CN114776288B - 多探针找油产出剖面测井仪 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种多探针找油产出剖面测井仪，其包括集流伞、扰流伞和中心管。集流伞出形成有气顶，采样时，气顶的体积不断增大并向下扩张，当气顶的底面达到集流伞封闭处的底端时，由于集流伞伞面及集流骨架和管道之间存在微小缝隙，气体通过缝隙并流至集流伞的上方，油液无法通过缝隙，同时油堵又能够阻止水从缝隙中流过，由此实现气液分离。并且，由于设置了扰流伞，一方面，流体在向上流动式会首先冲击扰流伞，该冲击会加剧气体与液体的分离；另一方面，扰流伞延长了流体的流动路径，同样能够增加气体与液体的分离效果。由此，能够尽可能地将管道内液体进行气液分离，使得尽可能少的气体进入测量管道内，减少对测量结果的影响。

Description

多探针找油产出剖面测井仪

技术领域

本发明涉及石油钻探检测技术领域，特别是涉及一种多探针找油产出剖面测井仪。

背景技术

当前，注水开发的老油田进入特高含水期采油，水在井筒内时连续相，单层产油量特别低。生产状态不稳定，因此诸如电容式、阻抗式、同轴相位等传统的各种找水仪受方法原理的限制，很难在高含水井内提高分辨能力并识别潜力层，使用多探针找油仪可以较好的解决这一问题。

在抽油机采油的油井中测量产液层流量和含水率的测井仪器称作过环空找水仪，它主要由集流器、流量计和含水率计三个部分组成。集流器的作用是封闭仪器与套管的环形空间，使井筒内的流体尽可能都从传感器内流过。这样，一方面可以大大提高流体的流速，达到流量计的启动排量:另一方面可以保持流态的稳定，减少流态对含水率测量的影响，采用集流器有利于流量和含水率的准确测量。而液体中会有气体存在，气体会影响涡轮流量计测量流体的流量和含水率计测量流体的含水率，所以需要将气体尽可能与液体分离。

基于此，有人提出了利用集流伞以进行采集时的气液分离，如中国专利CN200949466Y提供了一种溢气型集流伞，能够尽可能减少混入液体内的气体，但是该集流伞在气液分离效果上仍存在改进空间。

发明内容

基于此，有必要针对目前的采用集流伞对液体进行收集的多探针找油仪所存在的因气液分离效果差导致检测不准确的问题，提供一种多探针找油产出剖面测井仪。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种多探针找油产出剖面测井仪，其包括：集流伞、扰流伞和中心管，所述集流伞、所述扰流伞均套设于所述中心管，所述中心管上设置有进液口，所述进液口位于所述集流伞和所述扰流伞之间，且所述进液口位于所述集流伞沿所述中心管径向的投影外。

在其中一个实施例中，所述进液口部分位于或完全位于所述扰流伞沿所述中心管径向的投影内。

在其中一个实施例中，还包括可滑动套设于所述中心管的浮动环套、第一滑动环套和第二滑动环套，所述第一滑动环套和所述第二滑动环套位于所述进液口处，所述浮动环套滑动并以第一比例驱动所述第一滑动环套滑动、以第二比例驱动所述第二滑动环套滑动，所述第一比例大于所述第二比例。

在其中一个实施例中，所述浮动环套、所述第一滑动环套和所述第二滑动环套均可转动地套设于所述中心管且其三者同步转动，所述中心管上设置有第一螺纹和第二螺纹，所述第一滑动环套与所述第一螺纹螺纹配合，所述第二滑动环套与所述第二螺纹螺纹配合，所述第一螺纹螺距大于所述第二螺纹螺距。

在其中一个实施例中，所述浮动环套和所述第一滑动环套之间设置有第一弹性件，所述第一滑动环套和所述第二滑动环套之间设置有第二弹性件，所述第一弹性件的弹力总是使得所述第一滑动环套远离所述浮动环套，所述第二弹性件的弹力总是使得所述第二滑动环套远离所述第一滑动环套。

在其中一个实施例中，所述扰流伞包括多根扰流骨架，所述第一滑动环套沿所述中心管上滑或下滑，驱动所述扰流骨架扩张或收拢。

在其中一个实施例中，所述扰流骨架一端可转动地连接于所述第二滑动环套；

所述扰流骨架另一端和所述第一滑动环套之间设置有连接杆，所述连接杆两端分别可转动地连接于所述扰流骨架和所述第一滑动环套。

在其中一个实施例中，所述扰流伞包括多根扰流骨架，所述扰流骨架和所述第一滑动环套之间设置有导流层。

在其中一个实施例中，所述导流层包括过滤段和封堵段，所述过滤段和所述封堵段交错设置，所述过滤段尺寸沿所述扰流骨架指向所述中心管的方向逐渐增大，所述封堵段尺寸沿所述扰流骨架指向所述中心管的方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述导流层包括过滤段和封堵段，所述过滤段相较于所述封堵段远离所述中心管设置。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供了一种多探针找油产出剖面测井仪，其包括集流伞、扰流伞和中心管。集流伞出形成有气顶，采样时，气顶的体积不断增大并向下扩张，当气顶的底面达到集流伞封闭处的底端时，由于集流伞伞面及集流骨架和管道之间存在微小缝隙，而气体的粘度非常小，所以气体将通过缝隙并流至集流伞的上方，而油液由于具有较高的粘度，无法通过缝隙，其自身泄漏可以忽略，同时油堵又能够阻止水从缝隙中流过，由此实现气液分离。

并且，由于设置了扰流伞，一方面，流体在向上流动式会首先冲击扰流伞，该冲击会加剧气体与液体的分离；另一方面，扰流伞延长了流体的流动路径，同样能够增加气体与液体的分离效果。由此，能够尽可能地将管道内液体进行气液分离，使得尽可能少的气体进入测量管道内，减少对测量结果的影响。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的多探针找油产出剖面测井仪的结构示意图，为便于观察，图中并未示出集流伞和扰流伞的伞步；

图2为本发明一实施例提供的多探针找油产出剖面测井仪中扰流伞处的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的多探针找油产出剖面测井仪中扰流伞的俯视图；

图4为本发明一实施例提供的多探针找油产出剖面测井仪中导流层的结构示意图，图中扰流伞扰流骨架数量为6根；

图5为本发明一实施例提供的多探针找油产出剖面测井仪中流体的流动路径示意图。

其中：

100、集流伞；110、集流骨架；200、扰流伞；210、扰流骨架；211、连接杆；220、导流层；221、滤网；222、封布；300、中心管；310、进液口；320、浮动环套；321、第一滑动环套；322、第二滑动环套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种多探针找油产出剖面测井仪，其用于油井中测量产液层流量和含水率。具体的，如图1和图2所示，多探针找油产出剖面测井仪包括集流伞100、扰流伞200和中心管300，集流伞100、扰流伞200均套设于中心管300。本实施例中，集流伞100整体呈椭球笼形，集流伞100具有多根集流骨架110，其在椭球笼的上半部为封闭结构，具有封闭的伞面（图中未示出）。扰流伞200呈伞状，扰流伞200的尺寸小于集流伞100的尺寸，扰流伞200位于集流伞100内部且位于集流伞100未封闭的下半部。中心管300上设置有进液口310，进液口310位于集流伞100和扰流伞200之间，且进液口310位于集流伞100沿中心管300径向的投影外。

使用时，将装置伸入到探测位置，之后通过驱动电机将收缩的集流伞100和扰流伞200打开，集流伞100上部封闭位置将管道封堵，流体会沿着扰流伞200流动至集流伞100上部且由于集流伞100上部的封堵无法继续向上移动。如图5所示，由于此时流体中混有气体，而气体的密度相对较小，流动受阻后气体会与流体分离开并在集流伞100的上部逐渐形成气顶；液体内包括油液和水，流动受阻后油液和水也会产生分层，油液靠近气顶并形成油堵，油堵下方为水层。随着流体持续流动，气顶的体积不断增大并向下扩张，当气顶的底面达到集流伞100封闭处的底端时，由于集流伞100伞面及集流骨架110和管道之间存在微小缝隙，而气体的粘度非常小，所以气体将通过缝隙并流至集流伞100的上方，而油液由于具有较高的粘度，无法通过缝隙，其自身泄漏可以忽略，同时油堵又能够阻止水从缝隙中流过，由此实现气液分离。

并且，由于设置了扰流伞200，一方面，流体在向上流动式会首先冲击扰流伞200，该冲击会加剧气体与液体的分离；另一方面，扰流伞200延长了流体的流动路径，同样能够增加气体与液体的分离效果。由此，能够尽可能地将管道内液体进行气液分离，使得尽可能少的气体进入测量管道内，减少对测量结果的影响。

在其中一个实施例中，如图2所示，进液口310部分位于或完全位于扰流伞200沿中心管300径向的投影内，流体在流动时，需要先向上流过整个扰流伞200的外表面，之后还要再次向下流动才能够进入进液口310，使得液体的流动路径尽可能增长，并增加气液分离效果。需要注意的是，为避免油堵阻碍水层进入进液口310，扰流伞200的最高处应当位于油堵的下方。

在其中一个实施例中，如图2所示，还包括可滑动套设于中心管300的浮动环套320、第一滑动环套321和第二滑动环套322。浮动环套320能够悬浮于气顶和油堵之间，或是悬浮于油堵和水层之间，当气顶体积增大或减小时，由于油堵位置发生改变，浮动环套320能够随之上下滑动。第一滑动环套321和第二滑动环套322位于进液口310处，第一环套位于进液口310的上部，当第一环套下移时能够增大对于进液口310的封堵；第二滑动环套322位于进液口310的下部，当第二滑动环套322下移时能够减少对于进液口310的封堵。

浮动环套320滑动并以第一比例驱动第一滑动环套321滑动、以第二比例驱动第二滑动环套322滑动，第一比例大于第二比例。当浮动环套320向下滑动时，同步驱动第一滑动环套321和第二滑动环套322，且驱动第一滑动环套321下移的距离大于驱动第二滑动环套322下移的距离。

当流体内含气量较大时，由于集流伞100和管道之间的缝隙所能通过的气体速率有限，会使得气顶增大，并导致油堵下移。通过设置浮动环套320，并以浮动环套320按照不同比例驱动第一滑动环套321和第二滑动环套322，一方面，能够将进液口310整体向下移动，以增加流体的流动路径，以使得此时气体含量较大的流体内的气体尽可能地排出；另一方面，能够减小进液口310的进液速度，减少此时流体整体的进入量，避免过多含气量较高的流体进入而影响检测结果。

具体的，如图2所示，为了实现浮动环套320和第一滑动环套321、第二滑动环套322之间的比例驱动，浮动环套320、第一滑动环套321和第二滑动环套322均可转动地套设于中心管300且其三者同步转动，中心管300上设置有第一螺纹、第二螺纹和第三螺纹，第一滑动环套321与第一螺纹螺纹配合，第二滑动环套322与第二螺纹螺纹配合，第一螺纹螺距大于第二螺纹螺距。浮动环套320和第三螺纹螺纹配合。浮动环套320、第一滑动环套321和第二滑动环套322之间均通过伸缩连杆连接，使得其三者同步转动并能够发生相对滑动。

当气顶增大，油堵下移时，浮动环套320下移，在第三螺纹的作用下，浮动环套320发生转动，并同步带动第一滑动环套321和第二滑动环套322转动。第一滑动环套321转动，在第一螺纹的作用下使得第一滑动环套321下降；第二滑动环套322转动，在第二螺纹的作用下使得第二滑动环套322下降；且由于第一螺纹的螺距大于第二螺纹的螺距，当第一滑动环套321和第二滑动环套322转动相同圈数时，第一滑动环套321下降的距离要大于第二滑动环套322下降的距离。

又或者，浮动环套320和第一滑动环套321之间设置有第一弹性件，第一滑动环套321和第二滑动环套322之间设置有第二弹性件，第一弹性件的弹力总是使得第一滑动环套321远离浮动环套320，第二弹性件的弹力总是使得第二滑动环套322远离第一滑动环套321。第二滑动环套322和中心管300之间还设置有第三弹性件，第三弹性件的弹力总是使得第二滑动环套322向上移动。

当气顶增大，油堵下移时，浮动环套320下移，并通过第一弹性件带动第一滑动环套321向下移动，第一滑动环套321向下移动通过第二弹性件带动第二滑动环套322向下移动。此时，第二滑动环套322下降的距离等于第三弹性件的形变量，第一滑动环套321下降的距离等于第二弹性件和第三弹性件的形变量之和。由此，实现了浮动环套320和第一滑动环套321、第二滑动环套322之间的比例驱动。

在其中一个实施例中，扰流伞200包括多根扰流骨架210，第一滑动环套321沿中心管300上滑或下滑，驱动扰流骨架210扩张或收拢。当流体内含气量较大时，由于集流伞100和管道之间的缝隙所能通过的气体速率有限，会使得气顶增大，并导致油堵下移。油堵下移后，会带动第一滑动滑套下移，第一滑动环套321下移带动扰流骨架210收拢，扰流骨架210收拢一方面使得扰流伞200内供流体进入的空间减小，减少此时流体整体的进入量，避免过多含气量较高的流体进入而影响检测结果；另一方面扰流骨架210收拢会使得扰流伞200的最高处相对于进液口310向上移动，增加了流体的流动路径，能够增加气液分离效果。

在其中一个实施例中，扰流骨架210一端可转动地连接于第二滑动环套322；或者，在中心管300上固定设置有连接环，连接环位于第二滑动环套322的下方，扰流骨架210一端可转动地连接于连接环。扰流骨架210另一端和第一滑动环套321之间设置有连接杆211，连接杆211两端分别可转动地连接于扰流骨架210和第一滑动环套321。当第一滑动环套321下滑时，连接杆211一端被向下带动，另一端向中心管300靠拢，以此带动扰流骨架210收拢。

在其中一个实施例中，如图1-图4所示，扰流伞200包括多根扰流骨架210，扰流骨架210和第一滑动环套321之间设置有导流层220。当流体流经扰流伞200外部，并向扰流伞200内部流动进入进液口310之前，流体再次经过导流层220的导流，进一步增加流体的流动路径。

例如，扰流骨架210端部和第一滑动环套321之间设置有连接杆211，导流层220为设置于多根连接杆211上的柔性材料。导流层220包括滤网221和封布222，滤网221和封布222交错设置，滤网221尺寸沿扰流骨架210指向中心管300的方向逐渐增大，封布222尺寸沿扰流骨架210指向中心管300的方向逐渐减小。具体的，同一根扰流骨架210和第一滑动环套321之间设置有两根连接杆211，连接于同一根扰流骨架210的两根连接杆211连接于扰流骨架210上的同一点，连接于不同扰流骨架210的相邻两根连接杆211连接于第一滑动环套321上同一点。在连接于同一根扰流骨架210的两根连接杆211上设置有滤网221，在连接于不同扰流骨架210的相邻两根连接杆211上设置有封布222，使得滤网221沿靠近中心管300的方向尺寸越来越大，封布222沿靠近中心管300的方向尺寸越来越小。由此，一方面，使得流体尽可能地从靠近中心管300处通过导流层220，以此增加流体的流动路径；另一方面，当流体撞击封布222时，能够使得部分杂质附着于封布222上，使得落在滤网221上的杂质减少，避免滤网221过快堵塞。

在其中一个实施例中，导流层220包括过滤段和封堵段，过滤段相较于封堵段远离中心管300设置。过滤段和封堵段均为环状，过滤段套设于封堵段外。由此，流体在经过滤网221时，杂质被滤网221过滤，随后在流体的不断冲击作用下，杂质被冲刷到内侧的封堵段上，不会阻碍滤网221对流体的过滤。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，包括：集流伞、扰流伞和中心管，所述集流伞、所述扰流伞均套设于所述中心管，集流伞整体呈椭球笼形，集流伞具有多根集流骨架，其在椭球笼的上半部为封闭结构，具有封闭的伞面；所述中心管上设置有进液口，所述进液口位于所述集流伞和所述扰流伞之间，且所述进液口位于所述集流伞沿所述中心管径向的投影外，所述进液口部分位于或完全位于所述扰流伞沿所述中心管径向的投影内，还包括可滑动套设于所述中心管的浮动环套、第一滑动环套和第二滑动环套，所述第一滑动环套和所述第二滑动环套位于所述进液口处，第一滑动环套位于进液口的上部，当第一滑动环套下移时能够增大对于进液口的封堵；第二滑动环套位于进液口的下部，当第二滑动环套下移时能够减少对于进液口的封堵，所述浮动环套滑动并以第一比例驱动所述第一滑动环套滑动、以第二比例驱动所述第二滑动环套滑动，所述第一比例大于所述第二比例，当浮动环套向下滑动时，同步驱动第一滑动环套和第二滑动环套，一方面，能够将进液口整体向下移动，以增加流体的流动路径，以使得气体含量较大的流体内的气体尽可能地排出；另一方面，能够减小进液口的进液速度，减少此时流体整体的进入量，避免过多含气量较高的流体进入；使用时，将装置伸入到探测位置，之后通过驱动电机将收缩的集流伞和扰流伞打开，集流伞上部封闭位置将管道封堵，流体会沿着扰流伞流动至集流伞上部且由于集流伞上部的封堵无法继续向上移动，由于流体中混有气体，而气体的密度相对较小，流动受阻后气体会与流体分离开并在集流伞的上部逐渐形成气顶；液体内包括油液和水，流动受阻后油液和水也会产生分层，油液靠近气顶并形成油堵，油堵下方为水层，随着流体持续流动，气顶的体积不断增大并向下扩张，当气顶的底面达到集流伞封闭处的底端时，由于集流伞伞面及集流骨架和管道之间存在微小缝隙，而气体的粘度非常小，所以气体将通过缝隙并流至集流伞的上方，而油液由于具有较高的粘度，无法通过缝隙，同时油堵又能够阻止水从缝隙中流过，实现气液分离。

2.根据权利要求1所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述浮动环套、所述第一滑动环套和所述第二滑动环套均可转动地套设于所述中心管且其三者同步转动，所述中心管上设置有第一螺纹、第二螺纹和第三螺纹，所述第一滑动环套与所述第一螺纹螺纹配合，所述第二滑动环套与所述第二螺纹螺纹配合，所述第一螺纹螺距大于所述第二螺纹螺距；所述浮动环套与所述第三螺纹螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述浮动环套和所述第一滑动环套之间设置有第一弹性件，所述第一滑动环套和所述第二滑动环套之间设置有第二弹性件，所述第一弹性件的弹力总是使得所述第一滑动环套远离所述浮动环套，所述第二弹性件的弹力总是使得所述第二滑动环套远离所述第一滑动环套。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述扰流伞包括多根扰流骨架，所述第一滑动环套沿所述中心管上滑或下滑，驱动所述扰流骨架扩张或收拢。

5.根据权利要求4所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述扰流骨架一端可转动地连接于所述第二滑动环套；

所述扰流骨架另一端和所述第一滑动环套之间设置有连接杆，所述连接杆两端分别可转动地连接于所述扰流骨架和所述第一滑动环套。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述扰流伞包括多根扰流骨架，所述扰流骨架和所述第一滑动环套之间设置有导流层。

7.根据权利要求6所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述导流层包括过滤段和封堵段，所述过滤段和所述封堵段交错设置，所述过滤段尺寸沿所述扰流骨架指向所述中心管的方向逐渐增大，所述封堵段尺寸沿所述扰流骨架指向所述中心管的方向逐渐减小。

8.根据权利要求6所述的多探针找油产出剖面测井仪，其特征在于，所述导流层包括过滤段和封堵段，所述过滤段相较于所述封堵段远离所述中心管设置。

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