一种石油生产多分相检测新型光纤传感器

陈基亮,孔德明,郝 虎,孔德瀚,刘国权,孔令富

(1.燕山大学信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004;2.燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004;3.河北环境工程学院 信息工程系,河北 秦皇岛 066000;4.中国石油集团测井有限公司 生产测井中心,陕西 西安 710077)

1 引 言

在石油生产井多相流体上升过程中,随着流体压力逐渐减小,气体随之析出,致使管道内流型、流态多变。而对此开展多分相测量可及时了解和掌握各产层渗出液状况,对调整油井生产方案、提高产能具有重要意义[1,2]。侵入式光纤探针技术[3,4]具有易于安装、体积小、抗干扰能力强、可直接定位于流体内,能准确监测该测量点的局部流体特征等优点,已引起越来越多石油生产领域学者和研究人员的高度重视。刘磊等利用光纤探针法成功测量了管道内气液两相流平均截面含气率[5,6]。张勇,李英伟等研制了一种用于持气率测量的锥形光纤探针传感器[7,8]。Cartellier等使用光纤探针法同时测量了气液两相流中气泡弦长、速度和局部浓度[9]。目前用于含气率测量的光纤探针传感器[10]已被广泛用于油气井储层参数测量中,但鲜见基于单敏感探头的石油生产多分相检测研究。

本文研制了一种适用于石油生产多分相检测的新型双接收端光纤传感器(new dual-receiving fiber optic sensor,NDR-FOP),并对锥形敏感头中的光传输轨迹、不同介质中的光传输过程、双接收环形耦合光路(double receiving ring coupled optical path,DR-RCOP)响应特性等问题开展了深入研究。

2 NDR-FOP工作原理及敏感头光传输轨迹研究

2.1 NDR-FOP工作原理

图1为NDR-FOP工作原理示意图。……