流量、溫度和液位的測(cè)量【優(yōu)選內(nèi)容】

1、第三章 流量、溫度、液位的測(cè)量,油氣井生產(chǎn)測(cè)試,1,行業(yè)借鑒#,第一節(jié) 流量的測(cè)量,流量和壓力一樣，也是油氣井測(cè)試的最重要的參數(shù)，無(wú)論地面計(jì)量還是地層評(píng)價(jià)，必須使用各種儀器、儀表來(lái)測(cè)取石油、天然氣、地層水的流量。 流量：是指每單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效截面積的流體數(shù)量，該數(shù)量可以用體積和質(zhì)量來(lái)表示，分別稱為體積流量和質(zhì)量流量，單位分別為米3/時(shí)，千克/時(shí)等。 總量：是指某一段時(shí)間間隔內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體數(shù)量之總和，相應(yīng)地該總和可以用體積、質(zhì)量來(lái)表示。,2,行業(yè)借鑒#,第一節(jié) 流量的測(cè)量,流量計(jì)是指測(cè)量流體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時(shí)流體的流量值。 計(jì)量表（總量計(jì)）是指測(cè)量流體總量的儀表，它能累積某

2、段時(shí)間間隔內(nèi)流體的總量值。 流量計(jì)的種類繁多，各自建立在不同的物理原理和規(guī)律上，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一分類。但是按照測(cè)量方法可以分為：差壓流量計(jì)、靶式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、容積式計(jì)量表、速度式計(jì)量表、電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等等。,3,行業(yè)借鑒#,第一節(jié) 流量的測(cè)量,本節(jié)要講述的內(nèi)容 了解6種流量計(jì)，只講玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)和體積管流量計(jì)以及流量計(jì)的標(biāo)定方法； 至于墊圈流量計(jì)、臨界速度流量計(jì)和浮子式井下流量計(jì)在普通試油工藝中講。,4,行業(yè)借鑒#,一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),轉(zhuǎn)子流量計(jì)是以節(jié)流原理為基礎(chǔ)的一種流量測(cè)量?jī)x表。節(jié)流現(xiàn)象：當(dāng)流體流經(jīng)孔板時(shí)，孔板前后有壓力差產(chǎn)生，壓力差的大小隨著流體流量的

3、變化而變化，這種現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)子流量計(jì)在測(cè)量過(guò)程中，轉(zhuǎn)子上的全壓差始終保持不變，只是流通的面積隨流量的變化而變化，所以也稱為定壓差式流量計(jì)或面積流量計(jì)。 轉(zhuǎn)子流量計(jì)有玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（只用作就地指示）和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)（可以進(jìn)行信號(hào)傳輸）兩種。,5,行業(yè)借鑒#,一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)可以用來(lái)測(cè)量非混相液體、氣體等單相介質(zhì)的流量。在油田上，一般用來(lái)計(jì)量清水流量。 這種儀表測(cè)量范圍大、壓力損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、顯示直觀、便于維修。,6,行業(yè)借鑒#,一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),1、結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要是由一根自下而上擴(kuò)大的圓錐形玻璃管和一只隨流體流量大小而上下浮動(dòng)的轉(zhuǎn)子（又稱浮子）組成（圖3-3

4、）。,7,行業(yè)借鑒#,一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),錐形管 錐形管的錐度根據(jù)流量的大小而定，一般在1：201：200范圍內(nèi);錐管外表刻有百分?jǐn)?shù)或流量刻度線，透過(guò)透明的被測(cè)介質(zhì)，轉(zhuǎn)子的高度即可指示流量的大小;錐形管大端在上、小端在下。 錐形管使用壓力為20公斤/厘米2以下，溫度為-20+120內(nèi)。 只有長(zhǎng)度、錐度和口徑相同的錐形管才能互換，互換后一般要求重新標(biāo)定，錐形管一般用高硼硬質(zhì)玻璃制成，也可用有機(jī)玻璃制成。,8,行業(yè)借鑒#,一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),浮子 一般用鋁、鉛、不銹鋼玻璃、膠木、有機(jī)玻璃等制成，使用時(shí)可根據(jù)流體的化學(xué)性質(zhì)加以選用。浮子形狀常見(jiàn)的有I、II、III型三種（圖3-3）。 I型大都使用于

5、氣體、小流量，而且流量系數(shù)也較小的地方。有時(shí)浮子在流體作用下不斷旋轉(zhuǎn)，為了使浮子穩(wěn)定在中心位置，在浮子的上邊沿開有斜槽。 II型大都使用于液體、大流量且流量系數(shù)比較大的地方。對(duì)于大流量的流量計(jì)為使其穩(wěn)定在中心位置，往往帶有中心導(dǎo)桿。 III型使用較少，它的特點(diǎn)是粘度變化時(shí)流量指示影響較小。,9,行業(yè)借鑒#,2轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測(cè)量原理 當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐管時(shí)，由于流體在轉(zhuǎn)子與錐管間的流通面積在變化，產(chǎn)生節(jié)流作用，流體在轉(zhuǎn)子前后產(chǎn)生的靜壓差對(duì)轉(zhuǎn)子有一向上的作用力； 另外，流體流過(guò)轉(zhuǎn)子時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一定的沖擊力（即動(dòng)壓力）和流體對(duì)轉(zhuǎn)子的粘滯摩擦力； 轉(zhuǎn)子在這些流體推力作用下，克服自身在流體中的重力而向

6、上運(yùn)動(dòng)；,10,行業(yè)借鑒#,隨著轉(zhuǎn)子的上升，轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)形流通面積增大，流體的流速降低，流體對(duì)轉(zhuǎn)子的沖擊作用力和摩擦力減小，而靜壓差產(chǎn)生的作用力保持不變，即： 直到流體作用在轉(zhuǎn)子上的向上推力與轉(zhuǎn)子在流體中的重力相平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子停留在錐形管中的某一高度上。因而，轉(zhuǎn)子高度反映了流量的大小，所以通過(guò)轉(zhuǎn)子的高度變化就能知道流量的大小。,11,行業(yè)借鑒#,3轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量方程,為了明確轉(zhuǎn)子平衡位置高度h和被測(cè)介質(zhì)流量q之間的定量關(guān)系，以及其它參數(shù)對(duì)流量示值的影響，下面推導(dǎo)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量方程。 作用在轉(zhuǎn)子上的流體作用力包括：沖擊力（動(dòng)壓作用力）、節(jié)流作用而產(chǎn)生的靜壓差作用力以及流體對(duì)轉(zhuǎn)子的粘滯摩

7、擦力。根據(jù)流體在孔板前后的伯努力方程和連續(xù)性方程，經(jīng)過(guò)一系列推導(dǎo)有：,12,行業(yè)借鑒#,13,行業(yè)借鑒#,14,行業(yè)借鑒#,一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),注意 由于玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)出廠時(shí)是按水（或空氣）標(biāo)定的，但在生產(chǎn)中被測(cè)流體的性質(zhì)、浮子重量等均與標(biāo)定條件不同，會(huì)使流量計(jì)指示值產(chǎn)生誤差。因此，在有條件的情況下，應(yīng)對(duì)流量計(jì)重新標(biāo)定，無(wú)條件時(shí)，根據(jù)有關(guān)公式，對(duì)流體密度、流體溫度和壓力、浮子重量進(jìn)行修正。,15,行業(yè)借鑒#,二、標(biāo)準(zhǔn)體積管,標(biāo)準(zhǔn)體積管是大口徑、高精度的大型流量校驗(yàn)設(shè)備。 它是利用管道本身已校部分作為標(biāo)定裝置，校驗(yàn)工業(yè)用流量計(jì)。,16,行業(yè)借鑒#,1、結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)體積管分為兩大部分： 本體部分 附

8、屬部分，見(jiàn)左圖。,17,行業(yè)借鑒#,本體部分包括: 外部聯(lián)系部分：包括上游閥、下游閥和截止閥等串接在主管線上。當(dāng)需要對(duì)工業(yè)用流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，則將截止閥關(guān)閉，打開上、下游閥，即可將實(shí)際使用液體引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體積管。 直管段和U形管段：是組成標(biāo)準(zhǔn)體積管的關(guān)鍵部位。,18,行業(yè)借鑒#,彈性膠球：此裝置有三個(gè)膠球，兩個(gè)球起密封作用，將流進(jìn)與流出的液體隔開，防止泄露，以保證全部液體流過(guò)直線段和U形管段；一個(gè)膠球在運(yùn)行。對(duì)膠球的要求是密封性好和耐磨損。 檢測(cè)開關(guān)：在直管段靠近進(jìn)出口處，各裝一個(gè)檢測(cè)開關(guān)。,19,行業(yè)借鑒#,脈沖計(jì)數(shù)器：有兩個(gè)電子數(shù)字式脈沖計(jì)數(shù)器，一個(gè)記錄被校驗(yàn)的流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)（與流量有一定

9、比例關(guān)系）；另一個(gè)記錄膠球從檢測(cè)開關(guān)1到檢測(cè)開關(guān)2的時(shí)間。它們的啟動(dòng)和停止都由檢測(cè)開關(guān)控制，在一定時(shí)間內(nèi)，從流量計(jì)發(fā)來(lái)的脈沖數(shù)越多，表示計(jì)量越精確。,分離三通：作用是使膠球從流動(dòng)的液體中分離出來(lái)，靠它自重（減去浮力后）慢慢落到上插銷上。分離三通直徑要比直管直徑大，使膠球能可靠的分離出來(lái)。,20,行業(yè)借鑒#,發(fā)出三通：它的直徑比膠球直徑大，有平滑過(guò)渡的連接件導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)體積管的直管段，它應(yīng)向直管段稍傾斜，以便在低流量時(shí)球能夠很好的進(jìn)入直管段。 上插銷和下插銷：上插銷是為了收回膠球用的，而下插銷是為了發(fā)送膠球用的。當(dāng)插銷插入管內(nèi)時(shí)，球只能落在它上面，只有當(dāng)拔出插銷時(shí)球才能落下。它們的動(dòng)作是用液壓缸帶動(dòng)

10、的。,快速盲板：用來(lái)將膠球投入發(fā)送三通或取出膠球的。 推球器：利用液壓推動(dòng)連桿，桿端有個(gè)推球的球面形碗。,21,行業(yè)借鑒#,二、標(biāo)準(zhǔn)體積管,附屬部分主要包括：液壓泵和油箱、操作臺(tái)、儀表盤（裝有電子脈沖計(jì)數(shù)器和溫度計(jì)等儀表）、標(biāo)準(zhǔn)量器（精度很高的標(biāo)準(zhǔn)容器兩個(gè)，用來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)體積管的精度）、換向器、小量器或高精度的大天平。,22,行業(yè)借鑒#,二、標(biāo)準(zhǔn)體積管,2、工作原理 標(biāo)準(zhǔn)體積管是依靠流體進(jìn)出口壓力差來(lái)推動(dòng)一個(gè)膠球，使膠球前面的液體推到出口處，當(dāng)膠球達(dá)到檢測(cè)開關(guān)1時(shí)，發(fā)出電脈沖信號(hào)，使電子脈沖計(jì)數(shù)器開始接受被檢驗(yàn)流量計(jì)發(fā)來(lái)的脈沖數(shù)（與流量有一定比例關(guān)系），并同時(shí)記下時(shí)間； 當(dāng)膠球達(dá)到檢測(cè)開關(guān)2時(shí)，

11、又發(fā)出電脈沖信號(hào)使兩個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器停止記數(shù)。,23,行業(yè)借鑒#,由于兩個(gè)檢測(cè)開關(guān)之間的距離是一定的（經(jīng)過(guò)精確標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)體積管段）,因此，在不同的流量下，由流量計(jì)發(fā)來(lái)的脈沖數(shù)N乘上一定的系數(shù)K（它代表若干流量的一個(gè)脈沖），再乘上時(shí)間t就是已知的標(biāo)準(zhǔn)體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積。,24,行業(yè)借鑒#,3、 檢測(cè)開關(guān)結(jié)構(gòu)及原理,它是由一個(gè)插入直管內(nèi)一定深度的小剛球及與之相連的磁鋼和干簧管組成。 當(dāng)膠球到來(lái)時(shí)頂起剛球，壓縮剛球上的彈簧。 將剛球上面的永久磁鋼頂起，磁鋼使干簧管內(nèi)兩觸點(diǎn)接觸發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)，當(dāng)膠球通過(guò)之后剛球落下，永久磁鋼也落下，干簧管內(nèi)兩觸點(diǎn)離開，這樣就完成了一次發(fā)信，當(dāng)膠球運(yùn)行到出口處檢測(cè)開關(guān)時(shí)又

12、發(fā)出一脈沖。,25,行業(yè)借鑒#,（1）誤差小，精度高 由于采用實(shí)液標(biāo)定或校驗(yàn)，流體的溫度、壓力、密度、粘度等同管線內(nèi)介質(zhì)基本一致，即試驗(yàn)狀態(tài)和工作狀態(tài)相同，因而誤差小、精度高； 由于標(biāo)準(zhǔn)體積管是直接連接在測(cè)量管線上的，當(dāng)校驗(yàn)流量計(jì)時(shí)只需要打開閥門即可，所以不存在因?yàn)榻橘|(zhì)揮發(fā)而造成的誤差； 由于彈性球在管內(nèi)多次經(jīng)過(guò)，可以消除管內(nèi)結(jié)蠟和積垢，所以不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)榻橘|(zhì)粘度較高而附掛于容器內(nèi)壁所產(chǎn)生的誤差。 （2）校驗(yàn)效率高，允許在足夠的大排量下進(jìn)行標(biāo)定校驗(yàn)。 （3）使用標(biāo)準(zhǔn)體積管有助于實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。,4.標(biāo)準(zhǔn)體積管的特點(diǎn),26,行業(yè)借鑒#,第二節(jié) 溫度測(cè)量,一地面溫度的測(cè)量 1、玻璃管水銀溫度計(jì) 在地

13、面溫度測(cè)試中，最常用的是玻璃管水銀溫度計(jì)，它是一種液體膨脹式溫度計(jì)； 其測(cè)溫范圍:-35的凝固溫度375蒸發(fā)溫度。如果用惰性氣體如氮對(duì)毛細(xì)管加壓，還可以擴(kuò)展應(yīng)用到510； 為了更安全和遠(yuǎn)距離讀數(shù)，可以采用金屬管液體溫度計(jì)。 在地面溫度測(cè)試中，還可采用熱電阻法和熱電偶作為感溫元件實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控。,27,行業(yè)借鑒#,2、熱電阻法,測(cè)溫原理：熱電阻就是利用物質(zhì)（一般為純金屬）的電阻隨溫度變化而變化并呈一定函數(shù)關(guān)系的特性，制成溫度傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)溫的。 熱電阻：感溫元件，用細(xì)金屬絲均勻地纏繞在絕緣材料制成的骨架上，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中存在溫度梯度時(shí)，測(cè)出的溫度是感溫元件在介質(zhì)層中的平均溫度。 測(cè)溫范圍：-200

14、+500的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。,28,行業(yè)借鑒#,3、熱電偶法,熱電偶是溫度測(cè)量和調(diào)節(jié)裝置中的感溫元件，通常與顯示儀表配套使用； 測(cè)溫范圍：01800范圍內(nèi)的液體、蒸汽、氣體以及固體表面的溫度。 各種熱電偶的外形極不相同，基本結(jié)構(gòu)大致相似，一般由熱電極、絕緣套管、保護(hù)管和接線盒等部分構(gòu)成。,29,行業(yè)借鑒#,3、熱電偶法,結(jié)構(gòu)：如下圖，熱電偶由兩根不同的導(dǎo)線（電極）A和B組成，它們的一端T1是相互焊接的，形成熱電偶的工作端（即熱端），用它插入待測(cè)介質(zhì)中以測(cè)量溫度；熱電偶的另一端T0（自由端或冷端）與顯示儀表相串接。,30,行業(yè)借鑒#,兩種不同成分的導(dǎo)體兩端接合成回路時(shí)，由于

15、兩接合點(diǎn)溫度不同，所以在回路內(nèi)產(chǎn)生電流: 當(dāng)熱電偶的工作端與自由端存在溫度差時(shí)，在回路內(nèi)產(chǎn)生電流，顯示儀表將會(huì)指示熱電偶內(nèi)所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)； 熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)隨著工作溫度的升高而增加，其大小只與熱電偶的材料和熱電偶兩端的溫度有關(guān)，而與熱電偶的長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān)。,熱電偶的工作原理,31,行業(yè)借鑒#,二、井下溫度計(jì),1、CY-614型井下溫度計(jì) CY-614型井下溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)類同于CY613-A型井下壓力計(jì)； 不同之處：將感壓元件換成了感溫元件，即折皺盒（封包）變成溫包，即將壓力計(jì)的感壓元件短節(jié)換成感溫元件短節(jié)，這樣就從井下壓力計(jì)變成了井下溫度計(jì)。,32,行業(yè)借鑒#,1、CY-614型井下溫度計(jì),（

16、1）儀器結(jié)構(gòu) 主要由五部分組成： 帶記錄裝置的感溫系統(tǒng)、螺桿機(jī)構(gòu)、鐘機(jī)、最高溫度計(jì)及繩帽部分。,溫包,33,行業(yè)借鑒#,（2）工作原理 當(dāng)儀器所處介質(zhì)的溫度發(fā)生變化時(shí)，溫包中的感溫液體(甲苯)的體積就發(fā)生變化； 溫度升高甲苯體積膨脹后，多出溫包體積的那一部分經(jīng)毛細(xì)管進(jìn)入多圈彈簧管內(nèi)腔，使內(nèi)腔壓力增高，從而使多圈彈簧管自由端產(chǎn)生角位移，角位移的大小和溫度的變化成正比；,34,行業(yè)借鑒#,多圈彈簧管自由端的角位移帶動(dòng)記錄筆桿旋轉(zhuǎn)，固定在筆桿上的記錄筆隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，筆尖的移動(dòng)距離反映了溫度的變化，它構(gòu)成了記錄紙上的縱軸。 鐘機(jī)通過(guò)摩擦片帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿上的V形螺紋和導(dǎo)錐將螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)變成記錄筒的上下垂直

17、移動(dòng)，記錄筒向下的移動(dòng)正比于時(shí)間，它構(gòu)成直角坐標(biāo)的橫軸。 所以卡片上記錄到的就是油水井溫度和時(shí)間的關(guān)系曲線。,35,行業(yè)借鑒#,二、SW-150型井下溫度計(jì),SW-150型井下溫度計(jì)是在CY-614型井下溫度計(jì)基礎(chǔ)上改制的一種固體膨脹式溫度記錄儀器； 它用螺旋形熱雙金屬代替了主型中的溫包和彈簧管作為感溫元件； （與CY-614型比）優(yōu)點(diǎn)：具有不用有毒液體甲苯、量程大、重量輕，感溫時(shí)間短和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。,36,行業(yè)借鑒#,二、SW-150型井下溫度計(jì),1儀器結(jié)構(gòu) 除感溫部分外，其余部分構(gòu)造與CY-614型井下溫度計(jì)基本相同。 感溫部分：由熱雙金屬螺旋、進(jìn)液短節(jié)、護(hù)套、記錄筆桿等組成 熱雙金屬螺

18、旋：由主動(dòng)層和被動(dòng)層組成，兩層厚度相同；螺旋一端固定在儀器本體上，另一端（自由端）通過(guò)筆桿與記錄筆相連。,37,行業(yè)借鑒#,熱雙金屬螺旋,38,行業(yè)借鑒#,二、SW-150型井下溫度計(jì),2工作原理 當(dāng)溫度變化時(shí)，由于主動(dòng)層、被動(dòng)層的熱膨脹系數(shù)不同，熱雙金屬螺旋的自由端就要產(chǎn)生相應(yīng)的角位移(此角位移的大小正比于溫度的變化)，帶動(dòng)裝在熱雙金屬螺旋自由端的記錄筆桿繞軸向旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)記錄筆在記錄卡片上劃出印痕，記錄筆轉(zhuǎn)角的大小代表了溫度變化的多少，它構(gòu)成記錄卡片上的縱軸。 裝有記錄卡片的記錄筒被鐘機(jī)帶動(dòng)，沿螺桿做軸線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成記錄卡片的橫軸。 得到的記錄曲線就是溫度隨時(shí)間變化的曲線。,39,行業(yè)借鑒

19、#,CY-614型、SW-150型井下溫度計(jì)性能比較,40,行業(yè)借鑒#,三、光纖分布式溫度測(cè)試裝置,1傳統(tǒng)井下測(cè)溫儀表的缺點(diǎn) 目前，井下測(cè)溫儀表有一個(gè)共同缺點(diǎn)，即只能在任一時(shí)間內(nèi)測(cè)量某個(gè)點(diǎn)的溫度； 要測(cè)試全范圍的溫度，比如說(shuō)獲取整個(gè)井筒內(nèi)每米間隔處的溫度數(shù)據(jù)，點(diǎn)式傳感器只能在井中來(lái)回移動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)，這樣不可避免破壞井內(nèi)熱平衡，而且不能測(cè)出各點(diǎn)同一時(shí)刻的溫度值，如果在每個(gè)測(cè)量溫度的位置都放置一個(gè)測(cè)溫探頭，這樣在實(shí)際安裝、使用與檢修時(shí)不方便也不經(jīng)濟(jì)。,41,行業(yè)借鑒#,2光纖分布式溫度測(cè)試裝置的優(yōu)點(diǎn),勝利油田有限公司采油工藝研究院等單位于2001年研制開發(fā)和應(yīng)用了油井分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)。 與以往的所

20、有溫度測(cè)量方式不同，它可以在不干擾油井溫度場(chǎng)的情況下在同一時(shí)刻測(cè)出井筒中任一點(diǎn)的溫度值;不需測(cè)量?jī)x器在井中來(lái)回移動(dòng)即可測(cè)出井下的溫度剖面。 因此，該測(cè)試裝置可以獲得傳統(tǒng)測(cè)溫方式無(wú)法獲取的數(shù)據(jù)，是熱采井及水平井動(dòng)態(tài)分析的理想測(cè)試手段。,42,行業(yè)借鑒#,3測(cè)溫原理,分布式溫度測(cè)試(DTS)是將OTDR技術(shù)同背反射溫敏光技術(shù)結(jié)合起來(lái)，提供標(biāo)準(zhǔn)光纖沿線各點(diǎn)的溫度值； OTDR技術(shù)是在以時(shí)間為基礎(chǔ)的環(huán)境中利用反射光測(cè)定光纖系統(tǒng)的參數(shù)。 測(cè)試時(shí)將毛細(xì)不銹鋼管下入井內(nèi)，光纖管在井口與地面主設(shè)備（DTS及微機(jī)設(shè)備）相連，此時(shí)整個(gè)光纖管中的光纖在井下既是信號(hào)傳輸線，也是溫度傳感器。,43,行業(yè)借鑒#,當(dāng)光在光

21、纖中傳輸時(shí)，與光纖中的分子、雜質(zhì)及不均勻性物質(zhì)相互作用，發(fā)生各種散射，其中喇曼散射是由于光纖中分子的熱振動(dòng)與光子相互作用發(fā)生能量交換而產(chǎn)生的，其散射光光強(qiáng)度與溫度有關(guān)；,通過(guò)檢測(cè)返回光纖光源端的背反射光中的溫敏部分(喇曼背散射光)，并將其進(jìn)行時(shí)域處理和在光纖中定位后，就可對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的確定。,DTS產(chǎn)生特定 的入射光脈沖,44,行業(yè)借鑒#,4儀器組成,分布式溫度測(cè)試系統(tǒng)主要由3部分組成： 1臺(tái)分布式溫度測(cè)試儀（DTS儀器）； 1條光纖管(溫度傳感器)； 與DTS儀器接口相配套的數(shù)據(jù)處理器（主要由計(jì)算機(jī)和打印機(jī)組成）。,45,行業(yè)借鑒#,4儀器組成,DTS儀器 為獨(dú)立結(jié)構(gòu)； 內(nèi)含

22、進(jìn)行測(cè)量和處理一定數(shù)量數(shù)據(jù)的所有光學(xué)及電子附件； 可連接8個(gè)不同的光纖終端，可進(jìn)行四回路式光纖測(cè)量或連接8條獨(dú)立的光纖。,46,行業(yè)借鑒#,4儀器組成,電腦式DTS儀器的控制器 作為輸出裝置顯示溫度變化； 儲(chǔ)存溫度數(shù)據(jù)并作出后期處理。,47,行業(yè)借鑒#,4儀器組成,光纖管 光纖既是傳感器，又是信號(hào)傳輸線。 有固定的折射率，有一個(gè)中芯作為光的傳播通道芯線，直徑為50m，外有包層及起保護(hù)作用的外套層，要在油井內(nèi)使用光纖，需將其同毛細(xì)鋼管技術(shù)結(jié)合起來(lái)（因光纖本身是較脆弱的，要在各種復(fù)雜的油井環(huán)境中使用，必須將它保護(hù)起來(lái)后使用，而毛細(xì)鋼管是一種連續(xù)的外徑、內(nèi)徑都很小的金屬管，一般外徑不超過(guò)9.5mm，

23、由316不銹鋼或耐熱鎳鉻鐵合金制成）。 光纖被置于毛細(xì)鋼管內(nèi)，就形成了分布式溫度傳感器。 這種將1條或多條光纖置于毛細(xì)鋼管內(nèi)的構(gòu)造稱作光纖管。,48,行業(yè)借鑒#,5安裝方式,光纖有3種安裝方式，即固定式、半固定式及活動(dòng)式。 活動(dòng)式安裝只是簡(jiǎn)單地將光纖維置于毛細(xì)鋼管內(nèi)，類似于試井鋼絲或絞纜系統(tǒng)。 當(dāng)光纖管應(yīng)用于水平井時(shí)，光纖管需裝在連續(xù)油管內(nèi)，下井及起出的方法類似于鋼絲繩作業(yè)。,49,行業(yè)借鑒#,第三節(jié) 液位計(jì)量,在中途測(cè)試或試油工藝中，為了計(jì)量油氣井、油氣層的產(chǎn)量往往需要在地面計(jì)量產(chǎn)量，實(shí)質(zhì)上就是量測(cè)單位時(shí)間里儲(chǔ)罐中液面升高值即液位計(jì)量。液位計(jì)量的方法有：,分離器液位計(jì)量（玻璃管量油） 大罐量

24、油,50,行業(yè)借鑒#,一、分離器液位的計(jì)量玻璃管量油及計(jì)算,在分離器的側(cè)壁裝一高壓玻璃管3，和分離器構(gòu)成連通器（圖3-11），根據(jù)連通器原理，分離器內(nèi)液柱的壓力與玻璃管內(nèi)水柱壓力相平衡。 當(dāng)分離器內(nèi)進(jìn)油，液面上升一定高度時(shí)，玻璃管內(nèi)水柱也相應(yīng)上升一定高度。 由于油水比重不同，上升高度也不同。知道了水柱的上升高度，就可換算出分離器內(nèi)油柱上升的高度和體積，根據(jù)玻璃管中水柱上升高度所需時(shí)間，就可求得日產(chǎn)油量。,圖3-11 玻璃管量油裝置原理圖 1-小水包；2-隔板；3-高壓玻璃管； 4-加水漏斗及閘門；5-散油帽；6-分離傘,51,行業(yè)借鑒#,一、分離器液位的計(jì)量,例如：在量油時(shí)，玻璃管內(nèi)水柱上升h

25、，按連通器壓力平衡原理可得,則分離器內(nèi)的油柱上升高度,52,行業(yè)借鑒#,一、分離器液位的計(jì)量,分離器的直徑為D，故油柱體積V為：,油柱的質(zhì)量為：,如果水柱上升h所需要時(shí)間為T秒，則每秒的油量q,53,行業(yè)借鑒#,一、分離器液位的計(jì)量,為了計(jì)算方便，常作出簡(jiǎn)便計(jì)算表，由水柱上升高度的時(shí)間直接查得油產(chǎn)量。,每天的油產(chǎn)量Q為：,當(dāng)分離器有人孔，而且人孔位置在量油高度以內(nèi)時(shí)，則要加進(jìn)人孔突出部分容積V人孔，即,54,行業(yè)借鑒#,二、大罐量油,檢尺量油 浮標(biāo)量油,55,行業(yè)借鑒#,1。檢尺量油,檢尺量油是對(duì)各種儲(chǔ)集管內(nèi)的原油及其它液體進(jìn)行體積和質(zhì)量測(cè)定的一種基本方法。 具有操作簡(jiǎn)單，計(jì)量準(zhǔn)確，輔助設(shè)備和維修量很少的特點(diǎn)，是目前各油田在原油集輸過(guò)程中的一種主要量測(cè)方法。 原理是：對(duì)管內(nèi)液柱高度進(jìn)行測(cè)定，再根據(jù)液柱高度和罐截面積計(jì)算出罐內(nèi)液體體積和質(zhì)量。,56,行業(yè)借鑒#,1。檢尺量油,工具是鋼卷尺，其下端帶有0.255公斤重的鉛錘。 為了方便量油操作，在缸頂