[发明专利]一种用于页岩气水平井气液两相流沉降式多参数测井仪

权利要求书

1.一种用于页岩气水平井气液两相流沉降式多参数测井仪，其特征在于：包括依次连接的电路仓（7）、扶正器Ⅱ（6）、进液口管道（5）、双节挤压式橡胶集流器（4）、可控旋转式累积仓（3）和出液口管道（1）；所述可控旋转式累积仓（3）外套接有扶正器Ｉ（2）；所述进液口管道（5）上设有多个进液口，且进液口呈周向分布；所述出液口管道（1）上设有出液口；所述电路仓（7）、双节挤压式橡胶集流器（4）和可控旋转式累积仓（3）均受控于智能终端；

所述可控旋转式累积仓（3）包括累积仓腔体（3-2），所述累积仓腔体（3-2）靠近双节挤压式橡胶集流器（4）的一侧底部设有可控进液口（3-4）、靠近出液口管道（1）的一侧底部设有可控出液口（3-3）；所述累积仓腔体（3-2）的中部外侧设有外壳凹槽，所述外壳凹槽内套接有密封圈（3-5）；所述累积仓腔体（3-2）的管壁上安装有周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6），所述周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6）由n(n≥3,n∈N^*)组沿周向多截面交错排布的近红外吸收式光纤传感器组成；所述近红外吸收式光纤传感器均匀分布在累积仓截面上，呈人字形分布，每个截面上有一组近红外吸收式光纤传感器，且同时相邻截面的距离相等，所述近红外吸收式光纤传感器敏感区域均在累积仓腔体（3-2）内，所述近红外吸收式光纤传感器包括近红外发射装置和近红外接收装置；

所述智能终端为多参数测井仪的核心中枢，包括电路部分和智能控制方法，所述智能控制方法包括如下步骤：

S1、在页岩气水平井气液分层条件下，打开可控进液口（3-4）和可控出液口（3-3），挤压双节挤压式橡胶集流器（4）对输送管道进行封隔，使流体进入可控旋转式累积仓（3）内；一段时间后，主控制器模块将可控进液口（3-4）和可控出液口（3-3）关闭、双节挤压式橡胶集流器（4）收回，阻断流体继续流入可控旋转式累积仓（3）中；

S2、结合方位传感器和角度传感器，将可控旋转式累积仓（3）旋转一定角度，使得周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6）平行于底面；

S3、流体分层后，上层为气相，下层为液相；利用周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6）分时依次获取n(n≥3,n∈N^*)组近红外吸收式传感器在累积仓腔体（3-2）不同位置对应的响应值，根据据响应值的变化特性确定累积仓腔体（3-2）中气相累积高度，进而计算气相在腔体的累积量和累积时间即为气流量，从而实现对页岩气水平井气液分层流条件下的气流量、含率的有效测量；

S4、测量结束后进行下一次测量。

2.根据权利要求1所述的一种用于页岩气水平井气液两相流沉降式多参数测井仪，其特征在于：所述累积仓腔体（3-2）靠近出液口管道（1）的一侧端面连接有小型电机（3-1）。

3.根据权利要求2所述的一种用于页岩气水平井气液两相流沉降式多参数测井仪，其特征在于：所述近红外发射装置和近红外接收装置与累积仓腔体（3-2）均通过螺纹密封连接，所述小型电机（3-1）与累积仓腔体（3-2）通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于页岩气水平井气液两相流沉降式多参数测井仪，其特征在于：所述电路仓（7）内设有电路系统、方位传感器和角度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种用于页岩气水平井气液两相流沉降式多参数测井仪，其特征在于：所述智能终端电路部分包括：

光发射模块，用于向近红外发射装置提供驱动电能，使近红外光源发射光线；

光接收模块，用于将近红外接收装置中的光能转换为电能；

信号处理模块，用于将收到的电信号进行差分、放大及模数转化操作，输出反应持气率信息的电压信号；

多通道程控开关，用于将周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6）中n(n≥3,n∈N^*)组人字形周向多截面交错式分布的n(n≥3,n∈N^*)组近红外吸收式光纤传感器进行分时开关工作；

继电器模块，用于控制可控进液口（3-4）及可控出液口（3-3）的开启和关闭状态；

电机驱动电路模块，用于为小型电机提供电能；

主控制器模块，用于控制小型电机工作状态及周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6）中n(n≥3,n∈N^*)的工作状态；

电源模块，用于向各模块提供电能；

定时器模块，与主控制器模块连接，利用主控制器模块对周向多截面近红外吸收式光纤探测系统（3-6）中人字形周向多截面交错式分布的n(n≥3,n∈N^*)组近红外吸收式光纤传感器进行分时数据采集。