[实用新型]一种可插拔式光谱流体识别传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光谱流体识别传感器，应用于地层测试流体识别的技术领域。

背景技术

油气层钻井中途测试仪是第三代地层测试器，通过循环泵抽，实现地层压力测量和原状地层流体取样。通过不断抽吸地层流体，实时判断地层流体性质，分辨出地层流体属于水、油、气或几者的混合物，判断出地层流体性质且保持稳定后，再进行原状地层流体取样。目前油气层钻井中途测试仪具有含水率、电导率及密度传感器这三种常规地层流体识别传感器，用于判断地层流体性质。但常规的地层流体识别传感器误差较大，且在高温高压下的工作性能不稳定，有较大的误差。为了更好地实时分析地层流体，提高第三代地层测试器的工作性能，研发了光谱流体识别传感器。

光谱流体识别传感器能够有效地预测地层的流体类型和质量，提高取样质量，为油田产能预测和开发提供重要的关键参数，因而在油田勘探开发中具有重要的应用价值。

实用新型内容

本实用新型提供一种光谱流体识别传感器，用于识别井下地层流体性质(油、气、水单相及其混合相)，可方便快速地挂接于地层测试仪器短节上，并且维护简单方便且能在高温高压下工作。

根据本实用新型的光谱流体识别传感器，包括转接头基体、光学窗口、光源发生器、光学探测器、电路控制体、承压外壳和后堵头，转接头基体与仪器基体连接，转接头基体上设有流体通道和电子线路通道，电子线路通过电子线路通道连接到电路控制体，流体通过流体通道、穿过光学窗口回到仪器中。

转接头基体上还可设置承压接头座孔，用于安装承压接头。光学窗口可以为可插拔式结构。光源发生器产生的宽谱光源透过充满流体的光学窗口，再传送到光学探测器上。

电路控制体可以控制光源的开关并处理光学探测器的信号。电路控制体可以装有保温瓶。

本实用新型的光谱流体识别传感器可以实现以下有益的技术效果：

1.先进的地层流体识别手段：光谱流体识别传感器利用光源透过装有流体的光学窗口，经光纤束传光、滤光片分光，由光学探测器阵列接收，将光信号转为电信号，通过对采集数据的分析处理，实现对地层流体性质的识别。

2.基于总线技术：光谱流体识别传感器在线测量，测量数据通过总线实时上传至主控CPU，进行流体性质实时判断，为原状地层流体取样提供参考依据。

3.模块化设计：光谱传感器采用了模块化设计，可方便地连接到模块式地层测试仪短节上，在很短时间内就能完成仪器的维护保养，再次投入作业。其中的光学窗口为光谱传感器的重要部件，地层流体流经光学窗口，测井后地层流体容易残留光学窗口内，造成光学窗口污染，对下一次测量产生影响，因此需要维护保养，光谱传感器的光学窗口采用了可插拔式设计，便于光谱传感器的拆装和维护。

4.耐高温高压：保温瓶保护电路板不受高温，承压外壳保护电路板不受压力，整个传感器可在高温175℃，高压20000psi的环境下可靠工作。

附图说明

图1是本实用新型的光谱流体识别传感器的外部透视图。

图2是本实用新型的光谱流体识别传感器的整体结构示意图。

图3是图2中A-A位置的横截面视图。

具体实施方式

本实用新型的光谱流体识别传感器主要由转接头基体1、光学窗口2、光源发生器3、光学探测器4、电路控制体5、承压外壳6和后堵头7等部件组成。如图2和3所示，转接头基体1上设置了流体通道8和电子线路通道9，转接头基体1与仪器基体模块式连接，包括机械连接和电气连接，可以实现光谱流体识别传感器的整体安装和拆卸。转接头基体1上设置了承压接头座孔10用于安装承压接头，与仪器实现电气连接，电子线路可通过电子线路通道9连接到电路控制体5上，实现传感器的电路控制。转接头基体1上开设流体通道8以与仪器连接，流体通过流体通道8，穿过光学窗口2，再回到仪器，可实时动态监测流经光学窗口的流体性质。

光学窗口2为光谱传感器的重要部件，地层流体流经光学窗口2后，容易粘附在上面，对下一次测试产生影响，测井后需要维护保养。本实用新型的光谱传感器的光学窗口采用了可插拔式设计，而其他的传感器部件不要拆卸，便于维护。

光源发生器3产生光源，光源向光学通道发射进入光学窗口2，透过流体通道8内的流体，传送到光学探测器上。不同的流体可使近红外光在不同波段产生不同的吸收，从而在光学探测器上反应出来，即可以识别流体的不同性质。