一种地下水封洞库测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及地下水封洞库测量技术领域，尤其涉及一种地下水封洞库测量装置。


背景技术：

2.传统地下水封洞库的液位及密度通常采用进口伺服液位计进行测量，其价格高、安装要求高。伺服液位计导向管长度约150米，自地面安装至泵坑内，导向管的垂直度偏差要求不得大于50mm，否则液位计的浮子就会贴着导向管壁移动，影响钢丝受力，降低了伺服液位计的检测精度。但在现场环境中，因受施工影响，导向管的垂直度很难达标，直接影响了伺服液位计的检测精度。此外，现有的地下水封洞库的界面测量方式主要有两种，其一是采用伺服界面计，另一种是采用多个电导式液位开关加套管组合的方式。但前者由于在油水界面长期不动作，在追踪油水界面时，其功能易失效；后者属于非连续测量，且对密封要求较高，一旦被测液体进入装置内会导致装置损坏。上述装置均为进口仪表，其价格昂贵且检测效果却不太理想。为了解决地下水封洞库测量仪表种类少、价格高及检测精度降低甚至失效的问题，需要发明一种新的地下水封洞库测量装置。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种地下水封洞库测量装置，该装置能够实现大规模地下水封洞库工程液位高度、油水界面高度、油品密度、压力及温度的连续测量，为库区计量、控制及安全提供保障。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种地下水封洞库测量装置，包括：
6.套管，内部中空，所述套管固定安装于竖井内，所述套管的一端深入泵坑内，另一端伸出所述竖井；所述套管上间隔设置有多个法兰管嘴，多个法兰管嘴与所述套管连通，且沿所述套管长度方向同列设置；
7.温度采集系统，包括两个温度采集装置，两个温度采集装置与两个所述法兰管嘴一一对应，所述温度采集装置能够采集对应所述法兰管嘴处的温度，所述温度采集系统能够根据两个所述温度采集装置采集的温度信号输出地下洞罐中油气空间温度和油位空间温度；以及
8.压力采集系统，包括多个压力采集装置，所述压力采集装置和所述温度采集装置的数量总和与所述法兰管嘴的数量相等，一个所述压力采集装置对应一个所述法兰管嘴，所述压力采集装置能够采集对应所述法兰管嘴处的压力；所述压力采集系统能够根据多个所述压力采集装置采集的压力信号输出地下洞罐的液位高度、油水界面高度和油品密度。
9.作为本实用新型的一种优选结构，所述法兰管嘴设置有六个，六个所述法兰管嘴由上至下依次作为第一压感法兰管嘴、第一温感法兰管嘴、第二压感法兰管嘴、第二温感法兰管嘴、第三压感法兰管嘴和第四压感法兰管嘴，所述第一温感法兰管嘴和所述第二温感
法兰管嘴上分别设置有所述温度采集装置，所述第一压感法兰管嘴、所述第二压感法兰管嘴、所述第三压感法兰管嘴和第四压感法兰管嘴上分别设置有压力采集装置。
10.作为本实用新型的一种优选结构，所述第三压感法兰管嘴高于所述地下洞罐的最低油位。
11.作为本实用新型的一种优选结构，所述第一压感法兰管嘴、所述第一温感法兰管嘴、所述第二压感法兰管嘴、所述第二温感法兰管嘴、所述第三压感法兰管嘴和所述第四压感法兰管嘴依次置于密封塞下方。
12.作为本实用新型的一种优选结构，所述温度采集装置包括温度传感器和温度变送器，所述温度传感器安装于所述法兰管嘴上，所述温度传感器与地面上的所述温度变送器通讯连接，所述温度变送器被配置为将所述温度传感器检测到的温度信号转换为4ma
‑
20ma的电信号，所述温度采集系统能够根据所述温度变送器转换后的电信号计算出所述地下洞罐内的油气空间温度和油位空间温度。
13.作为本实用新型的一种优选结构，所述压力采集装置包括压力传感器和压力变送器，所述压力传感器安装于所述法兰管嘴上，所述压力传感器与地面上的所述压力变送器通讯连接，所述压力变送器被配置为将所述压力传感器检测到的压力信号转换为4ma
‑
20ma的电信号，所述压力采集系统能够根据所述压力变送器转换后的电信号计算出所述地下洞罐内的液位高度、油水界面高度和油品密度。
14.作为本实用新型的一种优选结构，所述套管依次包括可拆卸连接的第一套管、第二套管和第三套管，所述第一套管的一端伸出所述竖井；多个所述法兰管嘴设置于所述第三套管上，且与所述第三套管连通。
15.作为本实用新型的一种优选结构，所述第一套管管壁上设置有通气孔，所述通气孔贯穿所述第一套管管壁，且与所述第一套管内部连通。
16.作为本实用新型的一种优选结构，所述第一套管伸出所述竖井的一端设置有法兰和法兰盖，所述法兰盖上设置有多个电缆密封接头。
17.作为本实用新型的一种优选结构，还包括有多个电缆固定器，多个所述电缆固定器平行且间隔的固装于所述第三套管的内部，所述电缆固定器上设置有电缆孔。
18.本实用新型的有益效果：本实用新型的地下水封洞库测量装置，包括套管、温度采集系统和压力采集系统，温度采集系统能够根据温度采集装置采集的温度信号输出地下洞罐油气空间温度和油位空间温度；压力采集系统能够根据多个压力采集装置采集的压力信号输出地下洞罐的液位高度、油水界面高度和油品密度。能够实现大规模地下水封洞库工程液位高度、油水界面高度、油品密度、压力及温度的连续测量，为库区计量、控制及安全提供保障。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例所述的地下水封洞库测量装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例所述的套管的结构示意图；
21.图3是本实用新型实施例所述的温度传感器和所述压力传感器安装于所述套管时的结构示意图。
22.图中：
23.1、套管；11、法兰管嘴；111、第一压感法兰管嘴；112、第一温感法兰管嘴；113、第二压感法兰管嘴；114、第二温感法兰管嘴；115、第三压感法兰管嘴；116、第四压感法兰管嘴；12、第一套管；121、通气孔；13、第二套管；14、第三套管；15、电缆固定器；
24.21、温度采集装置；211、温度传感器；212、温度变送器；
25.31、压力采集装置；311、压力传感器；312、压力变送器；
26.100、竖井；200、泵坑；300、地下洞罐；301、最低油位；302、最高油位；303、油气空间；304、油位空间；305、水垫层；400、密封塞。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
31.如图1
‑
图3所示，本实用新型提供了一种地下水封洞库测量装置，包括套管1、温度采集系统和压力采集系统，套管1内部中空，套管1固定安装于竖井100内，套管1的一端深入泵坑200内，另一端伸出竖井100；套管1上间隔设置有多个法兰管嘴11，多个法兰管嘴11与套管1连通，且沿套管1长度方向同列设置；在本实施例中，法兰管嘴11设置有六个，六个法兰管嘴11由上至下依次作为第一压感法兰管嘴111、第一温感法兰管嘴112、第二压感法兰管嘴113、第二温感法兰管嘴114、第三压感法兰管嘴115和第四压感法兰管嘴116；温度采集系统包括两个温度采集装置21，两个温度采集装置21与两个法兰管嘴11一一对应；具体地，温度采集装置21包括温度传感器211和温度变送器212，第一温感法兰管嘴112和第二温感法兰管嘴114上分别安装有温度传感器211，温度传感器211优选为铂热电阻，温度传感器211与地面上的温度变送器212通过电缆通讯连接，温度变送器212将温度传感器211检测到的温度信号转换为4ma
‑
20ma的电信号，温度采集系统再根据温度变送器212转换后的电信号计算出地下洞罐300内的油气空间303温度和油位空间304温度。具体地，油气空间303的温度通过第一温感法兰管嘴112处的温度传感器211测量，经温度变送器212转换得到；油位空间304的温度通过第二温感法兰管嘴114处温度传感器211测量，经温度变送器212转换得
到。
32.压力采集系统包括多个压力采集装置31，压力采集装置31和温度采集装置21的数量总和与法兰管嘴11的数量相等；本实施例中压力采集装置31设置有四个，压力采集装置31包括压力传感器311和压力变送器312，第一压感法兰管嘴111、第二压感法兰管嘴113、第三压感法兰管嘴115和第四压感法兰管嘴116上分别安装有压力传感器311，压力传感器311与地面上的压力变送器312通过电缆通讯连接，压力变送器312将压力传感器311检测到的压力信号转换为4ma
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20ma的电信号，压力采集系统再根据压力变送器312转换后的电信号计算出地下洞罐300内的液位高度、油水界面高度和油品密度。
33.具体地，第一压感法兰管嘴111、第一温感法兰管嘴112、第二压感法兰管嘴113、第二温感法兰管嘴114、第三压感法兰管嘴115和第四压感法兰管嘴116依次置于密封塞400下方。在本实施例中，该地下水封洞库测量装置使用时还需配备有密封塞400，密封塞400为本领域内常用装置，密封塞400上设置有通孔，套管1穿设于通孔，密封塞400外壁抵靠于竖井100内壁，用于隔绝外界与地下洞罐300，防止油汽挥发。优选地，第一压感法兰管嘴111设置于密封塞400之下0.5米处。
34.具体地，如图2和图3所示，套管1依次包括可拆卸连接的第一套管12、第二套管13和第三套管14，第一套管12的一端伸出竖井100；多个法兰管嘴11设置于第三套管14上，且与第三套管14连通；第一套管12、第二套管13和第三套管14通过法兰连接，由dn100的钢制管制成；优选地，水垫层305以下的钢管材质采用双相不锈钢，其他部分采用316ss不锈钢材料。
35.优选地，第一套管12管壁上设置有通气孔121，通气孔121贯穿第一套管12管壁，且与第一套管12内部连通，通气孔121能够平衡套管1内部与外部的压差，便于套管1的安装。
36.具体地，第一套管12伸出竖井100的一端设置有法兰和法兰盖，法兰盖上设置有多个电缆密封接头，用于密封从温度传感器211和压力传感器311引出的电缆。
37.具体地，该地下水封洞库测量装置还包括有多个电缆固定器15，多个电缆固定器15平行且间隔的固装于第三套管14的内部，电缆固定器15上设置有电缆孔。在本实施例中，电缆的固定采用电缆固定器15，且每隔3米设置有一个，电缆固定器15是环形结构的橡胶垫，其外圆直径为103毫米，内圆直径依据所穿电缆的外径开孔。
38.在本实施例中，该地下水封洞库测量装置的第三压感法兰管嘴115始终高于地下洞罐300的最低油位301，依据两点之间的压力增量与增量路径无关的原理计算油品密度ρ、液位高度h及油水界面高度dh，详情如下：
39.地下洞罐300内油品密度ρ为：
[0040][0041]
式中：p3为第三压感法兰管嘴115处的压力传感器311的压力测量值；
[0042]
p2为第二压感法兰管嘴113处的压力传感器311的压力测量值；
[0043]
g为当地的重力加速度；
[0044]
h2为第二压感法兰管嘴113至第三压感法兰管嘴115的距离，在本实施例中为2米。
[0045]
以套管1底端为计量基准点，地下洞罐300的液位高度h为：
[0046][0047]
式中：p1为第一压感法兰管嘴111处的压力传感器311的压力测量值，p3为地下洞罐300内油气空间303的压力；
[0048]
h0为套管1底端至第四压感法兰管嘴116的距离，在本实施例中为0.5米；
[0049]
h1为第三压感法兰管嘴115至第四压感法兰管嘴116间的距离，在本实施例中为泵坑200的深度减去1米，泵坑200的深度为现场施工数据，与具体工程相关。
[0050]
以套管1底端为计量基准点，地下洞罐300内的油水界面高度dh为：
[0051][0052]
式中：p4为第四压感法兰管嘴116处的压力传感器311的压力测量值；
[0053]
ρ1为泵坑200中水的密度。
[0054]
值得注意的是：当地下洞罐300内油位空间304的油品液位低于第二压感法兰管嘴113时，油品密度ρ不遵循上述公式计算(液位高度h和油水界面高度dh仍按照上式计算)，其主要分为两类情况：
[0055]
情况一：当油品被输送至地下洞罐300，但其油品液位低于第二压感法兰管嘴113时，油品密度ρ可按照gb/t1855直接查得或经过检测手段得到的密度测量值。
[0056]
情况二：当油品从地下洞罐300向外输送，当其油品液位低于第二压感法兰管嘴113时，油品密度ρ可以使用检测手段得到的密度测量值。
[0057]
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。