[发明专利]井下多相流流量计及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及井下监测领域，尤其是涉及一种井下多相流流量计及监测方法。

背景技术

一般情况下，油气井在生产时只在地面井口或者采油厂集中进行计量，一般只监测流量，相持率监测也一般为间断性的，只能对井下产液产气进行地面上的统一记录。对于井下实际的多相流量、相持率，温度、压力等特性无法做到在线监测，尤其涉及到井下多层合采，更是无法监测。

目前井下也有少量的电子式、多仪器组合型的井下多相流流量计，但是一般情况下不能长期放置在井下监测；此外，只能进行点式测量，不能分布式测量。如果需要对全井进行测量，还需频繁起下仪器，造成工程上很多不便，延长了作业时间，对井下干预大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种井下多相流流量计及监测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种井下多相流流量计，包括井下采集设备和井上处理设备；

所述井下采集设备包括光纤声波传感器、光纤压力传感器和光纤温度传感器；

所述光纤声波传感器、所述光纤压力传感器和所述光纤温度传感器均设置在井下管柱一侧的管壁上；

所述光纤声波传感器的声波信号传输至所述井上处理设备；所述光纤温度传感器的温度信号传输至所述井上处理设备；所述光纤压力传感器的压力信号传输至所述井上处理设备。

本发明的井下多相流流量计中，所述井下采集设备包括至少一组所述光纤声波传感器和至少一组所述光纤温度传感器；

每组所述光纤声波传感器和每组所述光纤温度传感器分布式的沿所述井下管柱的延伸方向设置。

本发明的井下多相流流量计中，所述井下采集设备包括至少一组所述光纤压力传感器；

每组所述光纤压力传感器与所述井下管柱上的每个压力测量点一一对应设置。

本发明的井下多相流流量计中，所述光纤声波传感器、所述光纤压力传感器和所述光纤温度传感器集成在井下光缆中，所述井下光缆设置在所述井下管柱一侧的管壁上。

本发明的井下多相流流量计中，所述井下光缆通过多个光缆保护器固定在所述井下管柱上，多个所述光缆保护器沿所述井下光缆的延伸方向分布。

本发明的井下多相流流量计中，所述井上处理设备包括

光电转换器，与所述井下采集设备相连，用于接收所述井下采集设备的数据，并将其转换为电信号；

A/D转换器，与所述光电转换器相连，用于将所述电信号转换成数字信号并输出；

DSP数字处理器，与所述A/D转换器相连，用于接收所述数字信号并处理。

本发明的井下多相流流量计中，所述井上处理设备还包括与所述DSP数字处理器相连的FPGA芯片。

本发明的井下多相流流量计中，所述井上处理设备还包括时钟模块；

所述时钟模块与所述井下采集设备相连，且所述时钟模块的控制端与所述DSP数字处理器相连，以由所述DSP数字处理器控制所述时钟模块记录或读取采集时间。

本发明的井下多相流流量计中，所述井上处理设备还包括

整形器，与所述光电转换器相连，用于将所述电信号整形为脉冲信号；

计数器，输入端与所述整形器相连，输出端与所述DSP数字处理器相连，用于对所述脉冲信号进行计数并传输至所述DSP数字处理器。

本发明还提供了一种井下监测方法，包括如下步骤：

S1、将井下采集设备集成到井下光缆，并将所述井下光缆下至油气井中；

S2、利用所述井下采集设备中的光纤声波传感器、光纤压力传感器、光纤温度传感器对井下数据进行采集，并将采集到的所述井下数据通过地面光缆传输到井上处理设备中；

S3、所述井上处理设备根据获取到的所述井下数据以及内置的计算模型，得出井下实际特性值；

S4、通过显示模块对所述井下实际特性值进行显示，以实现监测。

实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：该井下多相流流量计的井下采集设备集成了光纤声波传感器、光纤压力传感器和光纤温度传感器，使得该井下采集设备的集成度高，从而该井下多相流流量计的结构设计简单，操作简便，适合油气井下井现场操作。即该井下多相流流量计可以减少相应的工作时间，提高工作效率，降低下井时间、人力、物力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的一实施例中的井下多相流流量计的结构框图；

图2是本发明的一实施例中的井下多相流流量计在井下使用时的示意图；