[发明专利]一种井下流体密度测量装置

说明书

技术领域

本发明属于油井测量装置技术领域，具体涉及一种井下流体密度测量装置。本发明可用于油气井内流体密度的测量，主要适应于垂直井和斜井。

背景技术

目前国内油气井密度的测量主要用放射性密度计。该密度计由于要在仪器内设置一个                                                射线源，带来了额外的安全防护问题。市场迫切需要采用其它的方法来实现流体密度的测量。

美国SONDEX公司生产的 FDD003形压差式流体密度计，具有以下特点：其内部采用了一支精密的弹性薄膜差压式传感器。薄膜的变形量由两侧的压差值而定。薄膜两侧设置两个电容电极，用电容法来测定薄膜片的变形量。由于井下测量点的绝对压力可达100MPa，而流体密度产生的压差都小于0.01MPa，绝对压力超出测量值一万倍以上。为了防止压差超出额定值，整支仪器的使用要求十分繁杂，且容易在使用中损坏其精密压差传感器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种井下流体密度测量装置。本发明的原理是利用U形水银槽两侧水银柱高度差产生的压力差和被测压差值相平衡，与水银血压计测人体血压的原理相似。

本发明的井下流体密度测量装置，其特点是，所述的测量装置包括水银槽组件、传压导管、感压器；所述的水银槽组件含有U形水银槽Ⅰ、电极，在U形水银槽Ⅰ中注有水银；U形水银槽Ⅰ的左侧水银柱Ⅰ管通过上感压器传压导管Ⅰ与上感压器连接，U形水银槽Ⅰ右侧水银柱Ⅰ管通过下感压器传压导管与下感压器连接，在上感压器传压导管内充有传压介质I，在下感压器传压导管内充有传压介质II, 在左侧水银柱Ⅰ和右侧水银柱Ⅰ的外壁上分别设置有上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极；在U形水银槽Ⅰ的下部设置有连接水银的电极Ⅰ，U形水银槽Ⅰ内的底部还设置有两侧水银柱通断阀Ⅰ；上感压器侧电容电极、下感压器侧电容电极、连接水银的电极Ⅰ分别与电容差值转换电路连接；电容差值转换电路与数字化和传输电路、井下传输电缆、地面记录设备依次连接。

所述的上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极的长度相同。

所述的传压介质I和传压介质II采用绝缘油。

所述的U形水银槽Ⅰ的左侧水银柱Ⅰ管壁和右侧水银柱管壁采用绝缘材料制成，水银柱管的内径为3mm～6mm，水银柱管的壁厚为1mm～3mm。

所述的上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极的长度均为5cm～10cm。

本发明的一种井下流体密度测量装置的第二种结构与上述测量装置基本相同，不同之处是，所述的上感压器侧电容电极和下感压器侧电容电极分别替换为上感压器侧电阻电极和下感压器侧电阻电极，在U形水银槽Ⅱ的左侧水银柱Ⅱ和右侧水银柱Ⅱ的上部分别设置有上感压器侧电阻电极和下感压器侧电阻电极，上感压器侧电阻电极和下感压器侧电阻电极分别与传压介质Ⅲ、传压介质Ⅳ相接触。所述的传压介质Ⅲ、传压介质Ⅳ分别采用导电电解质溶液。所述的U形水银槽Ⅱ的左侧水银柱Ⅱ和右侧水银柱Ⅱ的管壁均采用绝缘材料制成，其内径为3mm～6mm。本发明在第二结构中要再设置一个用作温度影响修正的电解质电阻率测量柱。

本发明提出的井下流体密度测量装置具有以下优点：1.和放射性密度计相比，可省去仪器内的放射源，减少了仪器安置和运输的困难，提高了安全性。2.和国外（美国SONDEX公司 FDD003形）采用的压差式流体密度计相比具有以下特点：①薄膜变形原理的传感器，因井下的工作压力值比测量的最大压差值高出一万倍以上，所以传感器的薄膜易损坏。而水银柱压力平衡式传感器的变形元件是水银。它不易损坏，有利于提高其可靠性和工作寿命。②柱压力平衡式传感器和国外采用的精密弹性薄膜传感器相比，制造工艺要求较低，易于生产和推广作用。

附图说明

图1是本发明的井下流体密度测量装置的原理图。

图2是本发明的井下流体密度测量装置第一实施例的剖面示意图。

图3是本发明的井下流体密度测量装置第一实施例的测量电路框图。

图4是本发明的第二实施例的剖面示意图。

图5是本发明的第二实施例中电解质电阻率测量柱的结构剖面图。