[发明专利]一种配注水井管外流量超声多普勒测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及油田测井领域，尤其涉及一种配注水井管外流量超声多普勒测量仪。

背景技术

随着油田精细开发的不断发展，注水井的配注方式也发展了更精细的分层配注，在实现分层配注的过程中，需要精确的测量油管与套管之间的流体流量。

目前，在配注水井的注入剖面测量中，能够实现在油管内定量测量管外分层注水量的方法主要包括：同位素吸水剖面技术、放射性示踪相关技术和中子氧活化能谱水流技术。其中，同位素吸水剖面技术和放射性示踪相关技术均对施工人员和仪器维修人员具有放射性伤害，同时，对环境也具有放射性污染。尽管氧活化能谱水流技术只有在地面仪器调试时才存在放射性污染，但高价的中子管及其有限的使用寿命，导致其成本过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配注水井管外流量超声多普勒测量仪，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种配注水井管外流量超声多普勒测量仪，从上至下依次包括固定连接的固定机构1、探头仓2和驱动机构3，探头仓4内设置有超声探头5、支撑体6、上支撑弹片7和下支撑弹片8；

超声探头4包括：发射压电片8、接收压电片9、发射面10和接收面11，发射压电片8与发射面10信号连接，接收压电片9与接收面11信号连接；发射面10位于超声探头4的轴向上端，接收面11位于超声探头4的轴向下端，发射面10和接收面11均为弧面楔形，且发射面10和接收面11与超声探头4轴向的夹角均为45度；

探头仓2的侧壁上设置有开口，超声探头4、支撑体5、上支撑弹片6和下支撑弹片7均可穿过开口朝向油管内壁运动，上支撑弹片6和下支撑弹片7朝向油管内壁弹开时，超声探头4的发射面10和接收面11均与油管内壁紧贴；

驱动机构3包括驱动杆14和驱动套15，驱动杆14与探头仓2的外壁固定连接，驱动套15可沿驱动杆14的轴向滑动并定位；超声探头4镶嵌在支撑体5上，上支撑弹片6的上端与固定机构1连接，上支撑弹片6的下端与支撑体5的上端连接；下支撑弹片7的上端与支撑体5的下端连接，下支撑弹片7的下端与驱动套15连接。

优选地，固定机构1、探头仓2和驱动机构3的外径均相同且为38-40mm。

优选地，超声探头4的发射频率为2兆赫兹。

优选地，上支撑弹片6和下支撑弹片7均采用弹簧钢制造而成。

其中，上支撑弹片6的上端与固定机构1连接，具体为，上支撑弹片6的上端与固定机构1铰接。

其中，下支撑弹片7的下端与驱动套15连接，具体为，下支撑弹片7的下端与驱动套15铰接。

优选地，驱动杆14的上部设置有限位块，驱动套15可卡接在限位块上。

优选地，固定结构1中设置有第一超声信号处理装置，地面上设置有第二超声信号处理装置，第一超声信号处理装置与超声探头4电连接，第一超声信号处理装置与第二超声信号处理装置电连接。

优选地，第一超声信号处理装置按照信号的第一传输方向依次包括：接收匹配电路、前置放大器、混频器、滤波器和压频转换器，所述第一超声信号处理装置按照信号的第二传输方向还包括：发射匹配电路、驱动放大器和信号源，所述信号源与所述混频器信号连接。

优选地，所述第二超声信号处理装置按照信号的传输方向依次包括：信号接收设备、信号放大整形设备、频压转换器和计算机。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的配注水井管外流量超声多普勒测量仪，实现了采用超声多普勒方法测量配注井油管与套管之间的水流量的目的，使配注水井的注入剖面测量过程既避免了环境污染，又降低了成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的配注水井管外流量超声多普勒测量仪的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的超声探头的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的信号传输过程流程示意图；

图4是本发明实施例提供的信号分析过程流程示意图。

图中，各符号的含义如下：

1固定机构，2探头仓，3驱动机构，4超声探头，5支撑体，6上支撑弹片，7下支撑弹片，8发射压电片，9接收压电片，10发射面，11接收面，12油管，13套管，14驱动杆，15驱动套。

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方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一