阅读说明：本技术 一种用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统 (Internal flow type four-electrode electromagnetic flow instrument system for horizontal well ) 是由 罗来军 唐海涛 刘兴斌 谢荣华 刘黄莹 陈军 李小林 *** 李洪斌 王明伟 陈 于 2020-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及水平井流量技术领域,尤其涉及一种用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统。该系统包括磁流量计主体上设有间隔设置且互成90°的第一电磁流量传感器和第二电磁流量传感器；两个电磁流量传感器之间设有信号处理电路板；电磁流量计主体上设有过线孔,电磁流量计主体的中间位置设有流体通道和两个出液口,两个出液口分别位于流体通道的两侧,并分别与流体通道形成预设夹角,出液口位于第二电磁传感器的后侧,出液口位置处安装电容含水率计短接。本发明提供的系统,可完成集流状态下流量和含水的实时测量,提高了测井时效,增加了产液剖面测井仪器的稳定性和可靠性,具有更广泛的现场适应性。(The invention relates to the technical field of horizontal well flow, in particular to an inward-flow four-electrode electromagnetic flow instrument system for a horizontal well. The system comprises a magnetic flowmeter main body, a first electromagnetic flow sensor and a second electromagnetic flow sensor, wherein the first electromagnetic flow sensor and the second electromagnetic flow sensor are arranged at intervals and form an angle of 90 degrees with each other; a signal processing circuit board is arranged between the two electromagnetic flow sensors; be equipped with the line hole of crossing in the electromagnetic flow meter main part, the intermediate position of electromagnetic flow meter main part is equipped with fluid passage and two liquid outlets, and two liquid outlets are located fluid passage's both sides respectively to form with fluid passage respectively and predetermine the contained angle, the liquid outlet is located second electromagnetic sensor's rear side, liquid outlet position department installation electric capacity moisture content meter short circuit. The system provided by the invention can complete the real-time measurement of flow and water content in a flow concentration state, improves the logging time efficiency, increases the stability and reliability of a liquid production profile logging instrument, and has wider field adaptability.)

一种用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统

技术领域

本发明涉及水平井流量技术领域，尤其涉及一种用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统。

背景技术

目前，水平井流量的测量主要采用涡轮流量计和电磁流量计两种方式，涡轮流量计由于水平井出砂而导致涡轮砂卡，电磁流量计由于无可动部件及阻流元件，被广泛应用于垂直井流量的测量。水平井由于轻质相与重质相的分离，流型与垂直井中有较大差异，流型分为四种：层状流、波纹层状流、波状流和环雾流，水平井产液量一般较低，最好采用集流测量，集流是提高流体的速度，进而提高测量的精度，集流测量时，水相流动较低的情况下油、气、水呈层状分离流动，同时由于在水平井中仪器的旋转，电磁感应电极方位具有不确定性，在高含水的产油井中若电磁流量仪器其中的一个测量电极在油泡中，由于该电极不能形成回路，因而得不到流量数据，但是如果再加一个与它垂直的感应电极，与它垂直的感应电极由于在水相介质中，因而能得到流体准确的流量数据，水平井特殊井况及流性决定了单一的电磁流量计在很大程度上不能准确地测量井下流体的流量。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供了一种用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统，以克服现有技术中由于水平井采用单一电磁流量计无法对井下流体进行有效测量的缺陷。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统，其特征在于，包括电磁流量计主体、第一电磁流量传感器、信号电路板、第二电磁流量传感器、电容含水率计短接；

所述电磁流量计主体上设有间隔设置的第一电磁流量传感器和第二电磁流量传感器；

第一电磁流量传感器和第二电磁流量传感器互成90°设置；

所述第一电磁流量传感器和第二电磁传感器之间设有信号处理电路板；

电磁流量计主体上设有过线孔，所述过线孔通过密封塞进行密封绝缘，用于集流器及其它传感器的接线；所述第一电磁流量传感器和第二电磁传感器的引线通过过线孔连接到信号处理板上；

电磁流量计主体的中间位置设有流体通道和两个出液口，两个出液口分别位于流体通道的两侧，并分别与流体通道形成预设夹角，所述出液口位于第二电磁传感器的后侧，出液口位置处安装电容含水率计短接。

优选地，两个电磁量计传感器之间的距离应大于300mm

优选地，所述电磁流量计传感器包括感应电极、探头主体、磁极铁芯、励磁线圈、绝缘内衬和绝缘套；感应电极与励磁线圈成90°分布；

探头主体垂直方向上有两对励磁线圈围绕磁极铁芯，通过电路板5励磁电路提供磁场；

探头主体水平方向上设有感应电极，所述感应电极外表面套有绝缘套，所述探头主体的内层为绝缘内衬。

优选地，

电路板包括磁场驱动电路、流量测量电路、放大电路、信号滤波、A/D转换、MCU数据处理、通信单元。

优选地，电容含水率计短接包括电容含水率计电极杆、电容含水率计电极座、绝缘套及锁紧螺母；

所述电容含水率计电极杆安装在电容含水率计电极座上，电容含水率计电极座和电磁流量计主体采用螺纹扣连接；所述电容含水率计电极杆上安装绝缘套，绝缘套另一端用锁紧螺母锁紧。

优选地，所述电磁流量计主体外设有绝缘外筒。

优选地，所述电磁流量计主体和上连接头短接采用螺纹连接。

（三）有益效果

本发明提供的用于水平井产液剖面测井的内流式四电极电磁流量仪器系统，可完成集流状态下流量和含水的实时测量，提高了测井时效，增加了产液剖面测井仪器的稳定性和可靠性，具有更广泛的现场适应性。

附图说明

图1为本发明实施例用于水平井的内流式四电磁流量仪器系统结构示意图；

图2为本发明实施例用于水平井的内流式四电磁流量仪器系统中电磁流量传感器结构示意图；

图3为本发明实施例用于水平井的内流式四电磁流量仪器系统中电路板结构图；

图4为本发明实施例用于水平井的内流式四电磁流量仪器系统电容含水率计安装结构示意图；

图5为本发明实施例用于水平井的内流式四电磁流量仪器系统上连接头短接结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图1所示，本发明提供一种应用于水平井的内流式四电极电磁流量仪器系统，包括电磁流量计主体6、第一电磁流量传感器4、信号电路板5、第二电磁流量传感器8、电容含水率计短接9；

所述电磁流量计主体6上设有间隔设置的第一电磁流量传感器4和第二电磁流量传感器8；第一电磁流量传感器4和第二电磁流量传感器8互成90°设置；

所述第一电磁流量传感器4和第二电磁传感器8之间设有信号处理电路板；

电磁流量计主体6上设有过线孔2，所述过线孔2通过密封塞进行密封绝缘，用于集流器及其它传感器的接线；所述第一电磁流量传感器4和第二电磁传感器8的引线通过过线孔连接到信号处理板5上；

电磁流量计主体6的中间位置设有流体通道3，该流体通道3的直径为15mm，便于流体流出。电磁流量计主体6上还设有两个出液口10，两个出液口10分别位于流体通道3的两侧，并分别与流体通道形成30°夹角，出液口10位置处安装电容含水率计短接9；电磁流量计主体6外设有绝缘外筒7。

为避免两个电磁流量计传感器之间的相互干扰，两个电磁流量计传感器需间隔一段距离，利用这段距离安装电磁流量计的电路板，方便信号的就近处理和减轻干扰，电路板安装在两流量计传感器中间方便调试和结构更紧凑。较优的，两个电磁量计传感器之间的距离应大于300mm。

如图2所示，电磁流量计传感器由感应电极4-1、探头主体4-2、磁极铁芯4-3、励磁线圈4-4、绝缘内衬4-5、绝缘套4-6组成。

探头主体4-2垂直方向上有两对励磁线圈4-4围绕磁极铁芯4-3通过电路板5励磁电路提供磁场，探头主体4-2的水平方向上装有感应电极4-1，感应电极4-1上有绝缘套4-6，使感应电极4-1在有流体通过时绝缘良好，探头主体4-2的最内层是绝缘内衬4-5，保证探头主体4-2绝缘性。感应电极4-1与励磁线圈4-4成90°分布，方便检测流量。两个励磁线圈4-4、两个感应电极4-1均通过过线孔2到电路板5，过线孔2通过密封塞来实现绝缘连接，集流器的供电线也通过过线孔2到电路板5，从而实现对集流器的控制。

如图3所示，信号电路板包括磁场驱动电路、流量测量电路、放大电路、信号滤波、A/D转换、MCU数据处理、通信单元。由驱动电路给励磁线圈4-4提供磁场，感应电极4-1的到的原始信号经过放大电路、信号滤波、A/D转换后，经单片机数据处理再通过地面通讯和解码就可以得到流量信号。

如图4所示，电容含水率计短接9由是电容含水率计电极杆9-4、电容含水率计电极座9-3、绝缘套9-2及锁紧螺母9-1组成。所述电容含水率计电极杆安装在电容含水率计电极座上，电容含水率计电极座和电磁流量计主体采用螺纹扣连接；所述电容含水率计电极杆上安装绝缘套，绝缘套另一端用锁紧螺母锁紧。

如图5所示，上连接头短接11由密封塞11-1、螺纹扣连接头11-2及圆盘型带密封塞孔座11-3组成，上连接头短接11和电磁流量计主体6采用螺纹连接。

在实际应用中，油井中油气水流体在井下的流动方向是从止根到始点流动，本仪器到井下产层定点测井，给集流器供电，集流器的胶皮封隔油套环形空间，使待测油气水流体从集流器内部的下进液口进入仪器流体通道3，向上依次流过第一电磁流量计传感器4和第二电磁流量计传感器8，为保证两电磁流量计传感器成90°分布，径向采用定位螺钉定向，在电磁流量计主体6上先用螺丝钉固定第一电磁流量计传感器4，由于电磁线圈和感应电极互成90°，第二电磁流量计传感器8在径向上把电磁线圈和感应电极互换顺序，就可以实现两个电磁流量计传感器互成90°，第一电磁流量计传感器4和第二电磁流量计传感器8的原始信号经过电路处理后就可以得到两个互成90度的电磁流量数据，结合电容含水率计从而得到产液流量及含水量。

本发明提供的用于水平井产液剖面测井的内流式四电极电磁流量仪器系统，采用两对互成90度的电磁流量传感器电极形成互补，从而可以得到水平井产液流量，组合电容含水率计短接可以得到含水量，完成集流状态下流量和含水的实时测量，提高了测井时效，增加了产液剖面测井仪器的稳定性和可靠性，具有更广泛的现场适应性。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。