本發(fā)明涉及油氣勘探領(lǐng)域，更具體地，涉及一種超聲波測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在油氣勘探領(lǐng)域，在石油勘探和石油開(kāi)發(fā)中，需要對(duì)深埋地下的油、氣層情況進(jìn)行精細(xì)分析和了解，主要手段是依靠打井，當(dāng)鉆穿過(guò)油、氣層時(shí)，就會(huì)有大量的可燃?xì)饣烊脬@井液中，形成混合物，氣體物質(zhì)的主要成分有甲烷、乙烷、丙烷和/或丁烷等，還有少量其它氣體如氫、氮、二氧化氮、硫化氫等。了解這些混合物就可以知道地下地質(zhì)情況。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是利用色譜氣測(cè)儀，但它往往不能夠測(cè)量地下多層氣，其它測(cè)試方法還有用同位素來(lái)測(cè)量混合物的濃度，但由于放射性污染，限制了它的廣泛應(yīng)用。另外的如電測(cè)法、光測(cè)法、微波法、熱學(xué)法等都具有不同程度的缺陷。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種能夠準(zhǔn)確測(cè)量油、水、氣混合物的超聲波測(cè)量系統(tǒng)及方法。

公開(kāi)于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種超聲波測(cè)量系統(tǒng)及方法，其能夠通過(guò)測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實(shí)現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準(zhǔn)確測(cè)量。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種超聲波測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以包括： 混合單元，通過(guò)所述混合單元獲取不同組分的油氣水混合物；測(cè)量單元，其連接到所述混合單元，調(diào)節(jié)油氣水混合物的溫度和/或壓力，測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播時(shí)間；以及處理單元，其連接到所述測(cè)量單元，獲取不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種超聲波測(cè)量方法。所述方法可以包括：獲取不同組分的油氣水混合物；調(diào)節(jié)油氣水混合物的溫度和/或壓力，測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播時(shí)間；以及獲取不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施例中將是顯而易見(jiàn)的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實(shí)施例中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超聲波測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量方法的步驟的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實(shí)施例1

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。

在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量系統(tǒng)方法包括混合單元101、測(cè)量單元102以及處理單元103。通過(guò)混合單元101獲取不同組分的油氣水混合物；測(cè)量單元102連接到所述混合單元101，調(diào)節(jié)油氣水混合物的溫度和/或壓力，測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播時(shí)間；處理單元103連接到測(cè)量單元102，獲取不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。

該實(shí)施例通過(guò)測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實(shí)現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準(zhǔn)確測(cè)量。

下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量系統(tǒng)。

混合單元

在一個(gè)示例中，可以通過(guò)混合單元101獲取不同組分的油氣水混合物。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的超聲波測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。優(yōu)選地，如圖2所示，混合單元101可以包括油容器、氣容器以及水容器和混合容器。油容器、氣容器以及水容器分別容納油、氣、水，油容器、氣容器以及水容器分別具有流量計(jì)，從而分別控制油、氣、水的流量。混合容器可以連接到所述油容器、氣容器以及水容器，在所述混合容器中對(duì)油、氣、水進(jìn)行混合，從而獲取油氣水混合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，油容器、氣容器以及水容器中的油、氣、水可以為本領(lǐng)域已知的各種常規(guī)油、氣、水，例如，氣體可以有甲烷、乙烷、丙烷和/或丁烷等，以及其它氣體如氫、氮、二氧化氮、硫化氫等。

優(yōu)選地，混合容器可以具有電機(jī)，其對(duì)所述混合容器中的油氣水混合物進(jìn)行攪拌，從而使得混合容器中的油氣水混合物更加均勻。

測(cè)量單元

在一個(gè)示例中，測(cè)量單元102可以連接到混合單元101，調(diào)節(jié)油氣水混合物的溫度和/或壓力，測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播時(shí)間。

優(yōu)選地，如圖2所示，測(cè)量單元102可以包括超聲波測(cè)量容器、加熱裝置、溫度傳感器和壓力傳感器以及多個(gè)超聲波探頭。欺詐，超聲波測(cè)量容器可以連接到所述混合單元，容納油氣水混合物；加熱裝置可以包裹超聲波測(cè)量容器的外層，加熱所述超聲波測(cè)量容器；溫度傳感器和壓力傳感器可以分別獲取所述超聲波測(cè)量容器的溫度和壓力；多個(gè)超聲波探頭設(shè)置在超聲波測(cè)量容器的兩側(cè)，分別發(fā)射和接收超聲波。

優(yōu)選地，測(cè)量單元102還可以包括排放口，排放口設(shè)置所述超聲波測(cè)量容器下方，從所述排放口排出經(jīng)超聲波測(cè)量后的油氣水混合物。

具體地，可以將混合單元101中的油氣水混合物注入超聲波測(cè)量容器中，并進(jìn)行密封。然后通過(guò)加熱裝置將油氣水混合物加熱到預(yù)定溫度和對(duì)應(yīng)的壓力，然后通過(guò)設(shè)置在超聲波測(cè)量容器的兩側(cè)的多個(gè)超聲波探頭分別發(fā)射和接收超聲波，獲得超聲波的縱橫波在超聲波測(cè)量容器中的傳播時(shí)間，同時(shí)將該預(yù)定溫度和對(duì)應(yīng)的壓力傳送給處理單元103。接下來(lái)，可以將油氣水混合物加熱到下一個(gè)預(yù)定溫度和對(duì)應(yīng)的壓力，并再次進(jìn)行測(cè)量，如此重復(fù)多次。例如，可以設(shè)定溫度的步進(jìn)值為5℃，則測(cè)量預(yù)設(shè)值為：0℃，5℃，10℃，15℃，20℃……這樣，可以得到多組預(yù)定溫度和壓力，以及相應(yīng)的超聲波縱橫波在超聲波測(cè)量容器中的傳播時(shí)間。其中，經(jīng)加熱裝置加熱的預(yù)定溫度可以為0～100℃，超聲波測(cè)量容器的最大流體壓力可以為0～70mpa。

在測(cè)量結(jié)束后，可以通過(guò)排放口排出經(jīng)超聲波測(cè)量后的油氣水混合物。

處理單元

在一個(gè)示例中，處理單元103可以連接到測(cè)量單元102，獲取不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。

優(yōu)選地，處理單元103可以包括脈沖發(fā)生器和采集裝置。脈沖發(fā)生器可以產(chǎn)生超聲波和同步信號(hào)，并通過(guò)所述超聲波測(cè)量容器一側(cè)的超聲波探頭發(fā)射超聲波；采集裝置可以放大并采集通過(guò)所述超聲波測(cè)量容器另一側(cè)的超聲波探頭接收的超聲波，獲取所述脈沖發(fā)生器發(fā)出的同步信號(hào)，計(jì)算不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。

具體地，脈沖發(fā)生器可以是高壓脈沖發(fā)生器，其產(chǎn)生超聲波，同時(shí)產(chǎn)生同步信號(hào)。該超聲波可以通過(guò)所述超聲波測(cè)量容器一側(cè)的超聲波探頭發(fā)射，并通過(guò)所述超聲波測(cè)量容器另一側(cè)的超聲波探頭接收。采集裝置可以采集超聲波測(cè)量容器另一側(cè)的超聲波探頭所接收的超聲波，通過(guò)前置放大器進(jìn)行放大。然后，采集裝置基于從脈沖發(fā)生器發(fā)出的同步信號(hào)，計(jì)算當(dāng)前溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。此外，在計(jì)算完不同比例的混合物后，還可以幫助用戶(hù)建立物性表單或者填入數(shù)據(jù)庫(kù)以方便查詢(xún)和應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實(shí)現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準(zhǔn)確測(cè)量，并且實(shí)現(xiàn)無(wú)損測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的超聲波測(cè)量系統(tǒng)可以模擬地下不同壓力，不同溫度狀況下的地下油、水、氣混合物的聲波特性，為石油勘探和石油開(kāi)發(fā)研究油、水、氣混合物在地下的真實(shí)情況模擬提供合適的手段。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述的目的僅為了示例性地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實(shí)施例限制于所給出的任何示例。

實(shí)施例2

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種超聲波測(cè)量方法，所述方法可以包括：步驟301，獲取不同組分的油氣水混合物；步驟302，調(diào)節(jié)油氣水混合物的溫度 和/或壓力，測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播時(shí)間；以及步驟303，獲取不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度。

該實(shí)施例通過(guò)測(cè)量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實(shí)現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準(zhǔn)確測(cè)量。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述的目的僅為了示例性地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實(shí)施例限制于所給出的任何示例。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的改進(jìn)，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。