射的超聲波沿著發射波相近的路徑返回到超聲探頭，并被接收壓電片2接收，接收信號的頻率和幅度攜帶了流體流動信息，達到測量目的，傳感器外徑28毫米;外筒壁厚1.5毫米;超聲探頭發射頻率2兆赫茲;反射體錐面夾角80°，材質是鋁。
【主權項】
1.一種井下封閉式超聲波多普勒三相流流量測量傳感器，包括構成超聲波探頭的發射壓電片(I)、接收壓電片(2)、聲導(3)，還包括反射體(4)、外筒(6)，其特征在于:所述的外筒(6)內部安裝有超聲波探頭及反射體(4)，所述的超聲波探頭上端中心突起頂部位置安裝有圓形發射壓電片(I)中心突起外圍安裝有環形接收壓電片(2)，在超聲波探頭下端的聲導(3)下方配合安裝有反射體(4)，反射體(4)對應聲導的一側為錐角為80°的錐面，所述的外筒(6)與其內部的超聲波探頭、反射體(4)之間的空間填充有耦合液(5)。
【文檔編號】E21B47/00GK105927206SQ201610261456
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】莊海軍, 袁智惠, 劉慧東, 周家強, 賁亮, 李楠, 張勇余, 吳恩明, 高晗
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責任公司