0 引言
采用外径为28mm电导式相关流量计[1~3]已在垂直井中进行过大量的实验，该仪器现已获得推广应用。本文介绍的电导式相关流量计的外径为38mm，主要是针对水平井应用研制的，是水平井产液剖面测井组合仪的一个功能短节，也可单独作为流量含水率测量仪器使用，但仅能过油管使用。Ф38mm的仪器能够在井下完成数据采集及相关运算，并将渡越时间转换成频率（周期）实时传输到地面。同Ф28mm电导式相关流量计一样，该仪器采用集流的方式进行流量测量。
1 电导式相关流量计测量原理
进行互相关运算，互相关函数表达式为
（1）
互相关函数的峰值代表着两路流动噪声信号的最大相似，它所对应的 是流体流动噪声信号由上游传感器到下游传感器所经历的时间，称为渡越时间。
2 Φ38mm电导式相关流量计电路结构
该仪器的电路主要包含井下相关流量测量传感器激励源电路及信号处理电路、流量信号的预处理模块、含水信号的频率测量模块、中央处理器MC56F8323、系统输出模块、系统调试模块以及电源模块，结构框图如图1所示。其中，系统采集流量信号的A/D转换单元和测量含水信号频率的计数器单元均包含在中央处理器MC56F8323中。系统调试模块用于下载MC56F8323的程序，并对整机进行调试。预处理模块主要负责对井下传感器输出的上下游相关流量信号进行处理，包括射随电路、放大电路、分压电路、加法电路和限幅电路，结构如图2所示。所设计的仪器输出周期与相关流量渡越时间成反比（与相关流速成正比）。
3 在多相流模拟井水平条件下的实验
实验在大庆测试技术服务分公司检测中心的水平模拟井中油/水两相流下进行。根据电导传感器的特性及传感器内径，实验中含水率的配比范围为50%~95%，流量调节范围在为20~250m3/d。实验中计算机将仪器传输上来的周期（频率）信号进行实时采集，图3分别列举出Ф38mm电导式相关流量计在流量分别为20m3/d、40m3/d，含水率为50%下及流量分别为100m3/d、250m3/d，含水率为70%下的实时输出情况。根据图3可知，流量在20m3/d时所得到的输出结果的异常点较多，在其它含水率下也是这样，流量在40m3/d时所得到的输出结果的异常点大大减少，当流量在60m3/d以上时，特别在含水率为70%~95%范围内几乎没有异常点。通过对给定流量、含水率下的实时输出相关流量周期进行异常点剔除后求出平均输出周期，得到给定流量、含水率下对应的相关流量输出周期，进而获得不同含水率下标准流量与相关流量输出周期的关系（见图4）。图5给出了含水率在70%下标准流量与相关流量输出关系的重复实验。
4 实验结果分析
结合图3及其它所有实验数据，表明低流量下即20m3/d以下的测量结果的异常值较多。这可能由于流量较低，传感器内油水是分层流动，因此难以产生明显的流体流动噪声，所以相关结果会较差。在低流量下，可通过缩小传感器内径的办法提高测量效果。
从图4中可以看出，在40~250m3/d范围内，可在含水率95%下进行标定，如果不包括流量100m3/d以上、含水率60%以下的点在内，仪器的输出周期随着流量的增加而增加，流量同输出周期存在较好的线性关系。进行线性拟合后线性相关系数在0.999以上，表明该仪器能够正确的体现出相关流速和流量的对应关系。对图4进一步分析可知，当流量在80m3/d以上、含水率70%~95%范围内，在同一流量下，仪器输出周期随含水率的增加略有增加，但都在拟合直线附近，相差很小，相对于满量程的最大线性误差在3%以内（不包括图4中的流量为100m3/d、含水率为50%及60%的点在内）。实验中也发现，100m3/d以上、含水率在60 以下时，仪器输出周期有时严重偏低，如在100m3/d、含水率在50%~60%（见图4），仪器的输出周期比80m3/d时的输出周期还低，对于造成这种现象的原因有待于进一步分析和实验来说明。图5给出了在含水率70%下的仪器重复实验结果，可以看出2次实验结果近于重合，重复误差不超过2%，表明仪器具有很好的重复性。
5 结论
（1）传感器内油水分层流动，会造成低流量下即20m3/d以下的测量结果的异常值较多。
（2）流量在20~250m3/d范围内，不包括流量100m3/d以上、含水率60%以下的点在内，仪器输出周期同流量存在较好的线性关系。
（3）当流量在80m3/d以上、含水率70%~95%范围内，在同一流量下，仪器输出周期随含水率的增加略有增加，但都在拟合直线附近，相差很小，最大线性误差在3%以内。
（4）由于没有转动部件和可动部件，保证了该仪器具有稳定的重复性，重复误差不超过2%。
参考文献
[1] 刘兴斌，胡金海，等.电导式相关流量计应用于油井井下流量测量[J].仪器仪表用户，2001，3（3）：8-12.
[2] 胡金海，刘兴斌，等.用于井下油水两相流的新型流量计[J].测井技术，1999，25（2）：292-295.
[3] 胡金海，刘兴斌，等.一种同时测量流量及含水率的电导传感器[J].测井技术，2002，26（2）：154-158.
