电导式相关流量测量技术应用研究

　　0引言

　　互相关流量测量技术自20世纪70年代起国外就已经开始研究，但国内开展这项研究比较晚，特别是将该流量计应用到井下油水两相流油井中流量测量的研究，在中国开展得更为迟缓。直到1994年大庆测试分公司刘兴斌总工程师提出了针对井下油水两相流量测量的相关流量测量方法，国内才开始了对相关流量测量技术的实质研究，该相关流量测量方法采用电导传感器实现的。由于以往相关器在价格上较高，以及在运算速度、实时性、异常数据处理等方面上还不能满足脉动流下油水两相流测量的需要，因此在研究开发电导式相关流量计的同时还要开发相关流量信号采集、处理及运算系统，即开发运算速度快、实时性好和兼容性强的相关器，考虑到相关器便于和现有主流地面仪的配接，开发了基于USB总线的DSP相关器。为使电导式相关流量计于能够配接更多参数、实现单芯化，提出了在小38电导式相关流量计中实现两路相关流量信号采集、处理及相关运算，并将运算结果即渡越时间:值转换为频率信号传输。通过三相流实验，研究电导式相关流量计在三相流下的响应特性。

　　1.　电导式相关流量测量技术的原理

　　在沿流体流动管道相距为已知距离L的两个截面处，分别安装有结构相同的电导传感器，即上游传感器和下游传感器。同时给上、下游传感器提供同一激励源，流体内部的随机流动噪声会对作用在传感器上的激励产生随机调制作用，传感器的输出会随着这些调制作用产生相应的变化，经上、下游传感器的信号处理电路处理后解调出两路随机流动噪声信号x(t)和y(t)。对两路流动噪声信号X(t)和y(t)通过互相关运算可得到两路信号的渡越时间TO，渡越时间T。与相关流速Vcc关系见公式(1)。

　　式中，L—相关流量计上、下游传感器间的距离。

　　2 Φ28电导式相关流量测量技术的现场应用

　　所设计的电导传感器(图1)不仅可以利用互相关技术实现流量测量，而且还可以同时测量含水率，配接伞式集流器组成电导式相关流量测井仪。该仪器于2003年开始试推广应用，截至目前完成测井200多井次。对于集流型相关流量测量方法，国内外仅测试分公司一家在井下获得了应用。由于电导传感器无可动部件和阻流元件，在粘度大的或流体含砂多的油井测量流量、含水率具有优势。下面给出了该仪器在粘稠产出液井中获得成功应用的实例。

　　L4-23井为一口聚驱产出自喷井[3]。由于该井产出流体的粘度非常高，导致配接涡轮流量计的常规仪器无法完成流量的测量。于是采用电导式相关流量测井仪对该井进行了测井，顺利完成测量。图2为该仪器测得一流量曲线，表1是通过该仪器得到的解释结果。图3给出了该仪器在一口抽油机井中测得的流量曲线，从图上看到了明显的冲次规律，但曲线的圆滑性较涡轮流量计差。