CN116026579A

CN116026579A - 一种流量测控阀故障在线自诊断方法

Info

Publication number: CN116026579A
Application number: CN202111246888.3A
Authority: CN
Inventors: 王聪; 刘晋伟; 郭慧; 张卫卫; 隋旭强; 李永康; 徐加军; 崔洪辰; 王鹏飞; 张广中
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Shengli Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Shengli Co
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明提供的一种流量测控阀故障在线自诊断方法，所述自诊断方法包括：实时检测流经阀门的流量和压力差；根据所述流量和所述压力差计算所述阀门的阀芯的流量系数Kv值；将所述流量系数Kv值与所述流量下对应的标准流量系数初始值进行对比，获得流量系数误差；根据所述流量系数误差确定所述阀芯的磨损情况。实现在线实时监测，有利于及时发现故障，避免隐患，实现油田稳定可靠注水，保证注水开发效果。

Description

一种流量测控阀故障在线自诊断方法

技术领域

本发明涉及管道流量测控领域，尤其涉及一种流量测控阀故障在线自诊断方法。

背景技术

流量控制阀，是一种采用高精度先导方式控制流量的多功能阀门。适用于配水管需控制流量和压力的管路中，保持预定流量不变，将过大流量限制在一个预定值，并将上游高压适当减低，即使主阀上游的压力发生变化，也不会影响主阀下游的流量。其连接方式分为法兰式、螺纹式、焊接式。阀门通过改变通路断面和介质流动方向，实现导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能，所以它也是管路流体输送***中控制部件。

目前，用于流体控制的阀门品种和规格繁多，从最简单的截止阀到极为复杂的自控***中所用的各种阀门，并且阀门的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa的超高压，工作温度从-269℃的超低温到1430℃的高温。此外，阀门的控制调节可采用多种传动方式，如手动、电动、气动、液动、电磁动、电液动、电磁液动、涡轮、气液动等；也可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现控制功能。

注水开发是目前油田主流开发方式，为保证单井稳定注水，单井注水管线均会安装流量测控阀，受到使用时间及注入水质的影响，测控阀会出现阀芯磨损的故障问题，会导致开关不严或者关闭后仍存在流量泄露的情况，影响注水开发效果。这种故障一般难以发现和排查。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种流量测控阀故障在线自诊断方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种流量测控阀故障在线自诊断方法，所述自诊断方法包括：

实时检测流经阀门的流量和压力差；

根据所述流量和所述压力差计算所述阀门的阀芯的流量系数Kv值；

将所述流量系数Kv值与所述流量下对应的标准流量系数初始值进行对比，获得流量系数误差；

根据所述流量系数误差确定所述阀芯的磨损情况。

可选的，所述根据所述流量和所述压力差计算所述阀门的阀芯的流量系数Kv值具体包括：

流量系数Kv值的计算公式为

其中：Q为被测体积流量,单位为立方米每小时m³/h；ΔP_kv为10⁵Pa的静压损失；ΔP为阀两端测出的静压损失,单位为帕(Pa)；ρ为流体密度,单位为千克每立方米kg/m³；ρ_w为水的密度1000kg/m³,单位为千克每立方米kg/m³。

可选的，所述将所述流量系数Kv值与所述流量下对应的标准流量系数初始值进行对比，获得流量系数误差具体包括：

流量系数误差＝(所述流量系数Kv值-标准流量系数初始值)/标准流量系数初始值。

可选的，所述根据所述流量系数误差确定所述阀芯的磨损情况具体包括：

当所述流量系数误差1％-10％时，所述阀芯为轻度磨损泄露；

当流量系数误差11％-30％时，所述阀芯为中度磨损泄露；

当流量系数误差31％-50％时，所述阀芯为严重磨损泄露。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种流量测控阀故障在线自诊断方法流程框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，利用阀芯流量系数Kv值的计算公式为

在室内标准计量实验室，计算流量测控阀在不同流量下的流量系数Kv值，并建立流量测控阀的流量系数数值库。

流量测控阀故障按照磨损程度，分为轻度、中度、严重三个等级。在实验室内，分别测试上述三个等级的测控阀不同流量下的流量系数Kv值，建立故障状况下流量系数数值库。

利用流程管道上的流量计进行测量流入测控阀的流量值，并将测量结果传输到流量积算与控制器。所述流量积算与控制器可输入流体的密度。

流程管道上的进出口压力传感器用于测量测控阀两端的压力差，并将测量结果传输到流量积算与控制器。

流量积算与控制器计算出对应工况下的流量系数Kv值，并自动与数值库中标准流量系数初始值进行比对、计算，确定流量系数误差＝(对应工况下的流量系数Kv值-标准流量系数初始值)/标准流量系数初始值，当流量系数误差1％-10％时，测控阀轻度磨损泄露；当流量系数误差11％-30％时，测控阀中度磨损泄露；当流量系数误差31％-50％时，测控阀严重磨损泄露，确定测控阀处于何种工况下。若处于故障工况，根据故障类型及严重程度，在显示屏进行故障程度，主要指轻度、中度、严重的显示及报警。

有益效果：

1、形成一种阀芯磨损在线自诊断方法，解决了阀门阀芯的磨损难以发现、排查的问题。

2、通过室内实验建立流量系数Kv值与阀芯磨损量关系的数据库，从而可基于Kv值判断阀门阀芯的磨损情况，有效提高阀芯的磨损情况的排查速度。

3、实现在线实时监测，有利于及时发现故障，避免隐患，实现油田稳定可靠注水，保证注水开发效果。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种流量测控阀故障在线自诊断方法，其特征在于，所述自诊断方法包括：

实时检测流经阀门的流量和压力差；

根据所述流量系数误差确定所述阀芯的磨损情况。

2.根据权利要求1所述的一种流量测控阀故障在线自诊断方法，其特征在于，所述根据所述流量和所述压力差计算所述阀门的阀芯的流量系数Kv值具体包括：

流量系数Kv值的计算公式为

3.根据权利要求1所述的一种流量测控阀故障在线自诊断方法，其特征在于，所述将所述流量系数Kv值与所述流量下对应的标准流量系数初始值进行对比，获得流量系数误差具体包括：

4.根据权利要求1所述的一种流量测控阀故障在线自诊断方法，其特征在于，所述根据所述流量系数误差确定所述阀芯的磨损情况具体包括：

当所述流量系数误差1％-10％时，所述阀芯为轻度磨损泄露；

当流量系数误差11％-30％时，所述阀芯为中度磨损泄露；

当流量系数误差31％-50％时，所述阀芯为严重磨损泄露。