电磁波持水率传感器的研究与实验.pdf

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1、2012年第31卷第10期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)27电磁波持水率传感器的研究与实验魏勇，余厚全，陈强，汤天知，刘国权，屈凡(1．长江大学电子信息学院。湖北荆州434023；2．中国石油集团测井有限公司，陕西西安710077)摘要：持水率传感器是生产测井中检测油井中原油持水率的关键装置。为了解决常规持水率计在高含水条件下分辨率低的问题，分析了传输线上电磁波的传播特性，推导了在混合波模式下传输线终端电磁波幅度和相位与介电常数的关系，从理论上说明了基于电磁波幅度特性检测介电常数方法的不可行性和基于电磁波相位特性检测介

2、电常数的可行性。在此基础上进行了实验研究，实验结果与理论分析一致，相关的数据和结论对后续阵列成像电磁波持水率传感器的结构设计有实际参考价值。关键词：电磁波；持水率；传感器；高含水；介电常数中图分类号：P631．84文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)10-0027-04ResearchandexperimentonelectromagneticwavewaterholdupsensorWEIYong，YUHou—quan，CHENQi~ng，TANGTian．zhi，LIUGuo．quan，QUFan'(1．SchoolofElectronics&Inform

3、ation，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，China；2．ChinaPetroleumLoggingColad，Xi’sn710077，China)Abstract：Waterholdupsensoriskeyunitinproductionloggingwhichisusedtodetectwaterholdupofcrudeoilinwells．Inordertosolvetheproblemcflowresolutionintheconventionalwaterholdupinstrumentunderfiecondition0fhi

4、gh~atercontent，propagationcharacteristic0felectromagneticwaveOntransmissionhreisanalyzed，relationshipbetweenlhedielectricconstantandfieaInplitudeandphaseofelectromagneticwaveattieendofthelransmissionlinewhenitworkunderhybridwavemodeisdeduced．Theresearchshowsthat1hemethodbased(1theamplitudech

5、aracteroftheelectromagneticwaveisn’tfeasibleformeasuringdielectricconstant．butitcanbemeasuredbyphasecharacter．ExperimentalyesearehiscarriedoutCllthisbasis，experimentalresuhsareconsistentwilhthetheoreticalanalysis．therelevantdataandconclusionhapracticalreferencevaluefofiestructuraldesignofthe

6、subsequentanayimagingelectromagneticwavewaterholdupsensor．Keywords：electromagneticwave；waterholdup；sensor；highwatercontent；dielectricconstant0引言文献[4，5]给出了一种基于同轴线电磁波特性测量介持水率传感器是生产测井中检测油井中原油持水率的电常数的方法，认为电磁波在传输线上发生的相移与行波关键装置。目前测量原油持水率的方法主要可分为取样型相移因子呈线性关系。这是一种当负载阻抗与传输线的和连续型。由于取样的随机性较大，因此，造成取样式特性

7、阻抗匹配时传输线仅有单向行波时的特殊情况。由于测量持水率的误差较大。连续型持水率测量主要有密度流经同轴线内外导体间油水介质的介电常数和特性阻抗均法，短波吸收法，微波法，阻抗法，电容法。由于国外油田含会随着油水的比例变化而变化，故当负载一定时，传输线通水率一般较低，主要采用电容法和阻抗法J。现在国内常工作在?昆合波模式。本文对基于传输线上电磁波特性检油田大部分进入开发后期，综合含水率都已经达到了8O％测介电常数的方法进行了理论分析，推导出在混合波模式以上。因此，国外持水率测量仪表和技术不适于在