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發(fā)中，需要對深埋地下的油、氣層情況進行精細分析和了解，主要手段是依靠打井，當(dāng)鉆穿過油、氣層時，就會有大量的可燃氣混入鉆井液中，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)的測量方法是利用色譜氣測儀，但它往往不能夠測量地下多層氣，其它測試方法還有用同位素來測量混合物的濃度，但由于放射性污染，限制了它的廣泛應(yīng)用。另外的如電測法、光測法、微波法、熱學(xué)法等都具有不同程度的缺陷。因此，有必要開發(fā)一種能夠準確測量油、水、氣混合物的超聲波測量系統(tǒng)及方法。

公開于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(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)實現(xiàn)要素：

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

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種超聲波測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以包括： 混合單元，通過所述混合單元獲取不同組分的油氣水混合物；測量單元，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間；以及處理單元，其連接到所述測量單元，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，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施例中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施例中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施例共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施例進行更詳細的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實施例中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量系統(tǒng)的示意圖。

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

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量方法的步驟的示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本發(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給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實施例1

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量系統(tǒng)的示意圖。

在該實施例中，根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量系統(tǒng)方法包括混合單元101、測量單元102以及處理單元103。通過混合單元101獲取不同組分的油氣水混合物；測量單元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間；處理單元103連接到測量單元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。

該實施例通過測量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準確測量。

下面詳細說明根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量系統(tǒng)。

混合單元

在一個示例中，可以通過混合單元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)明的一個實施例的超聲波測量系統(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，從而分別控制油、氣、水的流量?；旌先萜骺梢赃B接到所述油容器、氣容器以及水容器，在所述混合容器中對油、氣、水進行混合，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，其對所述混合容器中的油氣水混合物進行攪拌，從而使得混合容器中的油氣水混合物更加均勻。

測量單元

在一個示例中，測量單元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間。

優(yōu)選地，如圖2所示，測量單元102可以包括超聲波測量容器、加熱裝置、溫度傳感器和壓力傳感器以及多個超聲波探頭。欺詐，超聲波測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量容器的外層，加熱所述超聲波測量容器；溫度傳感器和壓力傳感器可以分別獲取所述超聲波測量容器的溫度和壓力；多個超聲波探頭設(shè)置在超聲波測量容器的兩側(cè)，分別發(fā)射和接收超聲波。

優(yōu)選地，測量單元102還可以包括排放口，排放口設(shè)置所述超聲波測量容器下方，從所述排放口排出經(jīng)超聲波測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量容器中，并進行密封。然后通過加熱裝置將油氣水混合物加熱到預(yù)定溫度和對應(yīng)的壓力，然后通過設(shè)置在超聲波測量容器的兩側(cè)的多個超聲波探頭分別發(fā)射和接收超聲波，獲得超聲波的縱橫波在超聲波測量容器中的傳播時間，同時將該預(yù)定溫度和對應(yīng)的壓力傳送給處理單元103。接下來，可以將油氣水混合物加熱到下一個預(yù)定溫度和對應(yīng)的壓力，并再次進行測量，如此重復(fù)多次。例如，可以設(shè)定溫度的步進值為5℃，則測量預(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量容器中的傳播時間。其中，經(jīng)加熱裝置加熱的預(yù)定溫度可以為0～100℃，超聲波測量容器的最大流體壓力可以為0～70mpa。

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

處理單元

在一個示例中，處理單元103可以連接到測量單元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，并通過所述超聲波測量容器一側(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所述超聲波測量容器另一側(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，計算不同溫度和/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，同時產(chǎn)生同步信號。該超聲波可以通過所述超聲波測量容器一側(cè)的超聲波探頭發(fā)射，并通過所述超聲波測量容器另一側(cè)的超聲波探頭接收。采集裝置可以采集超聲波測量容器另一側(cè)的超聲波探頭所接收的超聲波，通過前置放大器進行放大。然后，采集裝置基于從脈沖發(fā)生器發(fā)出的同步信號，計算當(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，在計算完不同比例的混合物后，還可以幫助用戶建立物性表單或者填入數(shù)據(jù)庫以方便查詢和應(yīng)用。

根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量系統(tǒng)通過測量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準確測量，并且實現(xiàn)無損測量。根據(jù)本發(fā)明的超聲波測量系統(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發(fā)研究油、水、氣混合物在地下的真實情況模擬提供合適的手段。

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

實施例2

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種超聲波測量方法，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。

該實施例通過測量不同溫度和/或壓力下的油氣水混合物的超聲波縱橫波傳播速度，實現(xiàn)油水氣混合物的聲波特性的準確測量。

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

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的改進，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施例。