基于声速补偿的井下超声流量计研制及应用

来源：电子测量技术杂志2025年第18期北京时间：

作者：左凯

单位：中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司海洋完井重点实验室 天津 300450

摘要：本文针对井下复杂工况下油水两相的流量测量问题，开发了一种基于声速补偿的超声多普勒流量计。通过建立基于多普勒效应的一维流速剖面测量模型和基于脉冲回波强度的声速测量模型，并结合分层积分原理构建了声速补偿的流量测量模型,以实现流速剖面的自适应重构和流量的高精度测量。在此基础上，设计了适用于井下高温高压环境的超声波换能器及高速激励接收控制板，并利用数字信号处理技术实现了流量的在线解调。同时，为保障井下高温高压条件下的可靠工作，对测量管段进行了结构与密封设计。最终形成了井下流量测试样机。实验结果表明，该流量测量模块在实验室环境下的测量误差小于1%，且能够快速响应流体波动，能够在井下125℃和60 MPa的极端条件下稳定工作。该技术应用于渤海油田矿场油井，实测流量误差小于3%。未来智能油田井下测调场景，本技术可广泛接入智能化测控系统，为智能油田建设提供技术支持。

关键词：超声脉冲多普勒;脉冲回波强度;流速剖面;声速补偿;流量测量;智能油田