CN102636222B - 智能旋启靶式流量计 - Google Patents

Abstract

一种智能旋启靶式流量计，属于液体计量装置领域。其特征在于：阀体（1）设置检测口（6），检测口设置靶板（2），靶板通过角度传感器（3）与检测口的侧壁铰接形成旋启靶结构，靶板面积与通道（7）相适应，将测量管的流量变化转换成旋启靶的旋启角度的变化，再将旋启角度转化成磁力线角度的变化，角度传感器（3）的输出端设置连接智能变送器（5）。靶板受力以铰接点旋转一定角度，角度传感器发出电信号输入智能变送器将电信号处理成为流量信号用于显示或者输出，实现流体流量的测量。本发明具有灵敏度高、自适应能力强、对高粘度、气体和含砂影响下的液体流量测量效果较佳等特点，尤其适合测量多相管道输送介质的综合流量。

Description

智能旋启靶式流量计

技术领域

本发明提供一种智能旋启靶式流量计，属于液体计量装置领域，尤其是测量油田井口采出液流量的装置。

背景技术

油田的单井外输流量的准确计量一直以来都是油田生产监控中的难题。单井的产液特点是多相介质：具有大范围变化的气液比（0-100%）、含砂、腐蚀性强、介质粘度变化大等许多不利因素，因此对流量计量设备仪器要求高。常规分离式和称重式计量设备体积大、劳动强度大，在线连续计量存在难度。而在线连续计量的流量计如质量流量计成本高，精度低，放射式和电容层析式多相流量计工业应用有障碍；刮板流量计、转子流量计等体积流量计受气体和含砂影响大，很难适应多相的井口流量，且寿命较低。

目前的靶式流量计是以检测流体作用在测量管道中心并垂直于流动方向的圆盘(靶)上的力来测量流体流量的流量计。于六十年代开始应用于工业流量测量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量。特有的抗干扰、抗杂质性能，在小流量、高粘度、易凝易堵、高低温、强腐蚀、强震动等流量计量困难的工况中具有很好的适应性。解决了高粘度的问题，但是由于靶板面积较小，对于流体的流动形态比较敏感。测力传感器容易疲劳迁移，加大测量结果的偏差。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种具有可靠稳定反映产液量趋势的功能，受气体、杂质等影响小，能够对于间歇脉冲流量的反映迅速、准确，量程范围宽，尤其保证小流量下精度，成本低维护方便，适合测量多相管道输送介质的综合流量的智能旋启靶式流量计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：智能旋启靶式流量计，包括由阀体和通道构成的测量管，其特征在于：阀体设置检测口，检测口设置靶板，靶板通过角度传感器与检测口的侧壁铰接形成旋启靶结构，靶板面积与通道相适应，将测量管的流量变化转换成旋启靶的旋启角度的变化，再将旋启角度转化成磁力线角度的变化，角度传感器的输出端设置连接智能变送器。

测量管的通道流过流体时，靶板受力以铰接点旋转一定角度，通过流体流速不同，靶板的旋启角度也不同，然后通过角度传感器变为电信号，输入智能变送器处理成为流量信号，实现流体流量的测量，具有可靠稳定反映产液量趋势的功能，受气体、杂质等影响小，能够对于间歇脉冲流量的反映迅速、准确，量程范围宽，尤其保证小流量下精度，成本低维护方便，适合测量多相管道输送介质的综合流量。

其中优选方案是：

所述的角度传感器与智能变送器之间设置传感器线保护管，传感器线保护管在检测口外部固定连接阀体和智能变送器，传感器线保护管内部放置电气线路，用于保护电器线路，设置传感器线保护管后，整体适应恶劣环境，防止损坏，提高使用寿命，并且安装方便。

所述的阀体和智能变送器设置防爆外壳。所有的电气部件和线路板都置于防爆壳体之内。即使仪表因故障而产生火花内部***现象，由于仪表壳体具有足够的机械强度和隔爆性能。不但不会损坏隔爆外壳，而且也不能使壳体外的***性混合物***。

所述的测量管内设置温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器的输出端分别设置连接智能变送器的输入端。可以实时监测介质的压力和温度，提供较多的信息，保证数据完整，适于后续工作。

所述的智能变送器设置通讯端口输入端。带有良好的用户接口，可以实现远程网络访问等功能；可以设置具有GPRS、WIFI等多种数据通信功能，多种输出形式，可以远传各种参数。

本发明的智能旋启靶式流量计所具有的有益效果是：通过在测量管的阀体设置检测口，检测口安装设置有角度传感器的靶板，靶板面积与通道相适应，角度传感器的输出端设置连接智能变送器，测量管的通道流过流体时，靶板受力以铰接点旋转一定角度，通过流体流速不同，靶板的旋启角度也不同，角度传感器发出的电信号也不同，输入智能变送器将电信号处理成为流量信号用于显示或者输出，实现流体流量的测量。

本发明结合旋启式单向阀结构特点和靶式流量计流量测量原理，通过流体流速不同，靶板的旋启角度也不同这一原理，实现流体流量的检测测量，尤其具有以下特点：

1、增加了靶板受力面积，提高测量灵敏度；单介质流体的测量精度可达到0.5级；

2、通过靶板重心的变化反映靶板受力大小，提高了测量的稳定性；

3、靶板受力情况相当于整个流通截面受力的综合，这个综合受力被完整的体现在靶板的旋启角度上，因此检测流体流动状态的适应力极强；

4、测量数据可靠，重复性好，同时可以连续测量和进行数据分析，得到较为精确的计算结果；数据可以就地存储：10秒钟采样，数据存储一年；

5、适合于油田油井采出液流量变化大、介质不均匀等情况下的流体流量测量，解决了油田单井产量连续计量的难题；

6、安装简单，维护方便；抗干扰、抗杂质能力强。

本发明具有灵敏度高、自适应能力强、对高粘度、气体和含砂影响下的液体流量测量效果较佳等特点，尤其适合测量多相管道输送介质的综合流量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的波形对比图；

图3为本发明的现场应用波形图；

其中：1、阀体  2、靶板  3、角度传感器  4、传感器线保护管  5、智能变送器6、检测口  7、通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

实施例1：

如图l所示，测量管由阀体1和通道7构成的，阀体1设置检测口6，检测口6设置靶板2，靶板2通过角度传感器3与检测口6的侧壁铰接形成旋启靶结构，靶板2面积与通道7相适应，角度传感器3的输出端设置连接智能变送器5。

角度传感器3与智能变送器5之间设置传感器线保护管4，传感器线保护管4在检测口6外部固定连接阀体1和智能变送器5，传感器线保护管4内部放置电气线路。

阀体和智能变送器设置防爆外壳。

测量管内设置温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器的输出端分别设置连接智能变送器的输入端。

智能变送器设置通讯端口输入端。

本发明中提及的智能变送器5为普通现有技术。

工作原理和使用过程：

靶板2面积与通道7相适应，角度传感器3的输出端设置连接智能变送器5，测量管的通道流过流体时，靶板2受力以铰接点旋转一定角度，通过流体流速不同，靶板2的旋启角度也不同，角度传感器3发出的电信号也不同，输入智能变送器将电信号处理成为流量信号用于显示或者输出，实现多相流体流量的测量。结合单向阀结构特点和靶式流量计流量测量原理，把流体动能反映在单向阀靶板2的开度上，这样做一是增加了靶板2受力面积，提高测量灵敏度，二是通过靶板2重心的变化反映靶板受力大小，提高了测量的稳定性。靶板受力情况相当于整个流通截面受力的综合，这个综合受力被完整的体现在靶板的旋启角度上，因此它检测流体流动状态的适应力极强。

实验室应用效果：

如图2所示，同标准电磁流量计在实验室内进行水流量对比测试：

图中曲线A为电磁流量计测得的波形图，曲线B为靶式全息多相流量采集单元的测得的波形图，曲线只反映趋势，不代表数值。

对比图中曲线可得：

1、两种测量设备采集的流量趋势大致是相同的，都可以反映实验条件下的流量趋势。

2、在流量发生变化时，黑色曲线比红色曲线反映稍快，可见智能旋启靶式流量计比电磁流量计对流量的变化更敏感。

现场应用效果

如图3所示，采用智能旋启靶式流量计对某采油厂计量站外输流量进行了监控，2011年10月30日21：40到2011年10月31日0：25流量曲线，采样周期为10秒，得出曲线C：从曲线上可以看出该站在10月30日晚上9：40到10：30之间流量有明显变化，第二天经核实为该站有一口井在这段时间发生穿漏，巡检人员10：30去完成补卡操作。

Claims (5)

1.一种智能旋启靶式流量计，包括由阀体（1）和通道（7）构成的测量管，其特征在于：阀体（1）设置检测口（6），检测口（6）设置靶板（2），靶板（2）通过角度传感器（3）与检测口（6）的侧壁铰接形成旋启靶结构，靶板（2）面积与通道（7）相适应，将测量管的流量变化转换成旋启靶的旋启角度的变化，再将旋启角度转化成磁力线角度的变化，角度传感器（3）的输出端设置连接智能变送器（5）。

2.根据权利要求1所述的智能旋启靶式流量计，其特征在于：所述的角度传感器（3）与智能变送器（5）之间设置传感器线保护管（4），传感器线保护管（4）在检测口（6）外部固定连接阀体（1）和智能变送器（5），传感器线保护管（4）内部放置电气线路。

3.根据权利要求1所述的智能旋启靶式流量计，其特征在于：所述的阀体（1）和智能变送器（5）设置防爆外壳。

4.根据权利要求1所述的智能旋启靶式流量计，其特征在于：所述的测量管内设置温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器的输出端分别设置连接智能变送器（5）的输入端。

5.根据权利要求1所述的智能旋启靶式流量计，其特征在于：所述的智能变送器（5）设置通讯端口输入端。

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