目前國內油井過環(huán)空產(chǎn)出剖面測井的流量測量以渦輪流量計為主四，由于受儀器外徑和集流效果限制，渦輪流量計通常存在如下缺點:流量測量范圍小，或者啟動排量過高或者測量流量上限太低;砂卡普遍較為嚴重,不能測量含砂流體;隨著三次采油技術的推廣，渦輪流量計因粘度影響,已無法滿足稠油及注聚產(chǎn)液測量。因此,準確的流量測量對新型流量計的需求顯得愈加迫切。

 

    1浮子流量計結構設計及工作原理

 

    1.1浮子流量計結構

 

    為了達到降低流量測量下限,提高流量測量上限,進而拓寬流量測量范圍,同時也為了有效防止砂卡,客服流體粘度影響,從而達到測量含砂流體或注聚產(chǎn)液目的,井下浮子流量計的結構設計如圖1所示。

 

    位移傳感器外殼1主要用于封裝位移傳感器2~8等部件;位移傳感器是差動變壓器式傳感器,其內.部鐵芯3用于傳遞浮子位移、速度;浮子6置于流道中央進液口處進行流量測量;下壓彈簧4固定于差動變壓器式傳感器2下端,用于提高流量上限;浮子活動范圍由出液口短接5長度所限;上托彈簧7用于降低流量下限。

 

    1.2浮子流量計工作原理

 

    流體由進液口進入儀器流道,推動浮子,浮子上移過程中,流體在出液口處的流通截面積逐漸增大,不同的流量對應不同的流通截面積,截面積的變化轉化為浮子的位移，進而不同的流量又轉化為浮子的不同位移,即:流量一->面積一->位移。此位移再由內部鐵芯傳遞給差動變壓器式傳感器,位移傳感器通過測量浮子位移位移傳感器通過測量浮子位移量來測量流體流量。

 

    1.3浮子流量計特點

 

    浮子式流量計在地面計量中是一種成型產(chǎn)品，投人實際應用的已好多種,但由于結構設計限制，各式型號的浮子式流量計一直未能在井下過環(huán)空產(chǎn)出剖面流量測量中得到較好應用。本文所述井下浮子流量計,綜合以往各式浮子流量計特點的基礎上,針對渦輪流量計所存缺陷,面向目前新時期流量測量特點,從結構設計角度出發(fā),經(jīng)多方優(yōu)化設計而成,主要應用于井下過環(huán)空產(chǎn)出剖面穩(wěn)定流態(tài)點測,其特點如下:

 

    (1)本裝置為流體提供的流通通道短,浮子上、下兩處裝置兩根輔助彈簧。在浮子上移過程中,流體在出液口處的流通截面積逐漸增大,流體對浮子的沖擊減弱,因此可通過加長浮子位移量提高流量上限;在高流量范圍內,在流通面積的增加量不足以滿足測量范圍要求時,浮子向上壓縮下壓彈簧,下壓彈簧彈力克服相當部分流動壓力及浮子自身浮力，使流量計不至于很快飽和產(chǎn)出，因此可以通過增加下壓彈簧倔強系數(shù)提高流量測量上限;

 

    (2)從啟動到下托彈簧共工作工程中，下托彈簧使浮子處于受力平衡狀態(tài)，因而流量測量幾乎無須克服浮子自重而實現(xiàn)低啟動排量,極大程度上降低了流量測量下限;

 

    (3)浮子流量計與流通內壁距離遠大于流體內含砂的.粒徑,能夠用于含砂流體的測量，很好的解決了渦輪流量計所無法克服的砂卡問題。