今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權(quán)專利——一種累積式氣體流量計及采集方法。該專利由中國石油天然氣股份有限公司、中石油煤層氣有限責(zé)任公司、中國石油集團測井有限公司、中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心有限責(zé)任公司申請，并于2017年2月15日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及一種累積式氣體流量計及采集方法，屬于煤層氣井和天然氣井測井技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明背景

在天然氣和煤層氣井生產(chǎn)過程中，有時需要了解地下各層的產(chǎn)氣量，即測量產(chǎn)氣井的產(chǎn)出剖面。目前，對于產(chǎn)氣量較大的井能夠利用測量溫度、壓力、含水、密度和渦輪流量的方法計算出井下各層的產(chǎn)氣量。然而，對于產(chǎn)氣量較小的煤層氣和天然氣井，此方法則無法滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種累積式氣體流量計及采集方法，采用收集氣體的方法測量氣產(chǎn)量，能夠適用于低產(chǎn)氣量井的測井要求。

一種累積式氣體流量計，由電路板、馬達、滾珠絲杠、推拉桿、活塞、電容傳感器、氣體收集筒構(gòu)成；其中接頭與承壓筒連接；電路板固定在電路板骨架上，電路板骨架與接頭連接；馬達與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠與推拉桿連接；推拉桿從接頭中穿過，接頭與承壓筒連接；推拉桿與活塞連接，活塞與電容傳感器連接；氣體收集筒與接頭連接；電路板固定在電路板骨架上，馬達與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠通過推拉桿與活塞及電容傳感器連接；電路板、電路板骨架、馬達和滾珠絲杠均裝在承壓筒中；馬達帶動滾珠絲杠和推拉桿能夠使活塞打開或關(guān)閉。

第一密封圈、第二密封圈安裝在第一接頭上，第三密封圈安裝在第二推拉桿上，第四密封圈、第五密封圈安裝在第二接頭上，第六密封圈安裝在推拉桿上，第七密封圈安裝在絕緣座上，第八密封圈安裝在絕緣套上，第九密封圈安裝在電極座上；電路板固定在電路板骨架上；馬達與減速器連接，減速器下端與驅(qū)動總成連接，驅(qū)動器總成與第一接頭連接；承壓筒穿過電路板骨架、馬達、減速器和驅(qū)動總成擰在第一接頭上，承壓筒上端與接頭連接；第一推拉桿和第二推拉桿連接，第一推拉桿插入第一接頭中與驅(qū)動總成連接；第一接頭上擰上連接管，連接管上擰上第二接頭；電極插入電極座，在電極座中依次放入電極鎖緊套、絕緣套和絕緣套；推拉桿連接電極座，推拉桿插入第二接頭，推拉桿和第二推拉桿連接；電極下端安裝扶正支架，氣體收集筒擰在第二接頭上。

第一端點與儀器上插頭即總線連接，第二端點與儀器外殼連接；第一二極管、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管、第八電容、第九電容、第一三極管、第二三極管組成了穩(wěn)壓電路；第十七電阻和第三穩(wěn)壓管產(chǎn)生5V的電壓，從第五端點輸出供通訊板。

當(dāng)給儀器供電時，在電路的控制下，馬達能夠正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，活塞在滾珠絲杠的作用下能夠關(guān)閉或打開；當(dāng)流量計處在同時產(chǎn)氣和水的井中并且活塞由打開轉(zhuǎn)向關(guān)閉時，由于氣體的比重比水小，會在活塞下面形成氣體的堆積；隨著時間的增加，氣水界面會逐漸向下推移，最終氣體會充滿整個氣體收集筒。

因此通過記錄活塞關(guān)閉到氣體充滿整個氣體收集筒的時間和氣體收集筒的長度，計算出整個井筒的產(chǎn)氣量；對于產(chǎn)氣量比較小的井，只要延長等待時間，同樣能夠準確地測量產(chǎn)氣量。

測量氣體收集筒中氣水界面位置的傳感器是電容傳感器；當(dāng)傳感器處在全水中時電容量最大，當(dāng)傳感器處在全氣中時電容量最??；當(dāng)氣體收集筒中氣水界面由上往下推移時，傳感器電容量會由大變??；傳感器電容量的大小反映氣體收集筒中氣水界面的位置；測量電路將傳感器電容轉(zhuǎn)換為頻率信號送往了地面儀器；當(dāng)活塞打開后，流量計氣體收集筒中的流體狀態(tài)與井筒中的流體狀態(tài)相同。

本發(fā)明的優(yōu)點是：能夠精確測量低產(chǎn)氣井的產(chǎn)氣量；除了測量產(chǎn)氣量外該儀器還能夠測量持氣率。