一种阵列式生产测井仪器及测井系统的制作方法

1.本发明涉及采油设备技术领域，具体涉及一种阵列式生产测井仪器及测井系统。


背景技术：

2.生产测井，又称开发测井，指在油井(包括采油井、注水井、观察井等)投产后至报废整个生产过程中，利用各种测试仪器进行井下测试以获取相应地下信息的测井。生产测井的主要目的是评价油管内外流体的流动和井的完成情况。目前业界已有的阵列式生产测井仪器主要存在以下问题：仪器结构不紧凑，外形较长，导致容易自锁，到达井底难度增大，缺失关键生产段测量数据，对仪器强度及外壳封严设计要求更高；涡轮流量计经常不能正常工作，在稠油环境里，涡轮式流量计容易因为达不到启动流量而不能启动，或因为涡轮表面被异物(泥沙或可溶性桥塞碎屑)包裹或粘连而无法启动；井深数据测量不准确，对井下作业和施工造成极大风险；必须把电容持率传感器和电阻率持率传感器结合起来才能进一步确定气体、含水、油量的三相持率，计算和标定比较复杂，很不方便。


技术实现要素：

3.为解决上述背景技术中的问题，本发明采用下述技术方案：
4.一种阵列式生产测井仪器，包括扶正短节、与扶正短节右端固定连接的传感器短节；扶正短节包括连接杆、套装在连接杆上的第一轴环和第二轴环、铰接在第一轴环与第二轴环之间的至少三个支撑臂、固定连接在第一轴环与第二轴环之间的至少三个扶正弹片，扶正弹片与支撑臂固定连接，扶正弹片的数量与支撑臂的数量相同，支撑臂在第一轴环和第二轴环的外圆周上均匀布置，第二轴环在连接杆上左右滑动；传感器短节上设置有多普勒流量传感器；传感器短节与连接杆固定连接；每个支撑臂上固定安装有光纤持率传感探头和微型涡轮转子流量传感器。
5.进一步的，传感器短节上还设置有角度传感器、位移传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器、磁定位传感器中的至少一种。
6.进一步的，支撑臂包括第一支撑杆、与第一支撑杆铰接的第二支撑杆，第一支撑杆与第二支撑杆的铰接处和扶正弹片固定连接。
7.进一步的，第二轴环与传感器短节之间设置有压缩弹簧，压缩弹簧套装在连接杆上。
8.进一步的，扶正短节左端固定连接有通讯短节，通讯短节与连接杆固定连接，通讯短节左端设置有电联接头。
9.进一步的，通讯短节内设置有存储芯片。
10.进一步的，传感器短节右端固定连接有电源短节，电源短节内设置有耐高温锂电池。
11.本发明还提供了一种测井系统，包括测井仪器，还包括固定连接在测井仪器左侧的第一居中器、固定连接在测井仪器右侧的第二居中器、设置在第一居中器左侧的柔性短
节、设置在柔性短节左侧的电缆接头、设置在第二居中器右侧的底鼻。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
13.1)本发明的测井仪器采用非常紧凑的结构设计，利用新型传感器技术，把几十个数据测量和采集的通道集成在一起。
14.2)本发明的测井仪器设置有多普勒流量传感器和微型涡轮转子流量传感器，联合使用多普勒流量传感器和微型涡轮转子流量传感器，可以在涡轮流量传感器不能正常工作的时候依靠多普勒流量传感器的测量数据来进行补偿，有效避免关键区域流体流速完全没有数据的情况发生。
15.3)本发明采用涡轮转子流量传感器，可以捕捉到每个涡轮转动的方向和速度，在井眼圆周细致的测量周围流体的流速。
16.4)本发明扶正短节的设置，可以将测井仪器居中固定在井眼内，保护测井仪器，同时得到一个径向井眼平面，在该平面进行精确的截面流态的测量，包括油气水三相持率及其他各项流量。
17.5)本发明的测井系统，通过改变测井仪器的左右连接方向，可以实现数据采集的存储模式和实时模式的切换。
附图说明
18.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
19.图1为本发明一种阵列式生产测井仪器的整体结构示意图；
20.图2为本发明一种测井系统的整体结构示意图。
21.图中：1
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测井仪器，2
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第一居中器，3
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第二居中器，4
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柔性短节，5
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电缆接头，6
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底鼻，11
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扶正短节，12
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传感器短节，13
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压缩弹簧，14
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通讯短节，15
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电源短节，111
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连接杆，112
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第一轴环，113
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第二轴环，114
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支撑臂，115
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扶正弹片，1141
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第一支撑杆，1142
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第二支撑杆。
具体实施方式
22.下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
23.下面结合附图1至附图2以及具体实施例详细论述本发明：
24.实施例1
25.本发明实施例提供了一种阵列式生产测井仪器，如图1所示，包括扶正短节11、与扶正短节11右端固定连接的传感器短节12；扶正短节11用于支撑井眼的侧壁，使测井仪器1居中固定在井眼中心的位置，避免测井仪器1与井眼侧壁接触对测井仪器1造成的损伤；传感器短节12用于设置各种类型的传感器，实现对井眼各种参数的测量。
26.扶正短节11包括连接杆111、套装在连接杆111上的第一轴环112和第二轴环113、铰接在第一轴环112与第二轴环113之间的至少三个支撑臂114、固定连接在第一轴环112与第二轴环113之间的至少三个扶正弹片115，扶正弹片115与支撑臂114固定连接，扶正弹片115的数量与支撑臂114的数量相同，支撑臂114在第一轴环112和第二轴环113的外圆周上均匀布置，第一轴环112固定设置在连接杆111上，第二轴环113在连接杆111上左右滑动；第二轴环113的滑动使支撑臂114撑起的高度可以根据井眼的侧壁大小进行实时的调整，扶正弹片115用于增大支撑臂114与井眼侧壁的接触面积，增大摩擦，实现对测井仪器1更好的保护和固定；支撑臂114和扶正弹片115的数量为至少三个，三点可以确定一个平面，从而得到一个径向井眼平面，在该平面进行精确的截面流态的测量，包括油气水三相持率及其他各项流量，同时可以将测井仪器1居中固定在井眼内，避免测井仪器1接触到井眼侧壁。
27.传感器短节12上设置有多普勒流量传感器，多普勒流量传感器利用声波在流体中传播的多普勒效应，通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移，即可得到流体的流速；优选的，多普勒流量传感器设置有8个，均匀分布在所述传感器短节12的外圆周上，使测量结果更准确；传感器短节12与连接杆111固定连接，用于将传感器短节12上设置的传感器的测量结果通过连接杆111进行数据的传递。
28.每个支撑臂114上固定安装有光纤持率传感探头和微型涡轮转子流量传感器；光纤持率传感探头与微型涡轮转子流量传感器平行的安装在弹簧臂的两侧；微型涡轮转子流量传感器可以捕捉到每个涡轮转动的方向和速度，可以在井眼圆周内细致的测量周围流体的流速。
29.进一步的，传感器短节12上还设置有角度传感器、位移传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器、磁定位传感器中的至少一种，其中，角度传感器用于测量井眼的倾斜度，位移传感器用于记录测井仪器1的移动轨迹，温度传感器用于监测井眼内的温度变化，压力传感器用于监测井眼内的压力变化，加速度传感器、磁定位传感器、角度传感器和位移传感器配合使用，可以获得井眼的形状、测井仪器1的位置和其所在深度等信息。
30.进一步的，支撑臂114包括第一支撑杆1141、与第一支撑杆1141铰接的第二支撑杆1142，第一支撑杆1141与第二支撑杆1142的铰接处和扶正弹片115固定连接；扶正弹片115在支撑臂114的带动下，随着井眼的形状和大小变形，用于实现对测井仪器1更好的固定。
31.进一步的，第二轴环113与传感器短节12之间设置有压缩弹簧13，压缩弹簧13套装在连接杆111上；压缩弹簧13用于挤压第二轴环113，使铰接在第一轴环112和第二轴环113之间的支撑臂114能够保持较大的力顶住井眼侧壁，同时，还能确保在井眼侧壁对扶正弹片115和支撑臂114施加超过一定大小的挤压力时，第二轴环113可以进行移动，及时调整支撑臂114和扶正弹片115的形状。
32.进一步的，扶正短节11左端固定连接有通讯短节14，通讯短节14与连接杆111固定连接，用于将传感器短节12上设置的传感器的测量结果通过连接杆111进行数据的传递，通讯短节14左端设置有电联接头，数据通过电联接头进行传递。
33.需要说明的是，本发明提供的测井仪器1在使用时，可以竖直使用、水平使用、倾斜使用。
34.本发明实施例还提供了一种测井系统，如图2所述，包括测井仪器1，还包括固定连接在测井仪器1左侧的第一居中器2、固定连接在测井仪器1右侧的第二居中器3、设置在第
一居中器2左侧的柔性短节4、设置在柔性短节4左侧的电缆接头5、设置在第二居中器3右侧的底鼻6；测井仪器1的电联接头与测井仪器1左侧的第一居中器2固定连接；第一居中器2与第二居中器3的结构与扶正短节11的结构类似，用于支撑井眼侧壁，与扶正短节11一起，将测井系统固定在井眼中间，同时确保测井系统的其他部分不与井眼侧壁相接触，从而保护用于测量的测井仪器1；柔性短节4可以使测井系统更好的适应不同的井眼形状，实现保护测井仪器1的作用。
35.由以上可以看出，本发明实施例提供的数据传递方式为实时模式，即将采集到的数据通过连接杆111传递到与测井仪器1相连的单芯电缆或多模光纤上，再传送回地面，此种方式传递数据及时，但对传输环境要求较高。
36.实施例2
37.本发明实施例提供了一种阵列式生产测井仪器，如图1所示，在实施例1的基础上，本实施例的通讯短节14内设置有存储芯片，用于存储传感器的测量数据，以便在测井仪器1回到地面以后进行查看。
38.进一步的，传感器短节12右端固定连接有电源短节15，电源短节15内设置有耐高温锂电池，电源短节15用来为存储模式下的测井仪器1提供电力。
39.由以上可以看出，本发明实施例提供的数据传递方式为存储模式，即将采集到的数据通过连接杆111传递到通讯短节14的存储芯片内进行存储，待测量结束后，取出测井仪器1再查看采集数据，此种方式数据传递有滞后性，但是对传输环境要求较低。
40.本发明实施例还提供了一种测井系统，如图2所述，在实施例1的基础上，将测井仪器1的左右连接方向调换，即测井仪器1的电源短节15与测井仪器1左侧的第一居中器2固定连接，此时不进行数据的实时传输，只做数据的存储。
41.以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。