一种用于流体检测的流体管、探头、流量计及其使用方法与流程

本发明涉及流体在线检测，特别涉及一种用于流体检测的流体管、探头、流量计及其使用方法。

背景技术：

1、磁共振(mr)技术作为一种主流的室内流体组分分析技术，其优势在于是一种非侵入、绿色环保、高效准确的测量手段，目前已被应用于工业现场进行复杂混相流体在线测量。在这一背景下发展起来的多相流核磁共振流量计首次实现了mr技术在油气计量领域的应用。磁共振技术不但可以用于油气生产计量，也可以应用在勘探试油作业中。试油试气是探明工业性油气流，查明油气藏特性，验证储层认识及解释正确性，评价油藏开发价值，确定开采工作制度的重要工艺，同时也是对含油气层位进行直接测试的首个环节。传统的试油试气的过程，是在进行油、水、气三相分离后分别对各相进行测量分析；而多相流核磁共振流量计在进行勘探试油作业时，无需对测试流体进行各相成分的分离即可得到流体中各组分的占比、流速等参数。

2、而在试油试气测试中，流量大和压力高是试油试气场景中最大的特点，也是多相流量计面临的最大挑战，在流体测试初期管道压力可达到35mpa以上，且在流量计应用时由于金属材料会隔绝或干扰核磁信号的发射和接收，因此目前所使用的流量计的流体管结构一般为非金属材料制作而成。

技术实现思路

1、本发明人发现，现有技术中使用非金属材料制作流量计的流体管，能够满足核磁信号的传输需求，但是非金属材料的强度和刚性较差，难以适应在试油试气过程中流量大、压力高的环境。

2、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于流体检测的流体管、探头、流量计及其使用方法。

3、第一方面，本发明实施例提供一种用于流体检测的流体管，包括外管及设置于所述外管内的内管；

4、所述内管采用非金属材料，所述外管采用非顺磁性金属材料；

5、所述外管两端设置有连接螺纹，用于与外部管汇连接，以使被检测流体从与所述外管一端连接的外部管汇流入所述流体管，并从另一端连接的外部管汇流出；

6、所述外管周向上开设有多个通孔，用于使外部天线发射的脉冲序列信号穿过所述通孔作用于被检测流体上，并使所述被检测流体产生的磁共振信号穿过所述通孔被所述天线检测到。

7、在一些可选的实施例中，所述内管采用陶瓷材料。

8、在一些可选的实施例中，所述外管采用铝合金材料。

9、在一些可选的实施例中，所述通孔均匀布设于所述外管圆周上，且所述通孔沿所述外管轴向的长度不小于外部天线管缠绕有天线的管段长度。

10、在一些可选的实施例中，所述外管内设置有凹槽，所述内管嵌入所述凹槽内，且所述内管的内径与所述外管未设置凹槽的管段的内径相等。

11、第二方面，本发明实施例提供一种用于流体检测的磁共振探头，包括：安装骨架、第一端盖与第二端盖及从外至内依次设置在所述安装骨架内的磁体环、天线管及上述的流体管；

12、所述安装骨架为圆筒形结构，所述第一端盖及第二端盖与所述安装骨架的两端相连；所述磁体环及流体管通过第一端盖与第二端盖固定于所述安装骨架内；

13、所述天线管套接在所述流体管上，所述天线管上缠绕有天线，且天线管上缠绕有天线的管段与所述流体管上设置有通孔的管段的位置对应设置。

14、在一些可选的实施例中，所述流体管穿过所述第一端盖与第二端盖通过连接螺纹与外部连接法兰相连，且所述连接法兰通过法兰固定盘固定于所述第一端盖上；

15、所述磁体环通过通杆固定于所述第一端盖与第二端盖上。

16、在一些可选的实施例中，所述安装骨架与所述磁体环之间设置有温控层。

17、在一些可选的实施例中，所述温控层包括：加热带和水循环管；所述加热带及水循环管缠绕于所述磁体环上。

18、在一些可选的实施例中，所述磁体环与所述天线管之间设置有隔温层。

19、第三方面，本发明实施例提供一种用于流体检测的流量计，包括：谱仪及上述的磁共振探头；

20、所述谱仪与所述磁共振探头电连接。

21、第四方面，本发明实施例提供一种流量计的使用方法，包括：

22、利用所述谱仪控制所述磁共振探头的天线发射脉冲序列信号及接收被检测流体产生的磁共振信号，并接收天线传输的磁共振信号以进行数据处理得到流体流量数据。

23、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

24、本发明实施例提供一种用于流体检测的流体管、磁共振探头、流量计及其使用方法，该流体管采用内外双层的结构设计，内管采用非金属材料，外管采用非顺磁性金属材料，且在外管圆周上开设有多个通孔，在流体管的外管开设有通孔的管段处形成了鼠笼式保护网结构，即在此段内管没有被外管完全包裹，形成了金属材料与非金属材料交替布置的结构；此种结构的设计能够使外部天线发出的脉冲序列信号穿过该通孔作用于被检测流体上以产生磁共振信号，同时被检测流体产生的磁共振信号穿过所述通孔传输至外部天线管处以被天线接收到；与传统的流体管采用非金属材料制成相比，本发明实施例中内外双层的结构设计加强了流体管整体的强度和耐压能力，能够适用于试油试气的高压工作环境，克服将流体管整体设置为非金属材料导致的流体管刚性差、强度低等问题，提高了流体管的强度和可靠性，同时设置鼠笼式保护网结构不会影响流体检测时天线信号的接收与发送，且能加强该段内管的强度。

25、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

26、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种用于流体检测的流体管，其特征在于，包括：外管及设置于所述外管内的内管；

2.如权利要求1所述的流体管，其特征在于，所述内管采用陶瓷材料。

3.如权利要求1所述的流体管，其特征在于，所述外管采用铝合金材料。

4.如权利要求1所述的流体管，其特征在于，所述通孔均匀布设于所述外管圆周上，且所述通孔沿所述外管轴向的长度不小于外部天线管缠绕有天线的管段长度。

5.如权利要求1-4任一所述的流体管，其特征在于，所述外管内设置有凹槽，所述内管嵌入所述凹槽内，且所述内管的内径与所述外管未设置凹槽的管段的内径相等。

6.一种用于流体检测的磁共振探头，其特征在于，包括：安装骨架、第一端盖与第二端盖及从外至内依次设置在所述安装骨架内的磁体环、天线管及如权利要求1-5任一所述的流体管；

7.如权利要求6所述的磁共振探头，其特征在于，所述流体管穿过所述第一端盖与第二端盖通过连接螺纹与外部连接法兰相连，且所述连接法兰通过法兰固定盘固定于所述第一端盖及第二端盖上；

8.如权利要求6所述的磁共振探头，其特征在于，所述安装骨架与所述磁体环之间设置有温控层。

9.如权利要求8所述的磁共振探头，其特征在于，所述温控层包括：加热带和水循环管；

10.如权利要求6所述的磁共振探头，其特征在于，所述磁体环与所述天线管之间设置有隔温层。

11.一种用于流体检测的流量计，其特征在于，包括：谱仪及如权利要求6-10任一所述的磁共振探头；

12.一种如权利要求11所述的流量计的使用方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种用于流体检测的流体管、探头、流量计及其使用方法，该流体管包括：外管及设置于外管内的内管；其中，内管采用非金属材料，外管采用非顺磁性金属材料；外管两端设置有连接螺纹，用于与外部管汇连接，以使被检测流体从与外管一端连接的外部管汇流入流体管，并从另一端连接的外部管汇流出；外管周向上开设有多个通孔，用于使外部天线发射的脉冲序列信号穿过通孔作用于被检测流体上，并使被检测流体产生的磁共振信号穿过通孔被天线检测到。该流体管设置为内外双层结构，且在外管圆周上设置有通孔，与传统流体管结构相比能够加强流体管整体的强度和耐压能力不会影响在进行流体检测时信号的接收与发送。

技术研发人员：陈冠宏,邓峰,陈诗雯,师俊峰,蒋卫东,赵瑞东,赵捍军,张喜顺,熊春明,雷群,王才,孙艺真
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23