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专利号: 2019102879853
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,包括井口油水两相流静态含水率测量装置和信号处理子系统;所述井口油水两相流静态含水率测量装置用于静态含水率测量和管道压力检测;所述信号处理子系统用于获取、传输、处理所述井口油水两相流静态含水率测量装置采集的测量数据,并输出循环测量控制指令以及人工控制指令,以控制所述井口油水两相流静态含水率测量装置的工作状态;

所述井口油水两相流静态含水率测量装置包括介质仓总成、通断控制阀门组、预警处理模块、进液口管道总成、出液口管道总成以及电容液位计;所述介质仓总成包括介质仓;

所述通断控制阀门组包括1号电磁阀、2号电磁阀、3号电磁阀;所述预警模块包括电动阀门和压力计;所述进液口管道总成包括进液口四通管;所述出液口管道总成包括出液口四通管;

所述介质仓的进液口通过管道与所述2号电磁阀连通,所述介质仓的出液口通过管道与所述1号电磁阀连通,所述电容液位计安装在所述介质仓的顶端;所述进液口四通管通过法兰分别与所述2号电磁阀、所述3号电磁阀以及所述电动阀门连通;所述出液口四通管通过法兰分别与所述1号电磁阀、所述3号电磁阀以及所述电动阀门连通;所述压力计安装在与所述电动阀门连通的进液口四通管上;

所述信号处理子系统包括井口信号处理电路、基站和计算机;所述井口信号处理电路与所述压力计、所述电容液位计、所述1号电磁阀、所述2号电磁阀、所述3号电磁阀、所述电动阀门均电连接;所述井口信号处理电路通过所述基站与所述计算机双向无线通信。

2.根据权利要求1所述的井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,所述介质仓总成还包括介质仓进液口管道、介质仓进液口法兰、介质仓出液口管道、液体单向阀、介质仓出液口法兰、介质仓底部法兰、介质仓底座、介质仓电容液位计安装法兰;

所述介质仓通过所述介质仓底部法兰焊接组装在所述介质仓底座上;所述介质仓电容液位计安装法兰焊接在所述介质仓的顶端;

所述介质仓的进液口与所述介质仓进液口管道的一端焊接密封在一起,所述介质仓进液口管道的另一端与所述介质仓进液口法兰的一端焊接密封在一起;

所述介质仓的出液口与所述介质仓出液口管道的一端焊接密封在一起,所述介质仓出液口管道的另一端与所述介质仓出液口法兰焊接密封在一起;

在所述介质仓出液口管道的中部通过螺纹密封安装有所述液体单向阀。

3.根据权利要求2所述的井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,所述进液口管道总成还包括进液口法兰、2号电磁阀进液口安装法兰、3号电磁阀进液口安装法兰、电动阀门进液口安装法兰;所述出液口管道总成还包括出液口法兰、1号电磁阀出液口安装法兰、3号电磁阀出液口安装法兰、电动阀门出液口安装法兰;

所述1号电磁阀的进液口通过法兰与所述介质仓出液口法兰的另一端焊接密封在一起,所述1号电磁阀的出液口通过法兰与所述1号电磁阀出液口安装法兰的一端密封连接在一起,所述2号电磁阀的出液口通过法兰与所述介质仓进液口法兰的另一端密封连接在一起,所述2号电磁阀的进液口通过法兰与所述2号电磁阀进液口安装法兰的一端密封连接在一起,所述3号电磁阀的进液口与所述3号电磁阀进液口安装法兰的一端密封连接在一起,所述3号电磁阀的出液口与所述3号电磁阀出液口安装法兰的一端密封连接在一起;

所述进液口四通管的进液口与所述进液口法兰焊接密封在一起,所述进液口四通管的第一出液口与所述电动阀门进液口安装法兰的一端焊接密封在一起,所述进液口四通管的第二出液口与所述3号电磁阀进液口安装法兰的另一端焊接密封在一起,所述进液口四通管的第三出液口与所述2号电磁阀进液口安装法兰的另一端焊接密封在一起;

所述出液口四通管的出液口与所述出液口法兰焊接密封在一起,所述出液口四通管的第一进液口与所述电动阀门出液口安装法兰的一端焊接密封在一起,所述出液口四通管的第二进液口与所述3号电磁阀出液口安装法兰的另一端焊接密封在一起,所述出液口四通管的第三进液口与所述1号电磁阀出液口安装法兰的另一端焊接密封在一起。

4.根据权利要求3所述的井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,所述电动阀门的进液口通过法兰与所述电动阀门进液口安装法兰的另一端密封连接,所述电动阀门的出液口通过法兰与所述电动阀门出液口安装法兰的另一端密封连接。

5.根据权利要求1所述的井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,在与所述电动阀门连通的进液口四通管上开设有压力计安装口;所述压力计通过螺纹密封安装在所述压力计安装口上。

6.根据权利要求1所述的井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,所述井口信号处理电路包括控制器与所述控制器均连接的电源单元、第一计时单元、信号处理单元、数据采集单元、指令生成与发送单元、第一无线收发单元;

所述电源单元为所述压力计、所述电容液位计以及所述井口信号处理电路供电;所述第一计时单元用于计算初始状态的等待时间和测量状态的等待时间;所述数据采集单元用于采集所述压力计测量的压力信号和所述电容液位计测量的电容信号;所述信号处理单元用于将所述数据采集单元采集到的电容信号转化为电压信号;所述指令生成与发送单元用于生成初始状态、测量状态和预警状态时的阀门控制指令以及生成预警信号;所述第一无线收发单元用于将所述电压信号、所述预警信号无线发送至所述基站以及接收所述基站发送的控制指令;

所述基站包括第二计时单元以及与所述第二计时单元均连接的信号采集单元和第二无线收发单元;所述信号采集单元还与所述第二无线收发单元连接;

所述第二计时单元用于提供信号编码、打包所需时序时间控制信号;所述信号采集单元对多个所述井口信号处理电路发送的信号进行采集、打包;所述第二无线收发单元对打包后的信号进行编码并发送至所述计算机以及接收所述计算机发送的控制指令;

所述计算机包括结果显示单元、信号分析与处理单元、人工控制端以及第三无线收发单元;所述人工控制端为人工控制指令发出端口;所述信号分析与处理单元对所述基站发送的信号进行分析与处理,所述信号分析与处理单元上集成有含水率计算程序和压力计信号判断程序;所述结果显示单元用于可视化显示和存储所述信号分析与处理单元处理的结果数据,所述结果显示单元集成有各个井口的含水率测量结果显示程序、含水率变化曲线显示程序、压力计实时监测曲线显示程序以及预警显示程序;所述第三无线收发单元用于接收所述基站发送的信号以及将人工控制指令发送至所述基站。

7.根据权利要求1所述的井口油水两相流静态含水率测量系统,其特征在于,所述井口信号处理电路与所述井口油水两相流静态含水率测量装置装配比例为1:1;所述基站与所述井口信号处理电路的装配比例为1:m;所述计算机与所述基站的装配比例为1:n;其中,m,n均为大于等于1的正整数。

8.一种权利要求1-7任意一项所述的井口油水两相流静态含水率测量系统的控制方法,其特征在于,井口油水两相流静态含水率测量装置包括三种工作状态,分别为初始状态、测量状态和预警状态;其中,所述预警状态的级别均优先于所述初始状态和所述测量状态;其中,所述初始状态和所述测量状态自动周期性转换;压力计在所述初始状态、所述测量状态和所述预警状态均为开启状态;所述控制方法包括:当井口信号处理电路输出3号电磁阀开启、1号电磁阀关闭、2号电磁阀关闭、电动阀门关闭的控制指令时,所述井口油水两相流静态含水率测量装置处于所述初始状态;所述初始状态为流体依次流经进液口法兰、进液口四通管、3号电磁阀进液口安装法兰、3号电磁阀、3号电磁阀出液口安装法兰、出液口四通管,并通过出液口法兰流出的状态,所述初始状态不对流体进行含水率测量;

当所述井口油水两相流静态含水率测量装置处于所述初始状态且所述井口信号处理电路接收到由计算机传输的测量指令时或者到达测量等待时间后,所述井口信号处理电路输出1号电磁阀开启、2号电磁阀开启、3号电磁阀关闭的控制指令并开始计时,所述井口油水两相流静态含水率测量装置处于所述测量状态,经过第一设定时间后,所述井口信号处理电路输出3号电磁阀开启、1号电磁阀关闭、2号电磁阀关闭的控制指令,经过第二设定时间后,所述井口信号处理电路输出电容液位计开启的控制指令并采集电容液位计信号;所述测量状态为流体依次经过进液口法兰、进液口四通管、2号电磁阀进液口安装法兰、2号电磁阀、介质仓进液口法兰、介质仓进液口管道、介质仓、介质仓出液口管道、液体单向阀、介质仓出液口法兰、1号电磁阀、1号电磁阀出液口安装法兰、出液口四通管,并通过出液口法兰流出装置,经过第一设定时间后,开启3号电磁阀,关闭1号电磁阀和2号电磁阀,使介质仓内部流体静止,经过第二设定时间后,在重力作用下,油和水在介质仓内部形成油水界面,然后通过电容液压计采集电容信号的状态;

当所述压力计采集到的压力值大于设定阈值时,所述井口油水两相流静态含水率测量装置处于所述预警状态,所述井口信号处理电路输出1号电磁阀、2号电磁阀、3号电磁阀、电动阀门均开启的控制指令以及生成报警信号,并将所述报警信号发送至计算机。