专利名称：井下电磁流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田注水井的井下流量电磁法测定装置。
目前国内外油田注水井井下的分层流量测定，均采用浮子流量计或涡轮流量计，这两种流量计都是靠注入水冲动机械活动部件来获取流量信号的。为了使机械活动部件不被泥砂等杂质卡死，对注入水的水质和井下状况提出了极高的要求，这无法适应目前极力推广和已广泛采用的污水回注的工艺要求，且机械式流量计的使用寿命短，测量精度较低。
市场上所见的电磁流量计，虽具有无机械活动部件、测量精度高的特点，但均采用水流直通式流道，无法在井下小尺寸空间和高压环境下使用，只适用于地面使用。
名称为“一种电磁流量计”的专利技术(实用新型专利公告号CN2098009U)公开了一种用于测定酸、碱、盐导电溶液和矿浆、泥浆等介质的体积流量的电磁流量计，其特征在于防护外壳和测量管是以非导磁材料合二为一地浇注或注塑成一直通圆管，虽具有制造工艺简单、密封性能好等优点，但直通式流道无法与井下供电部分配合，从而难以实现井下数据测量及记录。
本发明的目的就在于提供一种能适用于高压强、小尺寸空间和任何水质环境、并可附加井上供电、直接读出或井下供电、数据存贮记录的井下水流量电磁法测定装置——“井下电磁流量计”。
本发明的特征在于采用等压舱结构形式的探测器和非直流通道结构。
本发明是这样实现的本发明的电磁流量计，整体外形如
图1所示，整体为一圆筒状，包括探测器1、电路2、电源3、绳帽4几个部分。探测器1采用等压舱结构形式，即通过一个或几个弹性隔膜隔离舱内外，探测器的工作部分(线圈、铁芯)置于舱内，电极密封安装在内保护筒筒壁上。流量信号接收端露出舱外，电极引线端在舱内，将流量信号通过密封塞传输到电路2，舱内充满液压油，当本装置放入井下时，环境压强增大，弹性膜隔变形，压迫液压油，使舱内外压强保持相等，从而简化了高压环境下电极密封的条件要求。在探测器上设有非直流式进水流道，即侧孔流道，侧孔流道的数量为两个或两个以上；侧孔流道可以是直孔，也可是斜孔；电路2是低功耗电路设计，可实现电池或电源供电；电路2包括测量电路及数据存贮系统，测量电路把从探测器1引入的交变电信号放大处理转变为直流电信号，再转变为测量数据，并进行数据存贮。电源3以电池或稳压电源向电路2供电；绳帽4连接下井电缆或下井钢丝绳，同时起到万一装置落入井中的打捞头作用。
上述探测器1的等压舱采用的弹性隔膜可由金属、橡胶或其它材料制得，形状可以是片状或筒状。
本发明无机械活动部件，适用于污水回注或含砂井注水，本发明采用侧孔进水流道和低功耗电路设计，精度和灵敏度高。既可用井上供电和记录的单芯电缆下井方式，也可采用井下供电、井下数据处理、井下存贮记录的钢丝绳下井方式(用钢丝绳下井，就省去电缆及其井上相应配套设备)。本装置结构简单，造价低廉，使用方便，适用于高压强、小尺寸空间环境及任何水质条件下水流量的测量，特别适宜井下流量的测定。
下面根据附图对本发明作进一步的详细描述。
图1是本发明井下电磁流量计的整体外形示意图；图2是本发明井下电磁流量计的探测器的剖面示意图；图3是实施例1的电路框图；图4是井下电磁流量计的实施例2的整体示意图；图5是实施例2的电路框图实施例1图1为本发明的整体外形示意图。
本装置为一圆筒形状，一般为金属筒，包括探测器1、电路2、电源3、绳帽4等。探测器1、电路2及电源3被依次安装在圆形筒的外保护筒内，绳帽4在圆筒的一端。
图2为探测器1的剖面示意图，探测器1由等压舱31，侧孔进水流道12，出水口13组成。等压舱31由外保护筒5、线圈6、铁芯7、电极8、弹性隔膜9、液压油10、内保护筒11等几个部分组成。
本发明的探测器采用等压舱结构形式是内、外保护筒采用较薄壁厚形式而实现高压密封的可靠保证。由于井下压强很高，采用等压舱结构才可能使保护筒壁做得足够薄。本发明装置的等压舱31的结构是这样的，通过一个筒状弹性膜隔离舱内外，线圈6、铁芯7置于舱内，用于获取信号的一对电极8密封安装在内保护筒11筒壁上，流量信号接收端(电极8的电极头)伸出舱外，电极8引线端在舱内，将流量信号通过密封塞传输到电路2，[电极8本身的密封为等压密封]，舱内充满液压油10。当本装置放入井下时，环境压强增大，等压舱的弹性隔膜9变形，压迫液压油10，使舱内外压强保持相等。在探测器1筒壁上设计了两个(或两个以上)斜孔(或直孔)进水道12，出水口13设在探测器1的顶端。电路2的两端分别连着探测器1和电源3，置于流量计圆筒内。
图3为本实施例电路2的组成框图，电路2包括磁场驱动电路15、运算放大器组16、相敏检波器17、电压——频率变换器18、单片机处理器19、8位锁存器20、RAM存贮器21、RS232专用接口22、电源稳压电路23。
电源3与电路2相连接，电源3通过密封塞向电路2提供直流电，其另一端与绳帽4相连，绳帽4同时起到读出接口保护和万一装置落入井下时的打捞头作用。
使用该装置下井测量时，先用钢丝绳将本装置在绳帽处接挂好，放入井下，水流由侧孔流道入口12流进，由出水口13流出，此时，在探测器1中，利用电磁感应实现从流速到电信号的转换，电路2中的测量电路运算放大器组16把从探测器1引入的交变电信号放大处理，通过相敏检波器17转变为直流信号，再经电压一频率变换器18转变为脉冲频率值，再送入数据存贮器存贮。测量结束后，用钢丝绳将本装置拉上地面，接通地面计算机，采用RS232接口22的标准输出数据，即可得到测得的流量数据。
本装置有以下优点组16把从探测器1引入的交变电信号放大处理，通过相敏检波器17转变为直流信号，再经电压一频率变换器18转变为脉冲频率值，再送入数据存贮器存贮。测量结束后，用钢丝绳将本装置拉上地面，接通地面计算机，采用RS232接口22的标准输出数据，即可得到测得的流量数据。
本装置有以下优点1、无机械活动部件，适宜于任何水质条件下的流量测量。
2、可用于井下高压强条件下的注水流量测定，其测量精度达±1％。
3、具有较高的灵敏度，在流速1毫米/秒的低流速下就可启动测量系统。
实施例2本发明电磁流量计还可以在其它条件与实施例1相同的情况下省去电源3及井下数据存贮系统，通过下井供电电缆实现测量数据的实时读出和显示。如图4所示，该装置包括四个部分，即单芯传输电缆、探测器1、电路30和绳帽4。探测器结构完全同实施例1中探测器1。以单芯电缆连接绳帽4下井，由单芯电缆井上供电，且由电缆将井下流量信号引出，在地面表上实时读出。
图5为本实施例电路30的组成电路框图，由运算放大器24、相敏检波器25、电压频率变换器26、磁埸驱动电路27、电源稳压电路28、单芯传输电缆、井上地面表29等组成。
该装置特点是可实现实时读出。
权利要求
1.一种井下电磁流量计，包括探测系统、电源系统、电路系统、绳帽、进出水流道等部分，其特征是探测系统的探测器1设计为等压舱31的结构形式和采用非直流式进水流道12。
2.根据权利要求1所述的井下电磁流量计，其探测器1采用的等压舱结构形式特征为等压舱31包含外保护筒5、内保护筒11、线圈6、铁芯7、弹性隔膜9、电极8、液压油10。
3.根据权利要求2所述的井下电磁流量计，其特征是等压舱所用的弹性隔膜9，可为金属、橡胶或其它材料制得，形状为筒状或片状。
4.根据权利要求3所述的井下电磁流量计，其特征是形成等压舱所用的弹性隔膜9，数量可为一个或几个。
5.根据权利要求2所述的井下电磁流量计，其特征是等压舱内充有液压油10。
6.根据权利要求2所述的井下电磁流量计，其特征在于电极8密封安装在内保护筒11的筒壁上，电极8的电极头穿过内保护筒壁位于进水流道中。
7.根据权利要求1所述的井下电磁流量计，其非直流式进水流道12的侧孔特征是可采用两个(或两个以上)的斜孔(或直孔)。
全文摘要
本发明为一种井下水流量电磁法测定装置——井下电磁流量计,该装置采用等压舱结构形式的探测器和非直流式进水流道,适用于高压强、小尺寸空间环境和任何水质情况。本装置可用电缆供电和井上记录,也可设计为附加井下供电、井下存贮记录电路,用钢丝绳下井。本装置结构简单，使用方便,测量精度和灵敏度高。
文档编号G01F1/58GK1185582SQ96117840
公开日1998年6月24日 申请日期1996年12月19日 优先权日1996年12月19日
发明者岑大刚, 殷绍忠, 赵海城, 辛宇亮 申请人:中国工程物理研究院应用电子学研究所