[发明专利]含水率测量传感器及含水率测量方法

说明书

本发明公开了一种含水率测量传感器及含水率测量方法，属于油井开采领域。该传感器包括：第一结构、第二结构和信号处理装置，第一结构包括光源、第一耦合器、第一光纤、第二光纤和第一探测单元；第二结构包括第三光纤和第二探测单元，第一结构与第二结构间设置有流体通道，第一结构与流体通道的接触面上设置有第一窗口，第一耦合器分别与光源、第一光纤和第二光纤连接，第一探测单元分别与第一光纤和信号处理装置连接，第二光纤与第一窗口相对；第二结构与流体通道的接触面上设置有第二窗口，第三光纤与第二窗口相对，第三光纤与第二探测单元连接，第二探测单元与信号处理装置连接。该装置对原油含水率的测量精确度高具有普适性。

技术领域

本发明涉及油井开采领域，特别涉及一种含水率测量传感器及含水率测量方法。

背景技术

在油井开采过程中，原油的含水率是衡量原油质量的一个重要指标，对原油的开采、储运以及冶炼加工都具有重大影响。因此，通常需要测量原油的含水率。而原油含水率的在线测量，对于确定油井出水、出油层位，估计原油产量，预测油井的开发寿命，都具有重要的意义。

时下，原油含水率的在线测量方法主要为密度计法，采用密度计测量原油的含水率。密度计包括两个探头，且两个探头分别与原油流经的管道串联，利用一个探头发送信号，另一个探头接收信号，通过测量信号从发送至接收的时间间隔，即可根据该时间间隔确定原油的含水率。

当油井中的原油含水率高时，水中溶解的物质会造成传感器探头结垢现象，导致测量的误差较大，因此该种方法仅适用于测量含水率较低的原油，缺乏普适性。

发明内容

本发明实施例提供了一种含水率测量传感器及含水率测量方法，可以解决相关技术中的测量误差较大，缺乏普适性的问题。本发明实施例提供的技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种含水率测量传感器，所述传感器包括：第一结构、第二结构和信号处理装置，所述第一结构包括光源、第一耦合器、第一光纤、第二光纤和第一探测装置；所述第二结构包括第三光纤和第二探测单元，所述第一结构与所述第二结构间设置有流体通道，所述流体通道供油井内的原油流通，所述流体通道为L型通道或者直线型通道；

所述第一结构与所述流体通道的接触面上设置有第一窗口，所述第一耦合器分别与所述光源、所述第一光纤和所述第二光纤连接，所述第一探测装置分别与所述第一光纤和所述信号处理装置连接，所述第二光纤与所述第一窗口相对；

所述第二结构与所述流体通道的接触面上设置有第二窗口，所述第三光纤与所述第二窗口相对，且所述第三光纤与所述第二探测装置连接，所述第二探测装置与所述信号处理装置连接；

所述光源用于发出原始光信号，所述第一耦合器用于将所述原始光信号耦合为第一光信号和第二光信号；

所述第一光纤用于将所述第一光信号传输至所述第一探测装置，所述第一探测装置用于将所述第一光信号转换成第一电信号，并将所述第一电信号传输至所述信号处理装置；

所述第二光纤用于将所述第二光信号传输至所述第一窗口，所述第二光信号照射所述第一窗口、通过所述原油后照射所述第二窗口；

所述第三光纤用于接收所述第二窗口上的第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述第二探测装置，所述第二探测装置用于将所述第三光信号转换成第二电信号，并将所述第二电信号传输至所述信号处理装置；

所述信号处理装置用于获取所述第二电信号与所述第一电信号的比值，所述比值用于表示所述原油的含水率。

在一种可能实现方式中，所述信号处理装置包括：采集单元和处理单元，所述采集单元分别与所述第一探测装置、所述第二探测装置和所述处理单元连接；

所述采集单元用于采集所述第一电信号和所述第二电信号，并传输至所述处理单元；