[实用新型]一种高粘度混合流体特性测量探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井过程中管道中单相或多相流体特性测量领域，更具体的涉及一种高粘度混合流体特性测量探头。 

背景技术

在钻井过程中，常有溢流、气侵等复杂工况发生，如在早期不能及时发现且加以控制，有可能使事故进一步恶化，形成井涌甚至井喷等恶性钻井事故，甚至造成井毁人亡重大事故。溢流、气侵是地层流体进入井筒之中，由于地层流体与井筒中的钻井液介电常数不同，当溢流和气侵发生时必然引起井筒中钻井液介电常数的变化，因此只要实时测量井筒中介电常数的变化即可及时得知是否有溢流和气侵发生。 

介电特性为电介质的固有特性，电介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数,又称诱电率。一般不同的物质具有不同的介电常数。如果某一电介质与混入其中的杂质介电常数有较大差别，可通过测量此介质的介电常数变化来判断其是否混入杂质。 

如利用介电常数测量原油含水率、润滑油使用状况、油品生产质量等等。 

目前测量介电常数常用传感器为平行板电极式和同轴电缆式， 

钻井作业在工业工程中有其特殊性，因此对所使用测量仪器有一定特殊要求，主要表现为： 

（1）井眼及钻具尺寸有限，这就要求所使用随钻测量仪器的体积不能过大； 

（2）井下环境恶劣，所使用探头应能在高温高压环境中使用； 

（3）钻具时刻处于高频高强度冲击之中，要求测量元件有一定抗冲击能力； 

（4）钻井液粘度大，并且含有一定的岩屑，要求测量探头具有防堵塞能力； 

（5）钻井液流速大，且含有固相颗粒，要求测量探头具有耐磨损能力； 

现有技术存在一种高灵敏度液体介电常数测量探头，该探头采用同轴、开口、可伸缩的结构，不能满足上述最后三条的要求。现有技术还存在一种使用具有不同灵敏度深度的两个开端式同轴探头测量多相混合物中的液体的特性的系统和方法，其使用了旋动元件将 多相流生成环形流，再使用了两种不同长度的探头测量器介电常数，然而其也不能完全满足（例如不能满足（2）-（5））上述井下测量的复杂条件要求。 

综上所述，目前市面所有介电常数测量探头均不能用于钻井过程中复杂条件下的随钻实时测量。 

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种高粘度混合流体特性测量探头，以应用于钻井过程中复杂条件下的随钻实时测量。 

为了达到上述技术目的，本实用新型实施例提供了一种高粘度混合流体特性测量探头，所述高粘度混合流体特性测量探头由外电极、内电极、以及所述外电极和所述内电极之间的绝缘材料构成，其中，所述外电极呈圆管状，所述内电极呈圆柱状，所述外电极和所述内电极为相同轴心，所述外电极和所述内电极均为硬质金属材料；所述外电极的一端和所述内电极的一端在同一平面或同一曲面上，该端为测量端面，用于测量从该测量端面流过的被测介质的介电常数。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述测量端面为未做绝缘处理的测量端面。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述内电极的测量端面一端半径大于或等于所述外电极最小处的厚度。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述内电极的非测量端面半径小于该内电极的测量端面一端半径。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述绝缘材料比被测介质的介电常数低。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外电极的非测量端面的半径大于该外电极的测量端面一端的半径。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外电极的非测量端面的半径小于该外电极的测量端面一端的半径。 

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外电极为测量短节本体。