本實(shí)用新型涉及蒸汽干度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種蒸汽干度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

遼河油田是我國最大的稠油生產(chǎn)基地，目前遼河油田主要以蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)及蒸汽輔助重力泄油(SAGD)等開發(fā)方式為主，在開發(fā)過程中，為了合理的調(diào)整注汽參數(shù)，需要在蒸汽生產(chǎn)及注入的過程中對(duì)蒸汽干度參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以便準(zhǔn)確的分析和掌握注汽效果，提高熱采效率，因此對(duì)蒸汽干度的精確測(cè)量意義重大。傳統(tǒng)干度測(cè)量方法通常采用人工化驗(yàn)法，在油田熱注作業(yè)中被廣泛采用，該方法的測(cè)量精度較高，但不能實(shí)時(shí)在線測(cè)試，其測(cè)試的結(jié)果不能真實(shí)連續(xù)的反應(yīng)整個(gè)生產(chǎn)過程的蒸汽干度，且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大。在其它方法中也可以用傳統(tǒng)的流量測(cè)量儀表和密度測(cè)量儀表的組合測(cè)試方法，如利用渦輪流量計(jì)、中子密度計(jì)及其組合方法，但這些放射性測(cè)量儀表比較脆弱且缺乏必要防護(hù)措施，井下環(huán)境復(fù)雜，下入井下安全性能難以保證，因此難以大規(guī)模推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題是提供了一種蒸汽干度測(cè)量裝置，其能夠解決在蒸汽注入井下的過程中難以對(duì)井下的蒸汽干度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例的具體技術(shù)方案是：

一種蒸汽干度測(cè)量裝置，包括：

蒸汽干度測(cè)量單元，所述蒸汽干度測(cè)量單元包括：沿軸線延伸的第一管體；穿設(shè)在所述第一管體內(nèi)的第二管體，所述第一管體與第二管體之間形成流道，所述第二管體的側(cè)壁上開設(shè)有貫穿孔，所述第二管體的內(nèi)部設(shè)置有第一隔板，所述第一隔板將所述第二管體的內(nèi)部分隔成第一腔室和第二腔室，所述貫穿孔位于所述第一腔室處的第二管體的側(cè)壁上，所述第一隔板的上端開設(shè)有連通所述第一腔室和第二腔室的第一連通孔，所述第一隔板的下端開設(shè)有連通所述第一腔室和第二腔室的第二連通孔；用于對(duì)第二腔室內(nèi)的分界面位置進(jìn)行測(cè)量的相界面測(cè)量裝置；

用于測(cè)量壓力的壓力測(cè)量單元；

用于測(cè)量溫度的溫度測(cè)量單元；

與所述蒸汽干度測(cè)量單元、所述壓力測(cè)量單元、所述溫度測(cè)量單元相電性連接的控制單元，其用于接收所述蒸汽干度測(cè)量單元、所述壓力傳感器、所述溫度傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述貫穿孔至少位于所述第二管體的上側(cè)壁和下側(cè)壁上。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述相界面測(cè)量裝置與所述第二腔室之間設(shè)置有第二隔板，所述第二隔板沿豎直方向設(shè)置。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一隔板沿豎直方向設(shè)置。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述相界面測(cè)量裝置上連接有扶正器。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第二管體和所述相界面測(cè)量裝置均設(shè)置在所述第一管體內(nèi)部。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一管體與所述第二管體沿橫向設(shè)置。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一管體與第二管體之間形成的所述流道至少位于所述第二管體上方和所述第二管體下方。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述壓力測(cè)量單元為壓力傳感器。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述溫度測(cè)量單元為溫度傳感器。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述蒸汽干度測(cè)量裝置還包括用于為控制單元供電的電源。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述蒸汽干度測(cè)量裝置還包括保溫裝置，所述電源和所述控制單元設(shè)置在所述保溫裝置的內(nèi)部。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述保溫裝置的一端連接有打撈頭。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制單元包括控制器和存儲(chǔ)器，所述控制器用于接收所述蒸汽干度測(cè)量單元、所述壓力傳感單元、所述溫度傳感單元的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，所述存儲(chǔ)器用于對(duì)經(jīng)所述控制器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下顯著有益效果：

本實(shí)用新型中蒸汽干度測(cè)量裝置可以一次完成注蒸汽井的溫度、壓力和蒸汽干度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，其能夠真實(shí)連續(xù)的反應(yīng)整個(gè)生產(chǎn)過程的蒸汽干度。其中，蒸汽干度測(cè)量裝置中的蒸汽干度測(cè)量單元采用汽水分相式測(cè)量的方式，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠不受汽水流型流態(tài)影響，精度高，同時(shí)人工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實(shí)用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本實(shí)用新型的理解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中蒸汽干度測(cè)量裝置中蒸汽干度測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中蒸汽干度測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中蒸汽干度測(cè)量裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

以上附圖的附圖標(biāo)記：

1、蒸汽干度測(cè)量單元；11、第一管體；12、第二管體；121、貫穿孔；122、第一隔板；1221、第一連通孔；1222、第二連通孔；123、第一腔室；124、第二腔室；13、相界面測(cè)量裝置；14、第二隔板；15、扶正器；16、流道；2、壓力測(cè)量單元；3、溫度測(cè)量單元；4、控制單元；41、控制器；42、存儲(chǔ)器；5、電源；6、保溫裝置；7、打撈頭。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本申請(qǐng)的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本申請(qǐng)的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本申請(qǐng)。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

在油田開發(fā)過程中，為了合理的調(diào)整注汽參數(shù)，在蒸汽生產(chǎn)或注入的過程中對(duì)井下的蒸汽干度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，以便準(zhǔn)確的分析和掌握注汽效果，提高熱采效率，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中提出了一種蒸汽干度測(cè)量裝置，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中蒸汽干度測(cè)量裝置中蒸汽干度測(cè)量單元1的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中蒸汽干度測(cè)量裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1、圖3所示，該蒸汽干度測(cè)量裝置包括：蒸汽干度測(cè)量單元1，用于測(cè)量壓力的壓力測(cè)量單元2；用于測(cè)量溫度的溫度測(cè)量單元3；與蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力測(cè)量單元2、溫度測(cè)量單元3相電性連接的控制單元4，其用于接收蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力傳感器、溫度傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。蒸汽干度測(cè)量單元1包括：沿軸線延伸的第一管體11；穿設(shè)在第一管體11內(nèi)的第二管體12，第一管體11與第二管體12之間形成流道16，第二管體12的側(cè)壁上開設(shè)有貫穿孔121，第二管體12的內(nèi)部設(shè)置有第一隔板122，第一隔板122將第二管體12的內(nèi)部分隔成第一腔室123和第二腔室124，貫穿孔121位于第一腔室123處的第二管體12的側(cè)壁上，第一隔板122的上端開設(shè)有連通第一腔室123和第二腔室124的第一連通孔1221，第一隔板122的下端開設(shè)有連通第一腔室123和第二腔室124的第二連通孔1222；用于對(duì)第二腔室124內(nèi)的分界面位置進(jìn)行測(cè)量的相界面測(cè)量裝置13。

在蒸汽生產(chǎn)或注入的過程中，將本蒸汽干度測(cè)量裝置一起下入井下，當(dāng)井下汽水兩相流通過流道16時(shí)，汽水兩相流可以通過第二管體12的貫穿孔121自由進(jìn)出第一腔室123。在第一腔室123內(nèi)，由于重力的作用，汽水會(huì)發(fā)生分離，匯聚在第一腔室123頂部的蒸汽通過第一連通孔1221與第二腔室124的上部相連通，而底部的水則通過第二連通孔1222與第二腔室124的下部相連通。在第二腔室124中的汽水會(huì)出現(xiàn)一個(gè)分界面，由于從流道16經(jīng)過第一腔室123再到第二腔室124，都是相互連通的，且連通的形式與連通器相似，根據(jù)連通器原理，三者內(nèi)部的流體柱具有相同的重位壓力差或相同的等效密度，因此當(dāng)汽水的蒸汽干度發(fā)生變化時(shí)，其等效密度必然發(fā)生變化，從而引起第二腔室124內(nèi)的分界面位置發(fā)生變化，因此分界面的位置變化就反應(yīng)了蒸汽干度值的大小，通過相界面測(cè)量裝置13檢測(cè)第二腔室124中汽水分界面的位置就可以準(zhǔn)確的確定蒸汽干度值的大小。通過壓力測(cè)量單元2和溫度測(cè)量單元3分別測(cè)量得到井下的溫度和壓力，控制單元4接收蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力傳感器、溫度傳感器的數(shù)據(jù)通過處理，最終可以得到實(shí)時(shí)井下不同壓力和溫度下的蒸汽干度值，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

為了更好的了解本蒸汽干度測(cè)量裝置，下面將對(duì)其做進(jìn)一步解釋和說明。如圖1所示，蒸汽干度測(cè)量單元1中的第一管體11大致呈水平設(shè)置，第一管體11橫截面可以為各種形狀，在此不做任何限制。第一管體11的具有兩端，其中至少有一端的開口為敞開狀態(tài)，如此保證汽水兩相流可以流入第一管體11的內(nèi)部。

第二管體12穿設(shè)在第一管體11中，一般而言，第二管體12位于第一管體11內(nèi)，其同樣大致沿水平橫向方向設(shè)置。述第一管體11與第二管體12之間形成流道16，第二管體12的側(cè)壁上開設(shè)有貫穿孔121。第一管體11與第二管體12之間形成的流道16至少位于第二管體12上方和第二管體12下方。貫穿孔121至少位于第二管體12的上側(cè)壁和下側(cè)壁上。上述結(jié)構(gòu)使得汽水兩相流可以從第二管體12的上側(cè)壁的貫穿孔121流入流出第二管體12內(nèi)，也可以從第二管體12的下側(cè)壁的貫穿孔121流入流出第二管體12內(nèi)，即充分保證第一管體11內(nèi)與第二管體12內(nèi)保證連通狀態(tài)，原理與連通器相似。

第二管體12的內(nèi)部設(shè)置有第一隔板122。第一隔板122可以沿豎直方向設(shè)置。第一隔板122將第二管體12的內(nèi)部分隔成第一腔室123和第二腔室124，貫穿孔121位于第一腔室123處的第二管體12的側(cè)壁上，位于第一腔室123處的第二管體12的一端呈封閉狀態(tài)。第一隔板122的上端開設(shè)有連通第一腔室123和第二腔室124的第一連通孔1221，第一隔板122的下端開設(shè)有連通第一腔室123和第二腔室124的第二連通孔1222，如此使得第二腔室124與第一腔室123處于連通狀態(tài)，原理與連通器相似。

第二管體12的另一端可以設(shè)置有用于對(duì)第二腔室124內(nèi)的分界面位置進(jìn)行測(cè)量的相界面測(cè)量裝置13。相界面測(cè)量裝置13可以設(shè)置在第一管體11內(nèi)部。相界面測(cè)量裝置13與第二腔室124之間設(shè)置有第二隔板14，第二隔板14沿豎直方向設(shè)置。當(dāng)?shù)诙皇?24中的汽水出現(xiàn)一個(gè)分界面后，相界面測(cè)量裝置13可以測(cè)量第二隔板14上汽水分界面的位置就可以準(zhǔn)確的確定蒸汽干度值的大小。

相界面測(cè)量裝置13上連接有扶正器15，該扶正器15可以設(shè)置在相界面測(cè)量裝置13于第一管體11之間，其用于對(duì)第二管體12、相界面測(cè)量裝置13其扶正作用，進(jìn)而提高相界面測(cè)量裝置13測(cè)量的精度。

在本實(shí)用新型蒸汽干度測(cè)量裝置中的壓力測(cè)量單元2可以為壓力傳感器，當(dāng)然的其它任何可以測(cè)量壓力的裝置或儀器均可以在本蒸汽干度測(cè)量裝置中使用，在此不作任何限制。

在本實(shí)用新型蒸汽干度測(cè)量裝置中的溫度測(cè)量單元3可以為溫度傳感器，當(dāng)然的其它任何可以測(cè)量溫度的裝置或儀器均可以在本蒸汽干度測(cè)量裝置中使用，在此不作任何限制。

控制單元4可以與蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力測(cè)量單元2、溫度測(cè)量單元3相電性連接，其用于接收蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力傳感器、溫度傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。具體而言，控制單元4可以包括控制器41和存儲(chǔ)器42，控制器41用于接收蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力傳感單元、溫度傳感單元的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，存儲(chǔ)器42用于對(duì)經(jīng)控制器41處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中蒸汽干度測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，蒸汽干度測(cè)量裝置中還可以包括用于為控制單元4供電的電源5，當(dāng)然的通過控制單元4，該電源5也可以間接的為蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力傳感器和溫度傳感器等供電。蒸汽干度測(cè)量裝置還可以包括保溫裝置5，電源5和控制單元4設(shè)置在保溫裝置5的內(nèi)部，當(dāng)然的，蒸汽干度測(cè)量單元1、壓力傳感單元、溫度傳感單元也可以部分的位于保溫裝置5內(nèi)部，為了能夠保證測(cè)量，僅測(cè)量單元中的感應(yīng)或測(cè)量元件位于保溫裝置5外部即可，如此可以保證上述部件不受蒸汽壓力、溫度、以及水汽的影響，進(jìn)而避免造成損傷。保溫裝置5可以為具有一定隔熱、抗壓、密封效果的殼體即可。在保溫裝置5的一端還可以連接有打撈頭7，其可以用于整個(gè)儀器在井下的上提或者下放。

本實(shí)用新型中蒸汽干度測(cè)量裝置可以一次完成注蒸汽井的溫度、壓力和蒸汽干度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，其能夠真實(shí)連續(xù)的反應(yīng)整個(gè)生產(chǎn)過程的蒸汽干度。其中，蒸汽干度測(cè)量裝置中的蒸汽干度測(cè)量單元1采用汽水分相式測(cè)量的方式，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠不受汽水流型流態(tài)影響，精度高，同時(shí)人工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

披露的所有文章和參考資料，包括專利申請(qǐng)和出版物，出于各種目的通過援引結(jié)合于此。描述組合的術(shù)語“基本由…構(gòu)成”應(yīng)該包括所確定的元件、成分、部件或步驟以及實(shí)質(zhì)上沒有影響該組合的基本新穎特征的其他元件、成分、部件或步驟。使用術(shù)語“包含”或“包括”來描述這里的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構(gòu)成的實(shí)施方式。這里通過使用術(shù)語“可以”，旨在說明“可以”包括的所描述的任何屬性都是可選的。

多個(gè)元件、成分、部件或步驟能夠由單個(gè)集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個(gè)集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個(gè)元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開“一”或“一個(gè)”并不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。

本說明書中的上述各個(gè)實(shí)施方式均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施方式之間相同相似部分相互參照即可，每個(gè)實(shí)施方式重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施方式不同之處。以上所述僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施方式，雖然本實(shí)用新型所揭露的實(shí)施方式如上，但所述內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型而采用的實(shí)施方式，并非用于限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施方式的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，仍須以所附權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。