專利名稱：折射率工具及方法
技術領域：
本文所公開的主題的實施例主要涉及方法及系統，并且更具體地涉及用于辨別各種井流體的機構及技術。
背景技術：
化石燃料仍是主要的經濟驅動因素。因此，對開發(fā)新的化石燃料生產地點的興趣繼續(xù)保持強烈。在新化石燃料生產地點的開發(fā)中，可能會鉆井。化石燃料井可包括不同的流體，包括油、水和氣體?？赡芷谕氖?，在新生產地點的開發(fā)中評估井中的流體混合。在評估井中的流體混合時，可能會遇到惡劣的環(huán)境條件。例如，井中的壓力可升高到且甚至超過一萬五至兩萬(15，000-20，000)磅/平方英寸，而溫度可升高到且甚至超過一百八十(180)攝氏度。因此，用于評估井中流體的混合的當前技術通常適于此類惡劣環(huán)境條件。用于評估井中流體混合的當前技術的實例可包括電容和電阻陣列傳感器。然而， 用于評估井中流體混合的方法的范圍是受限的。因此，可能期望的是，提供一種用于辨別各種井流體的新穎方式。

發(fā)明內容
根據一個示例性實施例，存在一種用以辨別多種流體的折射率工具。該折射率工具包括構造成用以生成波的波源；構造成用以從波源接收波的透明桿；以及構造成用以從透明桿接收波的波檢測器。波源提供在透明桿的第一端處，而波檢測器提供在透明桿的第一端或第二端處，以便由波源所發(fā)出的波傳播穿過透明桿并在到達波檢測器之前經歷全內部折射。折射率工具構造成用以測量由波檢測器接收到的波的強度，該波強度與透明桿的折射率和透明桿浸沒于其中的流體的折射率相關，透明桿的折射率高于透明桿浸沒于其中的流體的折射率。根據又一示例性實施例，存在一種傳感器裝置，其構造成用以附接到線纜上來降下到具有高溫和/或高壓的井中。傳感器裝置包括第一傳感器；以及折射率工具。折射率工具包括構造成用以生成波的波源；構造成用以從波源接收波的透明桿；以及構造成用以從透明桿接收波的波檢測器。波源提供在透明桿的第一端處，而波檢測器提供在透明桿的第一端或第二端處，以便由波源所發(fā)出的波傳播穿過透明桿并在到達波檢測器之前經歷全內部折射。折射率工具構造成用以測量由波檢測器接收到的波的強度，該波強度與透明桿的折射率和透明桿浸沒于其中的流體的折射率相關，透明桿的折射率高于透明桿浸沒于其中的流體的折射率。根據又一示例性實施例，存在一種電子電路，其包括用以執(zhí)行辨別多種流體的方法的處理器。該方法包括使用波源生成波的步驟，波從波源接收到透明桿中；從透明桿將波接收到波檢測器中的步驟；以及測量由波檢測器接收到的波的強度的步驟。波強度與透明桿的折射率和透明桿浸沒于其中的流體的折射率相關，透明桿的折射率高于透明桿浸沒于其中的流體的折射率。
根據又一示例性實施例，存在一種用于組裝折射率工具以辨別多種流體的方法。 該方法包括將構造成用以生成波的波源附接到透明桿上；將構造成用以從波源接收波的波檢測器附接到透明桿上；將波源和波檢測器連接到電子電路上；以及將波源、波檢測器和電子電路安置在殼體內。折射率工具構造成用以測量由波檢測器接收到的波的強度，波強度與透明桿的折射率和透明桿浸沒于其中的流體的折射率相關，且透明桿的折射率高于透明桿浸沒于其中的流體的折射率。


并入說明書中且構成其一部分的附圖示出了一個或多個實施例，且結合說明一起闡述了這些實施例。在附圖中圖1為示出全內部折射現象的簡圖。圖2為根據一個示例性實施例的折射率工具的簡圖。圖3為根據另一示例性實施例的包括折射率工具的裝置的簡圖。圖4為根據另一示例性實施例的折射率工具的簡圖。圖5為根據另一示例性實施例的折射率工具的簡圖。圖6為根據另一示例性實施例的折射率工具的簡圖。圖7為根據另一示例性實施例的折射率工具的簡圖。圖8為根據另一示例性實施例的折射率工具的簡圖。圖9為根據示例性實施例的用于制造折射率工具的方法的流程圖。
具體實施例方式對示例性實施例的以下描述參照附圖。不同示圖中的相同參考標號表示相同或相似的元件。如下詳細描述并不限制本發(fā)明。作為替代，本發(fā)明的范圍由所附權利要求限定。 為了簡單起見，關于用于辨別化石流體井中的各種流體的機構和技術的措辭和結構描述了以下實施例。然而，將在下文描述的實施例不限于此種應用，而是可應用于期望可辨別各種流體的其它環(huán)境。整個說明書所涉及的"示例性實施例"或"另一示例性實施例"意指結合實施例描述的具體特征、結構或特點包括在所公開的主題的至少一個實施例中。因此，出現在整個說明書中不同位置的短語"在示例性實施例中"或"在另一示例性實施例中"不必指的是同一實施例。此外，具體的特征、結構或特點可以任何適合的方式結合到一個或多個實施例中。說明書中將涉及折射率和全內部折射。作為背景，折射率可為表示給定介質中的光速的數值。從一種材料(例如，玻璃)傳遞至具有較低反射率的第二材料(例如，油)中的光可取決于入射角而轉向。即是說，如圖1中所示，源于例如具有折射率nl的介質10且相對于軸線N法線(例如，大致垂直于介質10與介質12之間的界面13)以入射角α 傳播的光線14可在進入例如第二介質12時轉向(角ci2不同于α 1)，其中，第二介質12可具有較低的折射率η2。公知的是，折射角α 和0 2相對于彼此為1118^1((11) =n2sin(a2)0 在稱為臨界角a 的特定入射角下，光線16的角a 2變?yōu)?0度，而折射線可掠過第一介質的表面，保留在第一介質內。如圖ι中所示，源于第一介質 ο且具有等于臨界角的入射角的此種光線16可具有為90度的折射角和折射線16。對于以大于臨界角的入射角傳播的線18而言，所有光都可反射回第一介質中。如圖1中所示，源于第一介質10且具有大于臨界角的入射角的光線18可在第一介質10中完全反射。這種效果稱為全內部反射(TIR)。 假定光源置于第一介質10中，則TIR的條件為第二介質12的折射率小于第一介質10的折射率。因此，從光源發(fā)出的部分光14逸出第一介質10，同時由光源發(fā)出的部分光16和18 保持在第一介質10內。IlR的這些特性在以下實施例中用于在可存在于井內的各種介質之間辨別。根據示例性實施例，油井或類似環(huán)境中流體的折射率可通過使用新型折射率工具來測量。油井中流體的折射率可用于辨別井中的各種流體，包括油、水和氣體。折射率工具可足夠小，使得多個單元可用于獲得井中各種流體的成分的圖像，尤其是非垂直井，在其中例如任何氣體都將自然地分離以形成井中的最頂層。換言之，可期望的是包括圍繞降下井中的線纜或線路圓周的許多折射率工具，因為例如在非垂直井中，氣相、水相和油相可分離并占據井孔的不同部分。根據圖2中所示的示例性實施例，折射率工具200可包括波源212(如光源)、布置成面對波源212且接收由波源212發(fā)出的至少一部分波的透明桿214。用語"透明"在這里用于指示桿容許由波源212所發(fā)出的波的傳播，也即桿對于波而言是可穿透的。因此，桿 214不應當狹隘地理解為僅對于肉眼是透明的。在一種應用中，桿214可對于人眼是透明的，但對于其它應用，桿214對于人眼不是透明的，但對于由波源212發(fā)出的波是可穿透的。 波源212可為電磁波源，包括但不限于可見光、紅外線等。波檢測器216(如光檢測器)提供在透明桿214的一端處，用于接收由波源212所發(fā)出的傳播穿過桿214之后的部分波。電子電路218提供成與波源212和波檢測器216中的一個或多個進行電性通信。 這些元件中的所有或部分可提供在殼體220內。然而，對于利用TIR的特性而言，桿214的至少一部分可提供在殼體外，以便該部分可直接地接觸井內的流體。在一種應用中，折射率工具200其長度可在二( 至十六(16)厘米之間。在另一實施例中，折射率工具的長度可小于或大于在二(2)至十六(16)厘米之間。在圖3中所示的另一示例性實施例中，折射率工具304可為具有其它傳感器302的裝置300的一部分。例如，如上文談到的那樣，折射率工具可為具有其它折射率工具的裝置的一部分，以便在油井或類似環(huán)境中的不同點處測量流體的折射率。作為另一實例，折射率工具可為具有不同傳感器(例如，流量傳感器、電介質傳感器等)的裝置的一部分。此外，折射率工具可用作另一信息源，支持由不同傳感器采集到的信息，從而加到可在井上的測試期間采集到的信息上。轉到圖2，波源212可以大角度生成波(例如，亮光)。因此，相對于作為實例的光， 光線可從波源沿許多不同方向照射。波源可為單一頻率或波長的波源。在其它示例性實施例中，多波長可用于通過使用不同頻率的波源(利用寬帶波檢測器)或通過使用寬帶波源 (利用鑒頻波檢測器)來從井流體中得出更多信息。透明桿214可為U形彎曲透明桿，且可由硼硅酸玻璃形成。在另一示例性實施例中，透明桿可由其它材料形成，如玻璃或特殊塑料或傳遞波的其它材料，只要該材料能經受井中的惡劣環(huán)境。U形彎曲透明桿其長度可在一⑴至四(4)厘米之間。U形彎曲透明桿可具有一(1)厘米的半徑。在其它示例性實施例(其中的一些在下文描述)中，透明桿214 可具有不同的形狀和尺寸。波源212可定位在U形彎曲透明桿的第一端處，使得可引導波
6穿過U形彎曲透明桿。如圖2中所示，波檢測器216可定位在U形彎曲透明桿的第二端處。波檢測器216 可構造成用以提供與沖擊波檢測器216的波的強度相關的電輸出。如上文所述，在其它示例性實施例中，多波長可用于通過使用寬帶波檢測器(利用不同頻率的波源)或鑒頻檢測器(利用寬帶波源)來從井流體中得出更多信息。電子電路218可連接到波源212和波檢測器216上。電子電路218可包括處理器 222和儲存裝置224，例如存儲器。電子電路218的處理器222可控制波源212的發(fā)射、發(fā)光時間，可將來自于波檢測器216的電輸出編碼以便采集和分析，且還可執(zhí)行對所收集數據的分析。波檢測器216的編碼電輸出可儲存在儲存器224中，隨后從儲存器2M中找回，例如在折射率工具從井中取回時，以及然后予以分析并顯示在屏幕上。在另一示例性實施例中，編碼電輸出可經由有線或無線連接從折射率工具200傳輸至遠程位置來用于初期(例如，實時)分析并顯示在計算機屏幕上。殼體220可包括波源212、波檢測器216、電子電路218和一部分桿214。U形透明桿214可安裝成使得U形透明桿的兩端可容納在殼體220內。殼體220可密封，且可防止流體(例如，油或水)到達波源212、波檢測器216、電子電路218以及任何其它電子設備。 殼體220可為不透明的。殼體220可包括用以操作波源212、波檢測器216和電子電路218 的電池。在另一示例性實施例中，殼體可收容來自遠距離電源的電導線，以便向波源、波檢測器和電子電路供電。圖4為根據另一示例性實施例的實際折射率工具400的簡圖，其中波檢測器、電子電路和殼體未示出，以便有助于描述折射率工具400的操作。現在描述圖2和圖4中的折射率工具200和400的操作。折射率工具200或400可浸沒于待測試的流體中。例如，這可為存在于油井中的流體(液體、氣體或它們的組合)。如上文所述，折射率工具可為具有其它傳感器的裝置的一部分，或為附加的折射率工具、不同的傳感器，或兩者。在油井鉆探繩索可被移除之后，包括折射率工具的裝置可降下井中，且該折射率工具可經配置且然后如下文所述那樣進行測量井中流體的折射率。光源212或412可生成波，且可連接到透明桿214或414上。透明桿可接收來自于波源的波，且可連接到波檢測器216上。波檢測器可接收來自于透明桿的波。折射率工具可測量由波檢測器接收到的波的強度。波的強度與透明桿的折射率和透明桿浸沒于其中的流體的折射率相關。由于透明桿并未包覆以將波收納在其內部，故部分波逸出透明桿而不會到達波檢測器。當滿足全內部折射的適當條件(例如，透明桿的適合形狀、介質和桿的折射率之間的正確關系)時，則一些波(例如，光)由于全內部折射而沿著透明桿的形狀并到達波檢測器。因此，到達波檢測器的波的強度取決于桿浸沒于其中的介質。下文將更為詳細描述該過程。波源212或412可以大角度生成波(例如，亮光)，且大部分波可在波源附近離開透明桿214或414。然而，假定透明桿具有高于井中流體的折射率，則一些波即使在桿彎曲時也可保持在桿214內，且因此這些波可由于全內部反射現象而由波檢測器216所接收。轉到圖2，示出了兩條示例性波線2 和228。第一波線2 示為以小于透明桿214和透明桿 214浸沒于其中的流體的臨界角的角度撞擊透明桿214的內壁。因此，第一光線2 離開透明桿214而吸收到透明桿214浸沒于其中的流體中。第二光線2 示為以大于透明桿214 和透明桿214浸沒于其中的流體的臨界角的角度撞擊透明桿214的內壁。因此，第二光線 2 始終以一系列中繼段(hop)而反射到達波檢測器216。上文參照第一線2 和第二線2 描述的臨界角取決于透明桿214和透明桿214 浸沒于其中的流體的折射率的比例。透明桿214的折射率可由透明桿214材料的性質確定， 而透明桿浸沒于其中的流體的折射率可在對應于氣體的大約1、對應于水的大約1. 3，以及對應于油的大約1. 5之間變化。透明桿浸沒于其中的流體的折射率越高，則臨界角越大，且由波檢測器216接收到的波便越少。應當注意的是，由于井中環(huán)境惡劣，故在透明桿114移動至例如氣體中時，例如任何油都可燒掉透明桿114。因此，避免在使工具浸沒于氣體中時其被油所污染的可能問題。轉到圖4，現在參照三種不同流體來描述透明桿414的浸沒。首先，透明桿414可浸沒于氣體(氧氣)中。波源412可生成波，該波可接收到透明桿414的第一端41 中。透明桿414的第二端414b是可定位波檢測器(未示出)的位置。透明桿414的第二端414b 可接收高強度的波。這歸因于基于透明桿和氣體的折射率(η = 1)的小臨界角。接下來，透明桿414可浸沒于水中。波源412可生成波，該波可接收到透明桿414 的第一端中。相比于透明桿浸沒于氣體中時，透明桿414的第二端可接收強度更小的波。這歸因于較大的臨界角，該臨界角基于透明桿和水的折射率(n = 1. 3)。接下來，透明桿414可浸沒于油中。波源412可生成波，該波可接收到透明桿414 的第一端中。相比于透明桿浸沒于水中時，透明桿414的第二端可接收強度更小的波。這歸因于較大的臨界角，該臨界角基于透明桿和油的折射率(η = 1.5)?；谝陨先齻€實例， 注意的是，臨界角越大，則到達檢測器的波的強度便越小。圖5為根據另一示例性實施例的折射率工具500的簡圖。折射率工具500的各種元件和操作類似于圖2和圖4中的折射率工具200和400的元件和操作。因此，為了簡潔起見，將不會重復對這些相似元件和操作的描述。折射率工具500可包括波源512、透明桿514和波檢測器516。透明桿514可定形為使得第一端51 可通向彎曲部分514b中，且然后通向鄰近第一端51 的第二端5Hc 中。應當注意的是，透明桿可為任何適合的形狀，包括V形、W形或甚至幾乎是直線。然而， 非彎曲形狀例如會浪費光。如果透明桿例如具有V形，則形成銳角的V區(qū)可包覆以防止波在該區(qū)散失。涂層可有選擇地用于覆蓋形狀不同于V形的桿的部分。轉到圖5，波源512可定位在透明桿514的第一端51 處，使得可將波引導至透明桿514中。波檢測器516可定位在透明桿514的第二端5Hc處，以便從透明桿514接收波。折射率工具500可測量由波檢測器516接收到的波的強度。波的強度可與透明桿的折射率和透明桿514浸沒于其中的流體的折射率相關。由于透明桿514的彎曲形狀，故波源512和波檢測器516可直接地定位成彼此靠近。因此，折射率工具700在尺寸上可為緊湊的。圖6為根據另一示例性實施例的折射率工具600的簡圖。折射率工具600的各種元件和操作類似于圖2和圖4中的折射率工具200和400的元件和操作。因此，為了簡潔起見，將不會重復對這些相似元件和操作的描述。折射率工具600可包括波源612、透明桿614和波檢測器616。透明桿614可為彎曲的。因此，波源612和波檢測器616可布置成以便例如在波源612與波檢測器616之間除穿過透明桿614的通路之外存在較少光通路或沒有光通路。波源612和波檢測器616可收容在相同的殼體中。折射率工具600還可包括位于透明桿614第二端處的反射端件640。 反射端件可為鍍銀的。波源612可定位在透明桿的第一端處，使得波可引導至透明桿614。 反射端件640可將波反射回到透明桿614中(來自于波源612)。波檢測器616也可定位在透明桿的第一端處，以便從透明桿614接收波(由反射端件640所反射)。折射率工具600 可測量由光檢測器616接收到的波的強度。波的強度可與透明桿的折射率和透明桿614浸沒于其中的流體的折射率相關。由于沒有近乎整圓的透明桿，故折射率工具600其尺寸可為緊湊的。然而，透明桿614可具有至少一個彎曲部分以利用全內部折射。圖7為根據另一示例性實施例的折射率工具700的簡圖。折射率工具700的各種元件和操作類似于圖2和圖4中的折射率工具200和400的元件和操作。因此，為了簡潔起見，將不會重復對這些相似元件和操作的描述。折射率工具700可包括波源712、透明桿714和波檢測器716。透明桿714可為彎曲的。因此，波源712和波檢測器716可布置成以便例如在波源712與波檢測器716之間除透明桿714之外存在較少或沒有直接的光通路。波源712和波檢測器716可收容在相同的殼體中。折射率工具700還可包括位于透明桿714的第二端處的磷涂層端件740。波源 712可定位在透明桿的第一端處，使得諸如紫外光的非可見波可引入透明桿714中。磷涂層端件740可將非可見波從透明桿714 (來自于波源71 轉變成可見波，如可見光，且使這種可見波返回至波檢測器716。波檢測器716也可定位在透明桿的第一端處，以便接收可見光 (來自于磷涂層端件740)。波檢測器716可能對諸如紫外光的非可見波敏感。因此，即使來自于波源的波直接地到達波檢測器716，由于波檢測器716對于由波源712所直接發(fā)出的波并不敏感，故不會影響波檢測器716的讀數。折射率工具700可測量由波檢測器716接收到的波的強度。波的強度可與透明桿的折射率和透明桿714浸沒于其中的流體的折射率相關。由于沒有近乎整圓的透明桿，故折射率工具700其尺寸可為緊湊的。由于非可見波轉變成可見波，故波源712和波檢測器716的光隔離可更容易實現。圖8為根據另一示例性實施例的折射率工具800的簡圖。折射率工具800的各種元件和操作類似于圖2和圖4中的折射率工具200和400的元件和操作。因此，為了簡潔起見，將不會重復對這些相似元件和操作的描述。折射率工具800可包括波源812、透明桿814和波檢測器816。透明桿816可為彎曲的。折射率工具800還可包括定位在透明桿814內的毛細管840。毛細管840可大到足以容納將在下文闡述的導線。波源812可定位在透明桿的第二端處，使得可將波引導到透明桿814中。波源812可為一個或多個LED燈。波源812可經由安置成穿過毛細管840的電導線842而接電。電導線842可為一條或多條細的電導線。波檢測器816可定位在透明桿的第一端處，以便從透明桿814接收波(來自于波源81幻。在另一應用中，波源和波檢測器的位置可相對于透明桿反向。折射率工具800可測量由波檢測器816接收到的波的強度。波的強度可與透明桿的折射率和透明桿814浸沒于其中的流體的折射率相關。由于沒有近乎整圓的透明桿，故折射率工具800其尺寸可為緊湊的。為了進一步提高波源812的效率，反射表面844可圍繞波源812提供，以便由波源發(fā)出的所有波都引向透明桿814。現在將參照圖2和圖9來描述折射率工具的組裝。波源212可在步驟900中連接到透明桿214的第一端上。波檢測器216可在步驟902中連接到透明桿214的第一端或第
9二端上。波源212和波檢測器216可在步驟904中連接到電子電路218上。波源212、波檢測器216和電子電路218可在步驟906中安置在殼體220內。關于使用折射率工具的方法，注意的是，此種工具通過浸沒在一定介質中而提供在井內。向波源提供電流以生成波，且在波傳播穿過透明桿到達波傳感器之后，測量到達的波的強度。該強度取決于透明桿浸沒于其中的介質的折射率，因為IlR指示多少光從透明桿散失以及多少保持在桿內?；谒鶞y量的強度，處理器可查找預定表格以使所測量的強度與透明桿浸沒于其中的介質的對應折射率相匹配。預定表格可在將折射率工具配置到井中之前構成。例如，氣體、油和水的各種樣品可在控制環(huán)境中用于通過折射率工具來收集對應的強度且用于生成預定表格或列表。該數據然后可儲存在遠程儲存裝置或圖2中所示的儲存裝置224中以便進一步使用。所公開的示例性實施例提供了折射率工具和用于辨別各種井流體的方法。應當理解的是，此描述并非意圖限制本發(fā)明。相反，示例性實施例意圖涵蓋包括在如由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍中的備選方案、變型和同等布置。此外，在示例性實施例的詳細描述中闡述了許多具體細節(jié)，以便提供對請求專利保護的本發(fā)明的充分理解。然而，本領域的普通技術人員將會理解到，可在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施各種實施例。盡管本示例性實施例的特征和元件在實施例中以特定組合描述，但也可在沒有實施例的其它特征和元件的情況下單獨地使用各特征或元件，或在具有或不具有本文所公開的其它特征和元件的情況下以各種組合來使用各特征或元件。本書面說明使用了所公開主題的實例來使本領域的普通技術人員能夠實施本主題，包括制作和使用任何裝置或系統以及執(zhí)行任何所結合的方法。本主題可取得專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域的普通技術人員所構思出的其它實例。這些其它實例認為處在權利要求的范圍之內。
權利要求
1.一種辨別多種流體的折射率工具000)，所述折射率工具(200)包括 構造成用以生成波的波源012)；構造成用以從所述波源(21 接收所述波的透明桿014)；以及構造成用以從所述透明桿(214)接收所述波的波檢測器016)， 其中，所述波源(21 提供在所述透明桿014)的第一端處以及所述波檢測器(216) 提供在所述透明桿012)的第一端或第二端處，以便由所述波源(21 發(fā)出的所述波傳播經過所述透明桿014)并在到達所述波檢測器016)之前經歷全內部折射，以及其中，所述折射率工具(200)構造成用以測量由所述波檢測器(216)接收到的所述波的強度，所述波的強度與所述透明桿014)的折射率和所述透明桿(214)浸沒于其中的流體的折射率相關，所述透明桿014)的折射率高于所述透明桿(214)浸沒于其中的所述流體的折射率。
2.根據權利要求1所述的折射率工具，其特征在于，所述透明桿為U形彎曲透明桿。
3.根據權利要求2所述的折射率工具，其特征在于，所述波源定位在所述U形彎曲透明桿的第一端處，以及所述波檢測器定位在所述U形彎曲透明桿的第二端處。
4.根據權利要求1所述的折射率工具，其特征在于，所述透明桿為彎曲透明桿。
5.根據權利要求4所述的折射率工具，其特征在于，所述波源和所述波檢測器兩者都定位在所述彎曲透明桿的第一端處。
6.根據權利要求5所述的折射率工具，其特征在于，所述折射率工具還包括反射端件，所述反射端件定位在所述彎曲透明桿的第二端處，以便將來自于所述波源的所述波反射回所述波檢測器。
7.根據權利要求5所述的折射率工具，其特征在于，所述折射率工具還包括磷涂層端件，所述磷涂層端件定位在所述彎曲透明桿的第二端處，以便將來自于所述波源的所述波反射回所述波檢測器；其中，所述波源構造成用以生成非可見波，所述波檢測器對所述非可見波不敏感，以及定位在所述彎曲透明桿的第二端處的磷涂層端件構造成用以將所述非可見波轉變成所述波傳感器對其敏感的可見波。
8.根據權利要求4所述的折射率工具，其特征在于，所述波源定位在所述彎曲透明桿的第一端處，以及所述波檢測器定位在所述彎曲透明桿的第二端處。
9.根據權利要求4所述的折射率工具，其特征在于，所述彎曲透明桿包括 從所述波源延伸至所述波檢測器的毛細管；其中，所述波源構造成用以經由穿過所述毛細管的電導線而接電。
10.根據權利要求1所述的折射率工具，其特征在于，所述折射率工具還包括 連接到所述波源和所述波檢測器上的電子電路，其中，所述電子電路構造成用以控制所述波源、將來自于所述波檢測器的電輸出編碼， 以及基于所儲存的預定表格來確定所述透明桿浸沒于其中的所述流體是否為空氣、水或油。
11.一種構造成用以附接到線纜上來降下到具有高溫和/或高壓的井中的傳感器裝置 (300)，所述傳感器裝置(300)包括第一傳感器(302)；以及折射率工具(304)，所述折射率工具(304)包括 構造成用以生成波的波源012)；構造成用以從所述波源(21 接收所述波的透明桿014)；以及構造成用以從所述透明桿(214)接收所述波的波檢測器016)， 其中，所述波源(21 提供在所述透明桿014)的第一端處以及所述波檢測器(216) 提供在所述透明桿012)的第一端或第二端處，以便由所述波源(21 發(fā)出的所述波傳播穿過所述透明桿014)并在到達所述波檢測器016)之前經歷全內部折射，以及其中，所述折射率工具(200)構造成用以測量由所述波檢測器(216)接收到的所述波的強度，所述波的強度與所述透明桿014)的折射率和所述透明桿(214)浸沒于其中的流體的折射率相關，所述透明桿014)的折射率高于所述透明桿(214)浸沒于其中的所述流體的折射率。
12.根據權利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，所述第一傳感器為折射率工具。
13.根據權利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，所述第一傳感器為流量計或電介質傳感器。
14.根據權利要求11所述的傳感器裝置，其特征在于，所述折射率工具還包括 包括所述波源和所述波檢測器的殼體，其中，所述殼體連接到所述透明桿上。
15.根據權利要求13所述的傳感器裝置，其特征在于，所述折射率工具還包括 連接到所述波源和所述波檢測器上的電子電路，其中，所述電子電路構造成用以控制所述波源、將來自于所述波檢測器的電輸出編碼， 以及基于所儲存的預定表格來確定所述透明桿浸沒于其中的所述流體是否為空氣、水或油。
16.一種包括處理器的電子電路，所述處理器用以執(zhí)行用于辨別多種流體的方法，所述方法包括使用波源(21 生成波，所述波從所述波源接收到透明桿014)中； 將所述波從所述透明桿(214)接收到波檢測器016)中；以及測量由所述波檢測器(216)接收到的所述波的強度，所述波的強度與所述透明桿 (214)的折射率和所述透明桿(214)浸沒于其中的流體的折射率相關，所述透明桿(214)的折射率高于所述透明桿(214)浸沒于其中的所述流體的折射率。
全文摘要
本發(fā)明涉及折射率工具及方法。一種折射率工具(200)包括構造成用以生成波的波源(212)；構造成用以從波源(212)接收波的透明桿(214)；以及構造成用以從透明桿(214)接收波的波檢測器(216)。波源(212)提供在透明桿(214)的第一端處而波檢測器(216)提供在透明桿(214)的第一端或第二端處，以便由波源(212)所發(fā)出的波傳播穿過透明桿(214)并在到達波檢測器(216)之前經歷全內部折射。
文檔編號G01N21/41GK102445434SQ20111028390
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權日2010年9月16日
發(fā)明者K·R·伍滕 申請人:桑德克斯有限公司