一种流量测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种流量测量装置，包括：具有中空内腔的管子，所述管子具有沿其长轴方向延伸的闭合端和相对所述闭合端的敞口端；所述管子的管壁上设置有位于所述敞口端和所述闭合端之间的出液口；所述流量测量装置还包括：能沿所述管子的长轴方向滑动并改变所述出液口大小的浮子、一用于驱动所述浮子滑动的驱动装置、用于对所述驱动装置进行控制的控制装置和容置于所述浮子内且垂直于所述管子的长轴方向设置的压差传感器；所述浮子将管子分为包含闭合端的第一腔室和包含敞口端的第二腔室；所述驱动装置位于第一腔室内。本实用新型公开的流量测量装置在产液粘度较大或产液中含砂时，可以正确测得产液的流量。
【专利说明】一种流量测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油测量【技术领域】，特别涉及一种流量测量装置。
【背景技术】
[0002]由于水平井开采方式的产量大，所以越来越多的油田采用水平井开采的方式进行石油开米。
[0003]水平井开采的过程中，技术人员通常需要测量产液流量来分析产液含水情况。通常技术人员利用涡轮流量计来测量产液量。涡轮流量计的工作原理包括:产液通过涡轮流量计的涡轮叶片时可以带动涡轮叶片转动，涡轮流量计根据其涡轮叶片的转动速度可以计算经过涡轮叶片的流量。
[0004]在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题:采用涡轮流量计对稠油井或出砂井进行流量测量时，由于产液粘度较大或产液中含砂，涡轮叶片通常会转动缓慢甚至会卡死不转动，这些情况容易导致涡轮流量计无法正确测量出产液的流量。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种流量测量装置，以实现在稠油井和出砂井中正确测得产液流量。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种流量测量装置是这样实现的:
[0007]—种流量测量装置，它包括具有中空内腔的管子，所述管子具有沿其长轴方向延伸的闭合端和相对所述闭合端的敞口端；所述管子的管壁上设置有位于所述敞口端和所述闭合端之间的出液口 ；所述流量测量装置还包括:能沿所述管子的长轴方向滑动并改变所述出液口大小的浮子、一用于驱动所述浮子滑动的驱动装置、用于对所述驱动装置进行控制的控制装置和容置于所述浮子内且垂直于所述管子的长轴方向设置的压差传感器；所述浮子将管子分为包含闭合端的第一腔室和包含敞口端的第二腔室；所述驱动装置位于第一腔室内；所述出液口包括靠近管子敞口端的出液口第一端和靠近管子闭口端的出液口第二端。
[0008]优选方案中，所述驱动装置包括可转动的转动装置，以及在所述转动装置的转动作用下连接浮子的一端沿管子长轴方向滑动的传动装置。
[0009]优选方案中，所述控制装置包括:用于存储基准电压的存储器、用于比较压差传感器发来的测量电压和基础电压比较器、用于根据比较器的比较结果控制转动装置的控制器，以及用于计算产液流量的流量计算器。
[0010]优选方案中，所述控制器控制转动装置包括:控制器控制转动装置以管子长轴为中心沿第一方向转动；控制器控制转动装置以管子长轴为中心沿第二方向转动；控制器控制转动装置停止转动。
[0011]优选方案中，所述控制装置还包括:设置于浮子内或浮子表面的位移传感器。
[0012]优选方案中，所述浮子的直径大于或者等于管子的内直径。
[0013]优选方案中，所述浮子的至少在出液口第一端与出液口第二端之间的范围中进行滑动。
[0014]优选方案中，所述出液口至少有一个。
[0015]优选方案中，所述流量测量装置还包括位于所述出液口的第一端且设置在所述管子内壁上的挡环。
[0016]优选方案中，所述挡环至少有一个。
[0017]由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，本实用新型利用基准电压和压差传感器产生的测量电压之间的差值来控制转动装置的转动方向，传动装置通过转动装置的转动作用产生沿管子轴向的移动，从而拉动或推动浮子进行移动，浮子的移动可以控制出液口的开口大小，从而改变压差传感器产生的测量电压，直至测量电压与基准电压相同。通过位移传感器可以实时测量浮子的水平位移，控制装置中的流量计算器可以计算出与浮子位移对应的产液流量。产液粘度较大或产液中含砂的情况，对浮子的移动不会产生影响，产液仍然可以快速地从出液口流出，流量测量装置可以正确测得产液的流量。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实用新型流量测量装置一个实施例的组成结构示意图；
[0020]图2是本实用新型流量测量装置实施例中控制装置的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型实施例提供一种流量测量装置。
[0022]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0023]图1是本实用新型一种流量测量装置一个实施例的组成结构示意图。如图1所示，所述流量测量装置包括一个具有中空的管子100。所述管子具有沿其长轴方向延伸的闭合端102和相对所述闭合端的敞口端101。所述敞口端101可以有产液流入。所述管子100可以水平放置于水平井中。
[0024]所述管子100的管壁上设置有位于所述敞口端101和所述闭合端102之间的出液口 110。所述出液口 110可以用于产液的流出。所述出液口 110可以包括:靠近管子敞口端101的出液口第一端111和靠近管子闭口端102的出液口第二端112。所述出液口 110可以是任意形状。所述出液口 I1至少为I个。当所述出液口 110有2个或2个以上时，各出液口的第一端在管子长轴方向的位置相同，且各出液口 110的第二端在管子长轴方向的位置相同。
[0025]所述流量测量装置还可以包括:能沿所述管子100的长轴方向滑动并改变所述出液口 110大小的浮子140、一用于驱动所述浮子140滑动的驱动装置130、用于对所述驱动装置130进行控制的控制装置120、容置于所述浮子140内且垂直于所述管子100的长轴方向设置的压差传感器150。所述浮子140可以将管子100分为包含闭合端102的第一腔室和包含敞口端101的第二腔室。所述驱动装置120可以位于第一腔室内。
[0026]所述驱动装置130可以包括转动装置131和传动装置130。所述转动装置131可以以管子100长轴为中心进行转动，具体地，可以包括:以管子100长轴为中心沿第一方向转动或以管子100长轴为中心沿第二方向转动。所述转动装置131可以受到控制装置120的控制而进行转动。
[0027]所述传动装置132可以包括:与转动装置130相连接的第一端1321，和，与浮子140相连接的第二端1322。所述传动装置132的第一端1321可以受到转动装置131的转动作用。所述传动装置130的第二端1322可以沿管子100长轴方向移动。所述转动装置131以管子100长轴为中心沿第一方向转动时，所述传的装置132的第二端1322可以向管子100的闭合端102移动。所述转动装置131以管子100长轴为中心沿第二方向转动时，所述传动装置132的第二端1322可以向管子100的敞口端101移动。
[0028]所述浮子140的直径可以大于或者等于管子100的内壁直径。所述浮子140可以在传动装置132的作用下，在管子100内移动。所述浮子140的移动范围至少可以包括出液口 110的第一端111至出液口 110的第二端112。
[0029]所述浮子140内可以设置有压差传感器150。所述压差传感器150可以垂直于管子100长轴方向进行放置。所述压差传感器150的两侧受到的压力不相同时，可以产生一测量电压。所述压差传感器150可以传输所述测量电压至控制装置120。所述压差传感器150传输测量电压至所述控制装置120，包括:所述压差传感器150通过数据线传输测量电压至所述控制装置120，或者，所述压差传感器150通过无线波传输测量电压至所述控制装置 120。
[0030]所述流量测量装置还可以包括位移传感器160。所述位移传感器160可以位于可滑动的部件上，例如所述位移传感器160可以位于浮子150内，或者位于浮子150的表面，或者位于传动装置132的第二端1322。所述位移传感器160可以测量浮子位移。所述浮子位移可以包括浮子140至出液口第一端111的距离。所述出液口第一端111处浮子位移可以为O。所述位移传感器150可以通过移动的距离来获得浮子140的位移。所述位移传感器160可以传输浮子位移至控制装置120，具体地:所述位移传感器160通过数据线传输浮子位移至控制装置120，或者，所述位移传感器160通过无线波传输浮子位移至控制装置120。
[0031]所述控制装置120可以输出信号至所述驱动装置130以控制驱动装置130中的转动装置131进行转动。
[0032]图2是控制装置的组成结构示意图。如图2所示，所述控制装置120具体可以包括:存储器121、比较器122、控制器123和流量计算器124。其中，
[0033]所述存储器121，可以用于存储预设的基准电压。
[0034]所述比较器122，可以用于比较压差传感器150发来的测量电压和存储器121中存储的基准电压。
[0035]所述控制器123，可以用于根据比较器122的比较结果输出信号至转动装置131。所述控制器123输出的信号可以包括:第一信号、第二信号和第三信号。所述第一信号可以驱动转动装置131以管子100长轴为中心沿第一方向转动。所述第二信号可以驱动转动装置131以管子100长轴为中心沿第二方向转动。所述第三信号驱动转动装置131停止转动。
[0036]所述流量计算器124，可以用于根据位移传感器160发来的浮子位移，计算产液流量。所述产液的流量与所述浮子位移可以存在对应关系。所述对应关系可以包括:
[0037]q = kv(I)
[0038]公式(I)中，q可以表示产液的实时流量，k可以表示流量系数，V可以表示浮子位移。所述流量系数k可以是一个已知的固定值。
[0039]进一步地，所述管子100内壁上位于出液口 110的第一端111处还可以设置有挡环170。所述挡环170至少有I个。所述挡环170可以用于标识浮子位移为O的位置，即压差传感器150测得的测量电压为O时，浮子140所在的位子。
[0040]使用上述实施例公开的流量测量装置测量产液流量的过程可以包括:
[0041]可以预先存储基准电压至控制装置120的存储器121，例如为3V。初始状态时，没有产液流入测量装置的内腔，嵌入在浮子140中的压差传感器150的两侧没有压力差，产生的测量电压为0，此时，浮子140位于初始位置，例如浮子140可以位移挡环170处。
[0042]当有产液从管子的敞口处101流入管子的内腔时，产液作用于浮子140的一侧，使得压差传感器150产生一测量电压，所述压差传感器150可以将所述测量电压的值传输给控制装置120中的比较器122。所述比较器122可以比较所述测量电压与基准电压，所述测量电压大于基准电压时，所述控制装置120中的控制器123传输第一信号至驱动装置130以使得驱动装置130中的转动装置131以管子100长轴为中心沿第一方向转动，在所述转动装置131的作用下，所述传动装置132的第二端1322向管子100闭合端102移动使得产液可以从出液口 110流出。当产液从出液口 110流出时，产液作用在浮子140上的作用力减小，浮子140内的压差传感器150获得的测量电压减小，当所述测量电压等于基准电压时，控制装置120中的控制器123传输第三信号至转动装置131以驱动转动装置131停止转动。
[0043]若产液的流量增大，则产液作用在浮子140上的作用力增大，相应地，压差传感器150产生的测量电压也增大，所述测量电压大于基准电压。所述控制装置120中的控制器123传输第一信号至转动装置131以驱动转动装置131以管子100长轴为中心沿第一方向转动。在所述转动装置131的作用下，所述传动装置132的第二端1322向管子闭合端102移动，使出液口 110打开的更大，直至压差传感器150获得的测量电压等于基准电压时，控制装置120中的控制器123传输第三信号至转动装置131以驱动转动装置131停止转动。
[0044]若产液的流量减小，则产液作用在浮子140上的作用力减小，相应地，压差传感器150产生的测量电压也减小，所述测量电压小于基准电压。所述控制装置120中的控制器123传输第二信号至转动装置131以驱动转动装置131以管子100长轴为中心沿第二方向转动。在所述转动装置131的作用下，所述传动装置132的第二端1322向管子敞口端101移动，使出液口打开的小一些，直至压差传感器150获得的测量电压等于基准电压时，控制装置120中的控制器123传输第三信号至转动装置131以驱动转动装置131停止转动。
[0045]设置在可滑动部件上的位移传感器160可以根据移动的距离测量浮子位移，并将浮子位移发送至控制装置120中的流量计算器124。
[0046]所述流量计算器124可以根据浮子位移计算出产液流量。所述产液流量与浮子位移存在对应关系，所述对应关系具体可以用公式(I)来表示。
[0047]本实用新型公开的一种流量测量装置的实施例，利用基准电压和压差传感器产生的测量电压之间的差值来控制转动装置的转动方向，传动装置通过转动装置的转动作用产生沿管子轴向的移动，从而拉动或推动浮子进行移动，浮子的移动可以控制出液口的开口大小，从而改变压差传感器产生的测量电压，直至测量电压与基准电压相同。通过位移传感器可以实时测量浮子的水平位移，控制装置中的流量计算器可以计算出与浮子位移对应的产液流量。本实用新型实施例公开的流量测量装置，产液粘度较大或产液中含砂的情况，对浮子的移动不会产生影响，产液仍然可以快速地从出液口流出，流量测量装置可以正确测得产液的流量。
[0048]上述实施例阐明的模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
[0049]虽然通过实施例描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
【权利要求】
1.一种流量测量装置，其特征在于，它包括具有中空内腔的管子，所述管子具有沿其长轴方向延伸的闭合端和相对所述闭合端的敞口端；所述管子的管壁上设置有位于所述敞口端和所述闭合端之间的出液口 ；所述流量测量装置还包括:能沿所述管子的长轴方向滑动并改变所述出液口大小的浮子、一用于驱动所述浮子滑动的驱动装置、用于对所述驱动装置进行控制的控制装置和容置于所述浮子内且垂直于所述管子的长轴方向设置的压差传感器；所述浮子将管子分为包含闭合端的第一腔室和包含敞口端的第二腔室；所述驱动装置位于第一腔室内；所述出液口包括靠近管子敞口端的出液口第一端和靠近管子闭口端的出液口第二端。
2.如权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述驱动装置包括可转动的转动装置，以及在所述转动装置的转动作用下连接浮子的一端沿管子长轴方向滑动的传动>j-U ρ?α装直。
3.如权利要求2所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述控制装置包括:用于存储基准电压的存储器、用于比较压差传感器发来的测量电压和基础电压比较器、用于根据比较器的比较结果控制转动装置的控制器，以及用于计算产液流量的流量计算器。
4.如权利要求3所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述控制器控制转动装置包括: 控制器控制转动装置以管子长轴为中心沿第一方向转动； 控制器控制转动装置以管子长轴为中心沿第二方向转动； 控制器控制转动装置停止转动。
5.如权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述控制装置还包括:设置于浮子内或浮子表面的位移传感器。
6.如权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述浮子的直径大于或者等于管子的内直径。
7.如权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述浮子的至少在出液口第一端与出液口第二端之间的范围中进行滑动。
8.如权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述出液口至少有一个。
9.如权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置还包括位于所述出液口的第一端且设置在所述管子内壁上的挡环。
10.如权利要求9所述的一种流量测量装置，其特征在于，所述挡环至少有一个。
【文档编号】G01F1/52GK203964968SQ201420375222
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】李洪军, 于宝, 岳鹏飞, 黄小钊, 石要松, 张传友, 王巍, 孙立军 申请人:中国石油天然气股份有限公司