新型油井含水率测量仪的研制

由于水、油介电特性差异较大，导致电磁波在不同含水率的油水混合介质中传播时的相位系数有很大不同。新型含水率测量仪器是利用同轴线作传感器，油水混合介质在同轴线内流过，并构成传播电磁波的载体，通过测量同轴线两端电磁波在同轴线内油水混合介质中传播的相位系数，来得到油水混合介质的含水率。该仪器能够实现油井含水率的连续测量，室内试验和初步现场试验证明该方法能够解决高含水油田油井含水率很难测准这一难题。     

同轴线式相位法测量油井含水率

本文利用同轴传输线作传感器，测量油水混合水质的相位系数，研制了同轴线式相位法找水仪，从而得到油水混合介质的持水率。该仪器还实现了油井持水率以往难达到的连续测量，室内模拟井试验和初步现场试验看出本文提出的含水率测量新方法颇有前途。     

AD7745在油井含水率检测电路中的应用

油田开发处于高含水期时,准确、可靠地测量油井两相流的含水率具有重要意义。油水混合物中,不同含水率引起的介电常数差异很大,根据这一理论,文章设计了过流式的电容传感器,采用高精度的电容数字转换芯片AD7745,解决了从电容到数字直接转换的复杂且困难的信号处理难题。实验结果表明,该系统性能好、成本低,具有较好的应用价值。     

基于FPGA的新型密度测量仪设计

作为影响生产工艺的一项重要指标,密度的实时、精密测量意义重大。超声波测量技术无损、精确、环保,越来越多地被用来实现高精度密度测量。将传播介质本身作为敏感元件,通过声速法测量超声波传播时间,再结合超声波在介质中传播时传播速度受介质密度影响的特性,只需要精密测量传播时间即可实现介质密度的高精度测量。基于FPGA的控制处理电路,能够完成数据的高速采集和实时存储,结合软件设计中的数字插补算法,为ns级的高精度时间测量提供了软、硬件基础,进而确保了高精度的密度测量。     

流体电容仪新的测量模型

本文针对油田生产测井中应用很广泛的流体电容含水率计在理论上和实验上进行了详细的研究。根据现有的实验事实，提出了高含水测量模。该模型认为，对于油水泡状流，即使在水矿化度很高时，流体电容仪仍在０－１００％的含水率范围内有油水分辨能力。     

井下油水膜分离实验研究

目前油田高含水油井采油井下油水分离主要采用的是旋流分离技术,但旋流油水分离装置分离效率受到结构和操作参数影响非常大,分离出来的水大多含油高不能达到分离水回注地层的要求。而膜分离技术以其高效的分离性能得到快速发展。为提高高含水油田采油井下油水分离效率,研发基于膜分离的井下油水分离装置,通过膜材料的优选、膜通量实验、膜油水分离实验,选出适用高含水油井采油的井下油水分离的4种膜材料。     

油水气三相计量的新方法

油井三相流的分离分相计量精度主要是受气液分离程度和含水率计的精度的影响。文中提出利用涡街流量计和涡轮流量计的响应函数来控制气液分离，其控制算法是基于BP网络改进的PID控制算法。含水率测量选用高精度的同轴线相位法含水率计，满足了油井三相流的精确计量要求。     

电导式相关流量计应用于油井井下流量测量

本文提出了一种新型的电导相关流量计,其敏感元件采用两个电导传感器,该流量能够应用于高含水油井的油水两相流流量测量,在多相流动实验装置上进行的实验表明,该流量计测量的流速范围宽,线性好,该流量计已经在大庆油田进行现场试验,使用该流量计在井下测量的油水的总流量与地面计量结果对比良好。     

AICD智能控水装置实验研究

介绍一种解决油井高含水问题的AICD智能控水装置。通过地面实验,以清水和不同粘度原油、不同含水率的油水混合液为样品模拟井下生产状况,对比研究了AICD智能控水装置对不同粘度流体的过流性能。实验结果表明AICD智能控水装置具有很好的控水、增油作用。     

原油含水率测量系统

原油含水测量系统在油田油品评价和原油产量统计中有很高的应用价值。介绍了一种集原油含水率实时测量、显示与数据通讯于一体的在线式原油含水测量系统。该系统利用γ射线实现原油含水率的非接触和连续测量。由于采用单片机作为核心，该系统既可独立运行，也可以通过RS485总线与系统的主控计算机联网，具有测量精度高、实时性强、使用方便等优点，十分适用于原油产量实时统计和大型油罐(群)的原油储量统计计算。给出了系统的原理框图和软件流程．     

基于时差法和TDC-GP2的新型超声波液体密度计

为解决传统液体介质密度计测量精度低、维护不易、不能实时测量的问题,基于超声波时差法测量原理,利用高速时间数字转换芯片TDC-GP2,设计了一款新型高精度低功耗的超声波液体介质密度计。TDC-GP2芯片精确测量超声波在待测液体介质中一定距离下的传播时间,再结合超声波在液体介质中传播时传播速度受液体介质密度影响的特性,来间接实现该待测液体介质密度的精确测量。实验测试结果表明,设计测量绝对误差小于0. 000 4 g/cm3,相对误差比小于0. 04%,满足工业生产使用标准,具有较强的推广价值。     

微波法原油含水率测量

原油含水量是油田开采的一个重要指标,不同介电常数的油水混合物对微波信号的吸收率是不同的,基于这个原理设计了一种具有自动定标功能的微波原油含水率测量系统.该系统改进了传统的微波透射法单通道测量方式,采用测量通道和参考通道的双通道测量方式,利用环形器和PIN调制开关的组合,替代魔T和功分器的使用,降低了系统成本,并且有效地克服了信号源的不稳定性及空间干扰对系统的影响,提高了测量的精确性.该系统实现了0～40％中高含水率油品的精确测量,实验证明该装置具有工作稳定性好,测量精确度高,可在线测量等优点.     

分布式超声波浆液密度精密测量仪设计

实时的浆液密度测量是灌浆工艺中不可缺少的环节,超声波测量技术也日益广泛地被用来精密检测浆液密度。在传播距离一定时,利用超声波在介质中传播时传播速度受介质密度影响的特性,提出一种通过测量超声波在介质中的传播时间来间接求得被测介质密度的方法,设计出能够实时、精确检测浆液密度的分布式密度测量仪。在灌浆输送管道中,浆液密度多分布不均匀,检测装置采用分布式测头,将多对测头均匀布置在装有被测介质的管道外壁,多通道的测量使得测量结果更加准确可靠。研究中采用的高速信号处理电路以及数字插补算法,确保了ns级的时间测量,使得超声波浆液密度测量仪实现分辨率优于0.01 kg/m~3的高精度密度测量。     

电导探针仪器在现场试验中的效果分析

针对油田的高含水以及复杂的井下测试环境,传统的持水率测量已经不能够满足油田生产开发的需求。文中介绍了一种新型电导探针产出剖面测井仪器的原理、方法及其应用成果。该仪器的测量结果准确可靠,重复性、一致性好,已经逐步投入到生产和应用中。使用该仪器不仅可以准确地测量产出剖面的产液层,而且在确定产水层方面具有其独特的用途。     

电磁波油水液位监测系统研究

为解决系统运行不稳定、人工干预多、易黏稠挂料、受温度湿度影响大以及缺乏实用高效的非组态管理软件等问题,文中设计了一种电磁波油水液位监测系统。该系统应用电磁波油水液位测量技术测量油水液位,并结合GPRS无线通信网络,通过下位机数据采集模块、上位机非组态信息管理软件实现原油储罐油水液位的测量与管理。经过仿真数据实验、实验室虚拟环境测试和陕北油田某采油厂试点等实践环节,最终证实该系统运行稳定、测量数据精确、用户操作方便。     

同轴相位法井下原油含水率温度特性的实验研究

针对同轴相位找水仪,用理论计算与实验分析结合法研究了介质温度对仪器测量含水率响应的特性。相同含水率下,同轴相位含水率计的输出随介质温度升高而降低;而且含水率越高,降低幅度越大;含水率低于20%时,仪器输出受温度影响较小。应用研究结果对解释模型进行温度补偿,进一步提高了测量含水率的测量精度     

在线测量透平油含水量实验台设计

本文综述国内外汽轮机透平油微水含量检测方法的现状.针对目前方法不能适应汽轮机透平油含水率实时测量的要求,提出采用谐振腔微扰法连续测量汽轮机透平油含水率的方法,设计谐振腔微扰法在线测量汽轮机透平油含水率的实验系统,实验系统可以产生均匀混合的含水透平油,控制透平油的乳化程度,控制并测量透平油的含水量、温度、压力、流量等参数.实验应用中系统稳定性高,结构简单,操作方便.     

基于全相位FFT的介质损耗因数测量算法的研究

全相位FFT频谱分析法具有优良的抑制谱泄漏性能及相位不变的特性,在工程上展现出了其重要的应用价值。虽然全相位FFT理论上具有相位不变的特性,相位无需校正,然而实际运用时,由于数据采样时间不能关于零点对称,即无法测得初相位,要想利用全相位FFT算法来求介质损耗因数,依然需要求得精确的频率来求解基波初相位。文章从实际应用出发,提出利用全相位FFT进行介质损耗因数的测量,并利用相位差校正法进行频谱校正,实现了从任意时刻点测量初相位,理论分析了算法实现过程。最终,通过计算机仿真,验证了该算法在频率波动、谐波干扰下能够有效提高介质损耗因数的测量精度。     

基于CPW的油水两相流持水率检测方法研究

为了提高原油的开采效率,各油田越来越多地采用注水采油的措施和水平井开采的方法。这对井下油水两相持水率的在线检测提出了更高的要求,其一要求传感器在高持水条件下具有与低持水段一样高的检测精度,其二要求单支传感器体积结构小,便于在油井截面上布置多支传感器形成检测阵列,提供水平井或大斜度井油水截面上持水率分布的差异信息,提高测量的空间分辨率。为此,提出基于共面微带传输线的油水两相流持水率检测方法。通过保角变换法分析了共面微带传输线传感器的结构参数和材料参数与电磁波传播特性之间的关系,采用片状双面S形布线结构,在小型化传感器的同时提高了检测的动态范围。数值模拟和实验结果表明,信号在传输线上的相移与持水率间具有近似线性的关系,传感器在持水率0%~100%全程范围内具有小于3%的分辨率,该方法弥补了电容法和电导法仅适合于低持水率和高持水率的弊端。     

基于表面等离子体共振技术油水持率传感器的实验研究

为研究表面等离子体共振技术在油井产液剖面持率参数测试方面的潜在应用,采用磁控溅射方法在三棱镜底面沉积不同厚度的金膜,制作Kretschman型表面等离子共振传感元件,对不同体积浓度的油水折射率进行测定。实验结果表明,对于折射率相同的三棱镜,沉积的金膜厚度越大,共振吸收峰越弱。表面等离子体共振峰位对不同体积浓度的油水介质很敏感,介质体积浓度由低到高变大时,表面等离子体共振吸收峰向右平移,共振角逐渐增大。实验表明,表面等离子体共振传感测试技术对不同浓度油水介质的折射率变化非常敏感,能够用其进行流体持率的测量。