专利名称:油气水三相流计量标定装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种油气水三相流计量标定装置，包括模拟井筒系统和油气水三相介质标定系统，所述油气水三相介质标定系统能为所述模拟井筒系统提供具有稳定的压力和流量的流体介质；所述模拟井筒系统包括有机玻璃井筒和所述随动支撑式滑轨控制机构，所述随动支撑式滑轨控制机构包括能设置所述有机玻璃井筒的旋转支架，旋转支架包括底座和旋转梁，旋转梁的一端与底座铰接，旋转梁连接有能够拉动旋转梁旋转的起吊设备，旋转梁通过支撑杆还连接有能够使旋转梁停留在设定位置的滑车制动机构。本实用新型的油气水三相流计量标定装置，在模拟井筒系统中设置了随动支撑式滑轨控制机构，解决了模拟井0°至90°倾斜时的安全问题。
【专利说明】油气水三相流计量标定装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油气水三相流计量标定装置，是一种应用于油气水三相流检定试验装置中的油气水三相流计量标定装置。
【背景技术】
[0002]油气水三相流检定试验装置既可以进行单相和多相流量、含水等计量仪器的检定校验，又可以模拟油气水三相流的流型流态以及进行井下测试仪器的开发，开展油气水三相流一些前沿性和基础性的实验。油气水三相流计量标定装置在模拟井下油气水三相流型流态时，通过模拟井0°至90°的任意倾斜来开展井下流量计检定及基础试验。目前的油气水三相流计量标定装置中，模拟井的可倾斜设计都是通过一层安全保障措施(即，钢丝绳)来保证模拟井实现0°至90°的任意倾斜，因此，安全指数不高。
实用新型内容
[0003]为了解决油气水三相流计量标定装置中的模拟井在0°至90°倾斜过程中的安全问题，本实用新型提供了一种油气水三相流计量标定装置，能够使模拟井在倾斜过程中及时制动，从而解决模拟井0°至90°倾斜时的安全问题。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种油气水三相流计量标定装置，包括模拟井筒系统和油气水三相介质标定系统，所述油气水三相介质标定系统能为所述模拟井筒系统提供具有稳定的压力和流量的流体介质；所述模拟井筒系统包括有机玻璃井筒和所述随动支撑式滑轨控制机构，所述随动支撑式滑轨控制机构包括能设置所述有机玻璃井筒的旋转支架，旋转支架包括底座和旋转梁，旋转梁的一端与底座铰接，旋转梁连接有能够拉动旋转梁旋转的起吊设备，旋转梁通过支撑杆还连接有能够使旋转梁停留在设定位置的滑车制动机构。
[0005]滑车制动机构包括滑车和制动部件，制动部件设于滑车上，支撑杆的两端分别与旋转梁和滑车铰接。
[0006]支撑杆与旋转梁铰接的位置位于旋转梁的另一端。
[0007]滑车制动机构还包括控制单元和与滑车配套设置的钢轨，制动部件包括第一驱动组件、定位销和阻挡块，定位销设置于滑车的下方，阻挡块间隔设置于钢轨对应于定位销的侧面，所述第一驱动组件与定位销连接，所述第一驱动组件能控制定位销插入或退出两个相邻的阻挡块之间的空隙。
[0008]定位销垂直于钢轨的侧面设置。
[0009]所述第一驱动组件包括制动电机、齿轮、齿条和活动架，齿轮与所述制动电机的电机轴固定连接，所述齿条固定于活动架的外表面，齿轮与所述齿条相啮合，定位销与活动架固定连接，所述控制单元能够通过控制所述制动电机使定位销插入或退出两相邻的阻挡块之间的空隙。
[0010]滑车还连接有能够降低滑车运行速度的缓冲部件，所述缓冲部件包括缓冲支架和与所述控制单元连接的缓冲电机，缓冲支架为充满液压油的中空结构，缓冲支架的一端为分叉结构且跨设于钢轨头部的两侧，所述分叉结构的两端各设有一个被动活塞，各被动活塞上分别连接有缓冲垫，缓冲支架的另一端设有能够推动缓冲支架内液压油的缓冲活塞，缓冲活塞连接有活塞杆，活塞杆通过缓冲线连接有用于驱动活塞杆的缓冲电机，活塞杆外套设有用于缓冲活塞复位的弹簧。
[0011]旋转梁和起吊设备之间连接有钢丝绳，钢丝绳绕设经过至少一个定滑轮，定滑轮上设置有测压传感器，所述测压传感器与所述控制单元连接。
[0012]钢丝绳还绕设过一个定向定滑轮与旋转梁的所述另一端连接，旋转梁的所述另一端设置有连接销，钢丝绳通过连接销与旋转梁连接，定向定滑轮位于定滑轮和连接销之间。
[0013]旋转支架、起吊设备和滑车制动部件位于一个竖直平面上，起吊设备和滑车制动部件分别位于旋转支架的两侧。
[0014]本实用新型的有益效果是，在油气水三相流计量标定装置的模拟井筒系统中设置了随动支撑式滑轨控制机构，其中的滑车制动部件通过支撑杆与旋转梁连接，当制动部件制动停止滑车时，支撑杆能够固定住旋转梁，使旋转梁停留在设定位置，提高了模拟井在倾斜过程中的安全指数，解决了模拟井0°至90°倾斜时的安全问题。
[0015]另外，本实用新型使用制动部件与缓冲部件相结合，在滑车需要停止时，由控制单元控制，先对滑车进行缓冲减速，然后到达设定位置后，由制动部件对滑车进行制动，通过支撑杆，滑车使旋转梁停留在设定位置。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型的油气水三相流计量标定装置做进一步说明。
[0017]图1是本实用新型中的随动支撑式滑轨控制机构的结构示意图。
[0018]图2是本实用新型中的制动部件的结构示意图。
[0019]图3是本实用新型中的阻挡块设置在钢轨上的示意图。
[0020]图4是本实用新型中的缓冲部件的结构示意图。
[0021]附图标记说明:1.旋转支架，11.底座，12.旋转梁，2.钢丝绳，21.定滑轮，22.连接销，23.定向定滑轮，3.起吊设备，4.滑车制动部件，41.滑车，42.制动部件，421.定位销，422.阻挡块，423.齿轮，424.活动架，43.支撑杆，44.钢轨，51.缓冲支架，510.缓冲活塞，511.被动活塞，512.被动活塞，513.缓冲垫，514.缓冲垫，52.缓冲电机，53.活塞杆，54.缓冲线，55.弹簧。
【具体实施方式】
[0022]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】
本实用新型的【具体实施方式】。
[0023]如图1所示，本实用新型提出了一种油气水三相流计量标定装置，包括模拟井筒系统和油气水三相介质标定系统，所述油气水三相介质标定系统能为所述模拟井筒系统提供具有稳定的压力和流量的流体介质；所述模拟井筒系统包括有机玻璃井筒和所述随动支撑式滑轨控制机构，所述随动支撑式滑轨控制机构包括能设置所述有机玻璃井筒的旋转支架I，旋转支架I包括底座11和旋转梁12，旋转梁12的一端与底座11铰接，旋转梁12连接有能够拉动旋转梁12旋转的起吊设备3，旋转梁12通过支撑杆43还连接有能够使旋转梁12停留在设定位置的滑车制动机构4。
[0024]其中的旋转梁12通过支撑杆43连接滑车制动部件4，滑车制动部件4可以使旋转梁12停留在设定位置，S卩，模拟井在0°至90°倾斜时，可以通过滑车制动部件4的制动使旋转梁12和有机玻璃井筒停留在预先设定的位置，从而提高了模拟井在倾斜过程中的安全指数，解决了模拟井0°至90°倾斜时的安全问题。
[0025]在一个可行的实施例中，滑车制动部件4包括滑车41和制动部件42，制动部件42设于滑车41上，支撑杆43的两端分别与旋转梁12和滑车41铰接。支撑杆43可以通过连接销与旋转梁12连接。当制动部件42制动滑车41时，通过支撑杆43，滑车41能使旋转梁12停留在设定位置。在本实施例中具体的是，支撑杆43与旋转梁12铰接的位置位于旋转梁12的另一端。
[0026]如图2至图3所示，滑车制动部件4还包括控制单元和与滑车41配套设置的钢轨44，制动部件42包括第一驱动组件、定位销421和阻挡块422，定位销421设置于滑车41的下方，阻挡块422间隔设置于钢轨44对应于定位销421的侧面，所述第一驱动组件与定位销421连接并能控制定位销421插入或退出两相邻的阻挡块422之间的空隙。滑车41运行在钢轨44上，当需要使旋转梁12停留在设定位置时，所述控制单元根据预先设定控制所述第一驱动组件运行，所述第一驱动组件驱动定位销421插入两相邻的阻挡块422之间的空隙，定位销421继续运行直至碰到沿其运行方向上的第一个阻挡块422受阻停止，与此同时，滑车41停止，从而迫使旋转梁12停止，S卩，模拟井在0°至90°倾斜中可以停止在设定位置。在本实施例中具体的是，定位销421垂直于钢轨44的侧面设置。定位销421可以设置于两根钢轨44的内侧，也可以设置在两根钢轨44的外侧。
[0027]在一个具体的实施方式中，所述第一驱动组件包括制动电机、齿轮423、齿条和活动架424，所述制动电机与滑车41固定连接，齿轮423与所述制动电机的电机轴固定连接，所述齿条固定于活动架424的外表面，齿轮423与所述齿条相啮合，定位销421与活动架424固定连接，所述控制单元能够通过控制所述制动电机使定位销421插入或退出两相邻的阻挡块422之间的空隙。当所述控制单元控制所述第一驱动组件运行时，所述制动电机带动齿轮423转动，所述齿条随着齿轮423的转动带动活动架424运动，从而带动定位销421插入或退出两相邻的阻挡块422之间的空隙。
[0028]如图4所示，滑车41还固定连接有能够降低滑车41运行速度的缓冲部件，所述缓冲部件包括缓冲支架51和与所述控制单元连接的缓冲电机52，缓冲支架51为充满液压油的中空结构，缓冲支架51的一端为分叉结构且跨设于钢轨44头部的两侧，所述分叉结构的两端各设有一个被动活塞511和被动活塞512，被动活塞511和被动活塞512上分别连接有缓冲垫513和缓冲垫514，缓冲支架51的另一端设有能够推动缓冲支架51内液压油的缓冲活塞510，缓冲活塞510连接有活塞杆55，活塞杆55通过缓冲线53连接有用于驱动活塞杆55的缓冲电机52，活塞杆55外套设有用于缓冲活塞510复位的弹簧54。本实用新型配合制动部件42设置了所述缓冲部件，在滑车41需要制动停止时，所述控制单元同时控制缓冲电机52作动，缓冲电机52通过缓冲线53驱动活塞杆55，活塞杆55推动缓冲活塞510压缩液压油，从而使被动活塞511和被动活塞512带动缓冲垫513和缓冲垫514迫向钢轨44头部的两侧移动并夹紧钢轨44，由于缓冲垫513和缓冲垫514与钢轨44之间的摩擦力，滑车41运行速度逐渐降低，当定位销421遇到阻挡块422时，由于滑车41的速度已经降低，因此滑车41会更为顺利地被制动停止，进一步提高了模拟井在倾斜过程中的安全指数。
[0029]在一个具体的实施方式中，旋转梁12和起吊设备3之间连接有钢丝绳2，钢丝绳2绕设经过至少一个定滑轮21，为了避免钢丝绳2出现断裂等问题所带来的模拟井在倾斜过程中的安全问题，在定滑轮21上设置有测压传感器，并使所述测压传感器与所述控制单元连接。当所述测压传感器测得钢丝绳2的压力值出现异动时，控制单元即控制制动部件42和所述缓冲部件开始作动，使滑车制动部件4停止移动，能够有效避免模拟井在0°至90°的倾斜过程中遇到的突发状况所带来的安全问题，从而进一步提高模拟井在倾斜过程中的安全指数。
[0030]如图1所示，钢丝绳2还可以绕设经过一个定向定滑轮23与旋转梁12的所述另一端连接，旋转梁12的所述另一端设置有连接销22，钢丝绳2通过连接销22与旋转梁12连接，定向定滑轮23位于定滑轮21和连接销22之间，定向定滑轮23与地面之间的距离等于旋转梁12的所述另一端与地面之间的最长距离。当旋转梁12位于与地面呈90°位置(旋转梁12垂直于地面)时，定向定滑轮23与旋转梁12端部设置的连接销22之间的钢丝绳2平行于地面。
[0031]为了便于起吊设备3通过钢丝绳2拉动旋转支架I的旋转梁12进行旋转，并且滑车制动部件4能够以最小的力对滑车41进行制动，使旋转支架1、起吊设备3和滑车制动部件4位于一个竖直平面上，起吊设备3和滑车制动部件4分别位于旋转支架I的两侧。
[0032]下面举例说明本实用新型的工作过程。
[0033]如图1所示的一个【具体实施方式】中，起吊设备3采用卷扬机，生产模拟井井筒固定在旋转梁12上，通过卷扬机下放和收紧钢丝绳2，使旋转梁12在与地面呈0°角(水平位置)到90°角(垂直位置)之间倾斜运动。当旋转梁12倾斜运动时，滑车41随着一起向外或向内滑动，当旋转梁12运动到设定角度时，滑车制动部件4制动，支撑杆43支撑旋转梁12安全停在设定位置。如果假如运动过程中钢丝绳2脱扣或者断裂出现拉力突变，所述测压传感器将启动滑车制动部件4制动，从而保证旋转梁12的安全。
[0034]油气水三相介质标定系统包括水相介质标定系统、油相介质标定系统和气相介质标定系统，水相介质标定系统、油相介质标定系统和气相介质标定系统与有机玻璃井筒连接。水相介质标定系统包括油气水三相分离、稳压变频水泵和水稳压罐，油相介质标定系统包括油气水三相分离、稳压变频油泵和油稳压罐，气相介质标定系统包括螺杆式空气压缩机和气稳压罐。所述油气水三相流计量标定装置包括用于控制模拟井筒系统和油气水三相介质标定系统的控制系统。
[0035]以上所述仅为本实用新型示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所应当地涵盖了与本案创新点有关的其他组合及具体应用。
【权利要求】
1.一种油气水三相流计量标定装置，其特征在于，所述油气水三相流计量标定装置包括模拟井筒系统和油气水三相介质标定系统，所述油气水三相介质标定系统能为所述模拟井筒系统提供具有稳定的压力和流量的流体介质；所述模拟井筒系统包括有机玻璃井筒和所述随动支撑式滑轨控制机构，所述随动支撑式滑轨控制机构包括能设置所述有机玻璃井筒的旋转支架(I)，旋转支架(I)包括底座(11)和旋转梁(12)，旋转梁(12)的一端与底座(11)铰接，旋转梁(12)连接有能够拉动旋转梁(12)旋转的起吊设备(3)，旋转梁(12)通过支撑杆(43)还连接有能够使旋转梁(12)停留在设定位置的滑车制动机构(4)。2.根据权利要求1所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，滑车制动机构(4)包括滑车(41)和制动部件(42)，制动部件(42)设于滑车(41)上，支撑杆(43)的两端分别与旋转梁(12)和滑车(41)铰接。3.根据权利要求2所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，支撑杆(43)与旋转梁(12)铰接的位置位于旋转梁(12)的另一端。4.根据权利要求2所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，滑车制动机构(4)还包括控制单元和与滑车(41)配套设置的钢轨(44)，制动部件(42)包括第一驱动组件、定位销(421)和阻挡块(422)，定位销(421)设置于滑车(41)的下方，阻挡块(422)间隔设置于钢轨(44)对应于定位销(421)的侧面，所述第一驱动组件与定位销(421)连接，所述第一驱动组件能控制定位销(421)插入或退出两个相邻的阻挡块(422)之间的空隙。5.根据权利要求4所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，定位销(421)垂直于钢轨(44)的侧面设置。6.根据权利要求4所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括制动电机、齿轮(423)、齿条和活动架(424)，齿轮(423)与所述制动电机的电机轴固定连接，所述齿条固定于活动架(424)的外表面，齿轮(423)与所述齿条相啮合，定位销(421)与活动架(424)固定连接，所述控制单元能够通过控制所述制动电机使定位销(421)插入或退出两相邻的阻挡块(422)之间的空隙。7.根据权利要求6所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，滑车(41)还连接有能够降低滑车(41)运行速度的缓冲部件，所述缓冲部件包括缓冲支架(51)和与所述控制单元连接的缓冲电机(52)，缓冲支架(51)为充满液压油的中空结构，缓冲支架(51)的一端为分叉结构且跨设于钢轨(44)头部的两侧，所述分叉结构的两端各设有一个被动活塞(511)，各被动活塞(511)上分别连接有缓冲垫(513)，缓冲支架(51)的另一端设有能够推动缓冲支架(51)内液压油的缓冲活塞(510)，缓冲活塞(510)连接有活塞杆(55)，活塞杆(55)通过缓冲线(53)连接有用于驱动活塞杆(55)的缓冲电机(52)，活塞杆(55)外套设有用于缓冲活塞(510)复位的弹簧(54)。8.根据权利要求7所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，旋转梁(12)和起吊设备(3)之间连接有钢丝绳(2)，钢丝绳(2)绕设经过至少一个定滑轮(21)，定滑轮(21)上设置有测压传感器，所述测压传感器与所述控制单元连接。9.根据权利要求8所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，钢丝绳(2)还绕设过一个定向定滑轮(23)与旋转梁(12)的所述另一端连接，旋转梁(12)的所述另一端设置有连接销(22)，钢丝绳(2)通过连接销(22)与旋转梁(12)连接，定向定滑轮(23)位于定滑轮(21)和连接销(22)之间。10.根据权利要求1所述的油气水三相流计量标定装置，其特征在于，旋转支架(I)、起吊设备(3)和滑车制动部件(4)位于一个竖直平面上，起吊设备(3)和滑车制动部件(4)分别位于旋转支架(I)的两侧。
【文档编号】G01F25-00GK204286552SQ201420741301
【发明者】汪泓, 王颖, 王玉国, 袁天瑜, 熊伟, 吴晓明, 李广富, 刘群杰 [申请人]中国石油天然气股份有限公司