井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于油田注二氧化碳驅(qū)油中注氣時(shí)，對(duì)井下二氧化碳流量的測(cè)量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)油田注二氧化碳提高采收率技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的對(duì)應(yīng)設(shè)備同時(shí)也被人們所需要。為了提高石油采收率，目前，在是使用二氧化碳驅(qū)油時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)井下流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制。
[0003]根據(jù)二氧化碳具有易腐蝕、溶解能力強(qiáng)、在高溫高壓下易達(dá)到超臨界狀態(tài)和在超臨界狀態(tài)下導(dǎo)電率低的特性，以及不同注入地層存在有滲透率的差異性。因此，可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)控井下注入二氧化碳的流量大小，對(duì)于有效注二氧化碳具有較高的意義。
[0004]目前油田大多采用常規(guī)的用于注水井的井下流量計(jì)，而二氧化碳具有腐蝕性及溶解能力強(qiáng)易萃取潤(rùn)滑油的特點(diǎn)，若使用油田目前常規(guī)的井下機(jī)械式流量計(jì)，如渦輪流量計(jì)等，會(huì)導(dǎo)致其壽命短、機(jī)械零部件等易磨損、測(cè)量精度降低等問(wèn)題；對(duì)于非接觸式流量計(jì)，由于電磁流量計(jì)只能測(cè)量導(dǎo)電流體，則在注二氧化碳驅(qū)油井中將法正常使用；而對(duì)于井下環(huán)境具有高溫高壓流體狀態(tài)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，超聲波流量計(jì)也會(huì)有測(cè)量不精準(zhǔn)的問(wèn)題出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是利用磁懸浮原理技術(shù)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便長(zhǎng)期操作使用、可以應(yīng)用于小管徑空間環(huán)境，并且能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量并且調(diào)控井下二氧化碳流量的方法及設(shè)備。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明根據(jù)以下方法實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明安裝于井下注二氧化碳流經(jīng)待測(cè)段；主殼體與油管管筒連接為一體，主殼體內(nèi)部為流體流經(jīng)管路。
[0008]在所述的流體管路中置有磁懸浮球座機(jī)構(gòu)；
[0009]磁懸浮球座機(jī)構(gòu)為自上而下直徑逐漸變小的錐形管，磁懸浮機(jī)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有球型永磁體(磁球)，機(jī)構(gòu)下部設(shè)有超導(dǎo)電磁體，超導(dǎo)電磁體為環(huán)形(球座)，與球型永磁體形成球座機(jī)構(gòu)；因?yàn)槎趸际菑纳舷蛳峦ㄟ^(guò)磁球和錐形管之間的縫隙流動(dòng)的，所以不同高度處的過(guò)流斷面面積不同，通過(guò)球座的流量也不同，兩者之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而可通過(guò)改變磁懸浮球座間磁力大小來(lái)控制磁球的沉浮，最終調(diào)節(jié)井下二氧化碳的流量；
[0010]下端連有磁力傳感處理器；可通過(guò)利用控制磁懸浮球座間磁力的大小從而來(lái)控制磁球的沉浮，最終實(shí)現(xiàn)控制和計(jì)量二氧化碳的流量；
[0011]與本發(fā)明配套的測(cè)量二氧化碳注入井井下二氧化碳流量、實(shí)現(xiàn)井下二氧化碳流量的調(diào)控方法為:
[0012]流體流經(jīng)主殼體內(nèi)錐形管管道內(nèi)；
[0013]錐形管道內(nèi)部的磁懸浮球座機(jī)構(gòu)中，環(huán)形超導(dǎo)電磁體球座與球型永磁體具有互為相斥的作用力，利用磁懸浮原理，根據(jù)給環(huán)形超導(dǎo)電磁體球座通電的電流強(qiáng)度大小，改變它與磁球體之間的排斥力大小，因而控制球體的沉沒(méi)程度，即錐形管內(nèi)與磁球體之間的環(huán)形空隙的大小，從而控制流體流經(jīng)時(shí)流量的大小；
[0014]磁懸浮球座機(jī)構(gòu)下部連接有磁力傳感器，可將球座機(jī)構(gòu)之間的磁力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再將電信號(hào)傳送至流量信號(hào)處理模塊；地面流量信號(hào)處理模塊根據(jù)接收的電信號(hào)獲取流量參數(shù)；
[0015]實(shí)現(xiàn)地面對(duì)井下流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及調(diào)控。
[0016]本發(fā)明采取以上技術(shù)，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1.可以實(shí)現(xiàn)井下注入二氧化碳流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及調(diào)控，利用磁懸浮技術(shù)，通過(guò)地面控制臺(tái)可以根據(jù)需求隨時(shí)調(diào)控井下二氧化碳的流量大小，降低了因測(cè)量造成的損失，為油田節(jié)省了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；
[0018]2.本發(fā)明安裝維修方便，不必動(dòng)管柱即可以維修，且本發(fā)明不需要使用潤(rùn)滑油，解決了二氧化碳萃取潤(rùn)滑油使零部件無(wú)法正常運(yùn)行的困擾。
[0019]3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)使用，體積小適用于多種管徑，且不易受溫度壓力等影響，可長(zhǎng)期在井下應(yīng)用，是一種理想節(jié)能型測(cè)量及調(diào)控流量設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中1-主殼體，2-法蘭接箍，3-球型永磁體，4-環(huán)形超導(dǎo)電磁球座，5-磁力傳感器，6-進(jìn)液支架，7-錐形管，8-磁球定位桿，9-出液口，10-單向閥，11-打撈座。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明技術(shù)方案、實(shí)施目的及優(yōu)點(diǎn)更加清晰明了，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋說(shuō)明。以下為對(duì)本發(fā)明的示意性闡述及說(shuō)明，不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0023]本發(fā)明安裝于注二氧化碳驅(qū)油井下，需要監(jiān)測(cè)調(diào)控的二氧化碳流經(jīng)段，圖1為本發(fā)明井下二氧化碳測(cè)調(diào)設(shè)備示意圖。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明設(shè)備作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0024]本發(fā)明井下二氧化碳測(cè)調(diào)設(shè)備包括主殼體1，主殼體I通過(guò)上下法蘭接箍2的方式固定井下待測(cè)流段的油管上，主殼體I內(nèi)部為自上至下直徑逐漸縮小的錐形管7，錐形管7上端為進(jìn)液支架6，注入的二氧化碳從上端進(jìn)液支架6進(jìn)入到錐形管7內(nèi)部；當(dāng)?shù)孛嫱Ｖ棺⑷攵趸紩r(shí)，為防止地層液體反向流入流量計(jì)內(nèi)，在出水口 9下端設(shè)有單向閥10 ;在錐形管7上部連有打撈座11，需要設(shè)備停止使用或需要檢修時(shí)，可使用打撈頭連接內(nèi)部的打撈座11，將內(nèi)部錐形管提出。
[0025]流經(jīng)磁懸浮球座機(jī)構(gòu)，位于錐形管內(nèi)部，包括:球型永磁體3、磁球定位桿8、環(huán)形超導(dǎo)電磁球座4，通過(guò)控制環(huán)形超導(dǎo)電磁體球座4通電的電流強(qiáng)度，改變它與球型永磁體3之間的排斥力大小，改變球型永磁體3在磁球定位桿8的上下位置，因而改變磁球3與錐形管環(huán)形空間的大小，控制二氧化碳流量的大??；
[0026]磁懸浮球座機(jī)構(gòu)下部連接有磁力傳感器5，可將磁球3與球座4之間的磁力大小轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳輸給地面流量信號(hào)處理模塊，地面流量信號(hào)處理模塊根據(jù)接收的電信號(hào)獲取流量參數(shù)。
[0027]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)方法，如下所示:
[0028]圖2為本發(fā)明井下二氧化碳測(cè)調(diào)方法的處理流程圖。如圖2所示，本發(fā)明測(cè)調(diào)方法流程為:
[0029]步驟2-1，在注二氧化碳待測(cè)段，在注二氧化碳待測(cè)段，磁懸浮球座機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一定的磁力；
[0030]步驟2-2，磁力傳感器將磁懸浮球座間的磁力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
[0031]步驟2-3，電信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳導(dǎo)至地面流量處理模塊；
[0032]步驟2-4，流量處理模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為流量參數(shù)；
[0033]步驟2-5，地面流量控制臺(tái)根據(jù)需要通過(guò)導(dǎo)線傳輸電信號(hào)給磁力傳感器；
[0034]步驟2-6，井下磁力傳感器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁信號(hào)，控制磁懸浮球座機(jī)構(gòu)間磁力的大?。?br>[0035]步驟2-7，根據(jù)磁懸浮球座間磁力的大小可改變磁球的沉浮度，進(jìn)而控制井下二氧化碳流量大?。?br>[0036]由圖2所示流程可知，本發(fā)明的井下測(cè)二氧化碳流量的測(cè)試方法，可以實(shí)現(xiàn)井下流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下流量的電子化調(diào)控。
[0037]綜上所述，不難看出本發(fā)明井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)設(shè)備及方法可以實(shí)現(xiàn)井下注二氧化碳流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及調(diào)控的目的；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，無(wú)軸承損耗、無(wú)需潤(rùn)滑、可長(zhǎng)期使用的優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)設(shè)備及方法，包括:在主殼體內(nèi)部設(shè)有磁懸浮球座機(jī)構(gòu)部分；內(nèi)部磁懸浮球座機(jī)構(gòu)為自上而下直徑逐漸變小的錐形管，錐形管置有球型永磁體，底部為環(huán)形超導(dǎo)電磁球座，下端連有磁力傳感處理器；在外主殼體下端連有磁懸浮控制模塊，可控制磁懸浮機(jī)構(gòu)內(nèi)磁球的浮沉，以控制井下二氧化碳流量的大小。2.根據(jù)權(quán)利I所述井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)方法及設(shè)備，其特征在于:利用磁懸浮原理，將磁懸浮機(jī)構(gòu)與球座機(jī)構(gòu)的相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)地面調(diào)控對(duì)井下二氧化碳流量的大小。3.如權(quán)利I所述井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)設(shè)備及方法，其特征在于:通過(guò)磁懸浮球座機(jī)構(gòu)根據(jù)需要對(duì)井下二氧化碳流量的大小進(jìn)行調(diào)控。磁懸浮球座機(jī)構(gòu)包括:錐形管內(nèi)球型永磁體、磁球定位桿、環(huán)形超導(dǎo)電磁球座、以及磁懸浮機(jī)芯控制模塊。4.根據(jù)權(quán)利I所述井下二氧化碳流量測(cè)調(diào)方法及設(shè)備，其特征在:流體流經(jīng)磁懸浮球座機(jī)構(gòu)，磁懸浮球座間產(chǎn)生的磁力由磁力傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再將電信號(hào)傳送至流量信號(hào)處理模塊；地面流量信號(hào)處理模塊根據(jù)接收的電信號(hào)獲取流量參數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了用于測(cè)量井下二氧化碳流量的方法及設(shè)備，特別是用于測(cè)量注二氧化碳井井下流量的一種流量設(shè)備及方法。本發(fā)明的主要特征在于利用磁懸浮原理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)井下的流量測(cè)量，主要特征在于：主殼體內(nèi)部設(shè)有磁懸浮機(jī)構(gòu)；磁懸浮機(jī)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有球型永磁體(磁球)，機(jī)構(gòu)下部設(shè)有超導(dǎo)電磁體，超導(dǎo)電磁體為環(huán)形(球座)，與球型永磁體形成球座機(jī)構(gòu)；底部設(shè)有磁力傳感器以及連接地面流量處理模塊，可實(shí)現(xiàn)地面控制臺(tái)對(duì)井下流量計(jì)的控制，實(shí)現(xiàn)邊測(cè)邊調(diào)功能。本發(fā)明利用磁懸浮原理技術(shù)，設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)接觸、無(wú)摩擦、使用壽命長(zhǎng)、不用潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)井下二氧化碳流量的實(shí)時(shí)測(cè)量及控制。
【IPC分類(lèi)】E21B43/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105178928
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】何巖峰, 劉琳, 于小斌
【申請(qǐng)人】常州大學(xué), 中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日