[发明专利]煤层气井在线煤粉浓度及排液流量测量仪及方法

说明书

本发明公开了一种煤层气井在线煤粉浓度及排液流量测量仪，包括底座，该底座的底部设有出水口，底座的一侧设有进水口，该进水口设有电磁阀，该电磁阀包括阀门、磁铁，阀门设置在进水口处，磁铁上绕设线圈，设置在该测量仪的顶部，阀门与磁铁之间通过连动杆连接；顶部和底座之间设有安装杆，安装杆的两个不同高度上设有流量测量电极；两个电极之间设有测量模块，包括红外发射器、红外接收器和信号处理电路，其中红外发射器包括红外发射端、出射光纤光导、出射光线反射面、出射窗口，红外接收器包括入射窗口、接收光线反射面、接收光纤光导、红外接收端；红外发射端和红外接收端组成一对红外对管，与信号处理电路连接。

技术领域

本发明涉及煤粉浓度检测领域，尤其涉及一种煤层气井在线煤粉浓度及排液流量测量仪及方法。

背景技术

在煤层气水平井开采过程中,煤层气绝大部分以吸附的方式存储在碳基质中,需要降低储藏压力才能使煤层气解吸。通过排放煤层水,控制井下压力,实现气体的开采。在排采过程中煤粉颗粒会随着煤层气、水进入生产直井井筒。据统计当煤粉浓度小于1％,生产井安全；煤粉浓度1％～3％,生产井存在卡泵危险；煤粉浓度高于3％,生产井卡泵危险性高。生产井的排水速度也是排采过程中的一个重要指标，排水速度过慢无法达到预期的采气效率，排水速度过快使得地质煤层有塌方的危险。所以在煤层气井的排采过程中,对煤粉浓度的实时监测和排水速度的监测显得十分重要。

在煤粉浓度的监测过程中，传统的煤粉监测手段和装置多为人工定期取水样测煤粉浓度方式和需要定期清理监测设备上煤粉的测量方式，上述方法均存在一些测量上的不便。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于煤层气井煤粉浓度及排水流量在线检测设备的结构和测量的温度误差补偿方法，解决煤层气井现有煤粉测量设备为非在线的单点式，以及需要多次测量静止流动地层水参数等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种煤层气井在线煤粉浓度及排液流量测量仪，包括底座，该底座的底部设有出水口，底座的一侧设有进水口，该进水口设有电磁阀，该电磁阀包括阀门、磁铁，阀门设置在进水口处，磁铁上绕设线圈，设置在该测量仪的顶部，阀门与磁铁之间通过连动杆连接；

顶部和底座之间设有安装杆，安装杆的两个不同高度上设有流量测量电极；

两个电极之间设有测量模块，包括红外发射器、红外接收器和信号处理电路，其中红外发射器包括红外发射端、出射光纤光导、出射光线反射面、出射窗口，红外接收器包括入射窗口、接收光线反射面、接收光纤光导、红外接收端；红外发射端和红外接收端组成一对红外对管，与信号处理电路连接。

接上述技术方案，磁铁外部设有磁铁线圈防护罩。

接上述技术方案，出射光线反射面、接收光线反射面均为斜面。

接上述技术方案，两个测量电极之间还设有冗余测量模块，与所述测量模块结构相同。

接上述技术方案，该测量仪还包括温度补偿模块，该温度补偿模块包括组成闭合回路的运放电路、红外发射模块、红外接收模块、负反馈回路；该负反馈回路连接红外接收模块和运放电路；运放电路的一个输入端连接驱动信号。

本发明还提供了一种煤层气井在线煤粉浓度及排液流量测量方法，包括以下步骤：

将上述测量仪安装于出水水槽中；

当不需要测量参数时，电磁阀线圈不通电，阀门打开，出水口正常出水；

当需要测量煤粉浓度和水管流量时，电磁阀线圈通电，阀门关闭，当水槽中的水位达到下部的流量测量电极时开始计时，当水位达到上部流量测量电极时停止计时，得到时间差Δt，则排水流量则为Q＝V/Δt，其中V为水槽体积；