一种累积式气体流量计及采集方法
【专利摘要】一种累积式气体流量计及采集方法，属于煤层气井和天然气井测井【技术领域】。由电路板、马达、滚珠丝杠、推拉杆、活塞、电容传感器、气体收集筒构成；其中接头与承压筒连接；电路板固定在电路板骨架上，电路板骨架与接头连接；马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠与推拉杆连接；推拉杆从接头中穿过，接头与承压筒连接；推拉杆与活塞连接，活塞与电容传感器连接；气体收集筒与接头连接；电路板固定在电路板骨架，马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠通过推拉杆与活塞及电容传感器连接；电路板、电路板骨架、马达和滚珠丝杠均装在承压筒中；马达带动滚珠丝杠和推拉杆能够使活塞打开或关闭；气体收集筒上端的活塞关闭，通过测量气体收集筒充满气体的时间测量产气量。
【专利说明】一种累积式气体流量计及采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种累积式气体流量计及采集方法，属于煤层气井和天然气井测井【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在天然气和煤层气井生产过程中，有时需要了解地下各层的产气量，即测量产气井的产出剖面。目前，对于产气量较大的井能够利用测量温度、压力、含水、密度和涡轮流量的方法计算出井下各层的产气量。然而，对于产气量较小的煤层气和天然气井，此方法则无法满足要求。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种累积式气体流量计及采集方法，采用收集气体的方法测量气产量，能够适用于低产气量井的测井要求。
[0004]一种累积式气体流量计，由电路板、马达、滚珠丝杠、推拉杆、活塞、电容传感器、气体收集筒构成；其中接头与承压筒连接；电路板固定在电路板骨架上，电路板骨架与接头连接；马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠与推拉杆连接；推拉杆从接头中穿过，接头与承压筒连接；推拉杆与活塞连接，活塞与电容传感器连接；气体收集筒与接头连接；
[0005]电路板固定在电路板骨架上，马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠通过推拉杆与活塞及电容传感器连接；电路板、电路板骨架、马达和滚珠丝杠均装在承压筒中；马达带动滚珠丝杠和推拉杆能够使活塞打开或关闭；
[0006]第一密封圈、第二密封圈安装在第一接头上，第三密封圈安装在第二推拉杆上，第四密封圈、第五密封圈安装在第二接头上，第六密封圈安装在推拉杆上，第七密封圈安装在绝缘座上，第八密封圈安装在绝缘套上，第九密封圈安装在电极座上；
[0007]电路板固定在电路板骨架上；马达与减速器连接，减速器下端与驱动总成连接，驱动器总成与第一接头连接；承压筒穿过电路板骨架、马达、减速器和驱动总成拧在第一接头上，承压筒上端与接头连接；第一推拉杆和第二推拉杆连接，第一推拉杆插入第一接头中与驱动总成连接；第一接头上拧上连接管，连接管上拧上第二接头；电极插入电极座，在电极座中依次放入电极锁紧套、绝缘套和绝缘套；推拉杆连接电极座，推拉杆插入第二接头，推拉杆和第二推拉杆连接；电极下端安装扶正支架，气体收集筒拧在第二接头上；
[0008]第一端点与仪器上插头即总线连接，第二端点与仪器外壳连接；第一二极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一稳压管、第二稳压管、第八电容、第九电容、第一三极管、第二三极管组成了稳压电路；
[0009]第十七电阻和第三稳压管产生5V的电压，从第五端点输出供通讯板；
[0010]第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容产生第二集成块、第四集成块使用的浮地电压；第一 A集成块、第三电阻、第四电阻、第三电容组成振荡电路；其输出经过第一 D集成块的10、11脚送入电位器，电位器的滑动端连接到了第二集成块的3脚；第三端点与电容传感器连接；第二集成块、第四电容和电容传感器组成了放大电路；它输出的脉冲幅度与电容传感器的电容量有关；第二集成块的输出IC2-6经第五电容送到了有第三集成块和第六电容组成的相敏检波电路，相敏检波电路将脉冲信号变为直流信号；检波器输出的直流信号经第四集成块、第五集成块、第六电阻、第七电阻组成的放大电路放大后送到了第六集成块的5脚；第六集成块、第八电阻、第七电容构成了电压一频率转换器；其输出经过第十八电阻、第九电阻和第四端点送到了通讯板，最终送往地面仪器；第六集成块是一个三端稳压器。
[0011]一种累积式气体流量采集方法，其特征在于采用收集气体的方法测量气产量，
[0012]当给仪器供电时，在电路的控制下，马达能够正转或反转，活塞在滚珠丝杠的作用下能够关闭或打开；
[0013]当流量计处在同时产气和水的井中并且活塞由打开转向关闭时，由于气体的比重比水小，会在活塞下面形成气体的堆积；
[0014]随着时间的增加，气水界面会逐渐向下推移，最终气体会充满整个气体收集筒；
[0015]因此通过记录活塞关闭到气体充满整个气体收集筒的时间和气体收集筒的长度，计算出整个井筒的产气量；
[0016]对于产气量比较小的井，只要延长等待时间，同样能够准确地测量产气量；
[0017]测量气体收集筒中气水界面位置的传感器是电容传感器；
[0018]当传感器处在全水中时电容量最大，当传感器处在全气中时电容量最小；
[0019]当气体收集筒中气水界面由上往下推移时，传感器电容量会由大变小；
[0020]传感器电容量的大小反映气体收集筒中气水界面的位置；测量电路将传感器电容转换为频率信号送往了地面仪器；当活塞打开后，流量计气体收集筒中的流体状态与井筒中的流体状态相同；
[0021]活塞打开后测量井筒中的持气率。
[0022]一种累积式气体流量采集方法，累积式气体流量计通过记录从活塞关闭到气体收集筒中充满气体的时间来计算产气量；
[0023]气体收集筒能够通过活塞关闭或打开；
[0024]活塞下面安装有电容传感器；
[0025]活塞通过马达、滚珠丝杠和推拉杆等上下移动；
[0026]电路通过测量传感器的电容量确定收集筒中气水界面的位置。
[0027]通过气水两相标定装置试验证明该仪器在50方/天的条件下仍能准确测量产气量。其测量精度小于10%。
[0028]本发明的优点是:
[0029]能够精确测量低产气井的产气量；
[0030]除了测量产气量外该仪器还能够测量持气率。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中:
[0032]图1为本发明的结累积式气体流量计构示意图。
[0033]图2为本发明的局部结构示意图。
[0034]图3为本发明的局部结构示意图。
[0035]图4为本发明的局部结构示意图。
[0036]图5为本发明的局部结构示意图。
[0037]图6为本发明的局部结构示意图。
[0038]图7为本发明的局部结构示意图。
[0039]图8为本发明的主板电路结构示意图。
[0040]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
【具体实施方式】
[0041]显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
[0042]实施例1:如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，图2、图3、图4、图5、
图6和图7组成整体的本发明的结构。
[0043]一种累积式气体流量采集方法，它采用收集气体的方法测量气产量，能够适用于低产气量井的测井要求。
[0044]参考图1，一种累积式气体流量计，由电路板A2、马达A5、滚珠丝杠A6、推拉杆A7、活塞A9、电容传感器A10、气体收集筒All等构成。其中接头Al与承压筒A4连接。电路板A2固定在电路板骨架A3上，电路板骨架A3与接头A8连接。马达A5与滚珠丝杠A6连接，滚珠丝杠A6与推拉杆A7连接。推拉杆A7从接头A8中穿过,接头A8与承压筒A4连接。推拉杆A7与活塞A9连接，活塞A9与电容传感器AlO连接。气体收集筒All与接头A8连接。
[0045]当给仪器供电时，在电路的控制下，马达能够正转或反转，活塞A9在滚珠丝杠的作用下能够关闭或打开。当流量计处在同时产气和水的井中并且活塞A9由打开转向关闭时，由于气体的比重比水小，会在活塞A9下面形成气体的堆积。随着时间的增加，气水界面会逐渐向下推移，最终气体会充满整个气体收集筒。气体收集筒的长度是已定的，因此通过记录活塞A9关闭到气体充满整个气体收集筒的时间，就能够计算出整个井筒的产气量。对于产气量比较小的井，只要延长等待时间，同样能够准确地测量产气量。测量气体收集筒中气水界面位置的传感器是电容传感器A10。当传感器处在全水中时电容量最大，当传感器处在全气中时电容量最小。当气体收集筒中气水界面由上往下推移时，传感器电容量会由大变小。因此，传感器电容量的大小能够反映气体收集筒中气水界面的位置。测量电路将传感器电容转换为频率信号送往了地面仪器。当活塞A9打开后，流量计气体收集筒中的流体状态与井筒中的流体状态相同。因此，该仪器在活塞A9打开后还能够测量井筒中的持气率。
[0046]电路板固定在电路板骨架上，马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠通过推拉杆与活塞A9及电容传感器AlO连接。电路板、电路板骨架、马达和滚珠丝杠均装在承压筒中。马达带动滚珠丝杠和推拉杆能够使活塞A9打开或关闭。
[0047]一种累积式气体流量计，具体组装过程是，第一密封圈9、第二密封圈10安装在第一接头8上，第三密封圈13安装在第二推拉杆14上，第四密封圈15、第五密封圈17安装在第二接头16上，第六密封圈19安装在推拉杆18上，第七密封圈22安装在绝缘座21上，第八密封圈23安装在绝缘套24上，第九密封圈26安装在电极座27上；
[0048]将电路板4固定在电路板骨架3上；马达5与减速器6连接，减速器6下端与驱动总成7连接，驱动器总成7与第一接头8连接；将承压筒2穿过电路板骨架3、马达5、减速器6和驱动总成7拧在第一接头8上，承压筒2上端与接头I连接；将第一推拉杆11和第二推拉杆14连接在一起,并将第一推拉杆11插入第一接头8中与驱动总成7连接；在第一接头8上拧上连接管12，在连接管12上拧上第二接头16 ;将电极28插入电极座27，在电极座27中依次放入电极锁紧套25、绝缘套24和绝缘套21 ;连接推拉杆18和电极座27，将推拉杆18插入第二接头16，使推拉杆18和第二推拉杆14连接在一起；在电极29下端安装上扶正支架30，将气体收集筒29拧在第二接头16上。仪器组装完毕。
[0049]图8中第一端点El与仪器上插头即总线连接，第二端点E2与仪器外壳连接。第一二极管CR1、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一稳压管VR1、第二稳压管VR2、第八电容C8、第九电容C9、第一三极管Q1、第二三极管Q2等组成了稳压电路，产生电路需要的电压。
[0050]第十七电阻R17和第三稳压管VR3产生5V的电压从第五端点E5输出供通讯板使用。
[0051]第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第二电容C2产生第二集成块IC2、第四集成块IC4A使用的浮地电压。第一 A集成块IC1A、第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3组成了振荡电路。其输出经过第一 D集成块IClD的10、11脚送入电位器P1，电位器Pl的滑动端连接到了第二集成块IC2的3脚。第三端点E3与电容传感器AlO连接。第二集成块IC2、第四电容C4和电容传感器AlO组成了放大电路。它输出的脉冲幅度与电容传感器AlO的电容量有关。第二集成块IC2的输出IC2-6经第五电容C5送到了有第三集成块IC3A和第六电容C6组成的相敏检波电路,相敏检波电路将脉冲信号变为直流信号。检波器输出的直流信号经第四集成块IC4A、第五集成块IC4B、第六电阻R6、第七电阻R7组成的放大电路放大后送到了第六集成块IC5的5脚。第六集成块IC5、第八电阻R8、第七电容C7构成了电压一频率转换器。其输出经过第十八电阻R18、第九电阻R9和第四端点E4送到了通讯板，最终送往地面仪器。第六集成块IC6是一个三端稳压器。
[0052]如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果能够有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种累积式气体流量计，其特征在于，由电路板、马达、滚珠丝杠、推拉杆、活塞、电容传感器、气体收集筒构成；其中接头与承压筒连接；电路板固定在电路板骨架上，电路板骨架与接头连接；马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠与推拉杆连接；推拉杆从接头中穿过，接头与承压筒连接；推拉杆与活塞连接，活塞与电容传感器连接；气体收集筒与接头连接； 电路板固定在电路板骨架上，马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠通过推拉杆与活塞及电容传感器连接；电路板、电路板骨架、马达和滚珠丝杠均装在承压筒中；马达带动滚珠丝杠和推拉杆能够使活塞打开或关闭； 第一密封圈、第二密封圈安装在第一接头上，第三密封圈安装在第二推拉杆上，第四密封圈、第五密封圈安装在第二接头上，第六密封圈安装在推拉杆上，第七密封圈安装在绝缘座上，第八密封圈安装在绝缘套上，第九密封圈安装在电极座上； 电路板固定在电路板骨架上；马达与减速器连接，减速器下端与驱动总成连接，驱动器总成与第一接头连接；承压筒穿过电路板骨架、马达、减速器和驱动总成拧在第一接头上，承压筒上端与接头连接；第一推拉杆和第二推拉杆连接，第一推拉杆插入第一接头中与驱动总成连接；第一接头上拧上连接管，连接管上拧上第二接头；电极插入电极座，在电极座中依次放入电极锁紧套、绝缘套和绝缘套；推拉杆连接电极座，推拉杆插入第二接头，推拉杆和第二推拉杆连接；电极下端安装扶正支架，气体收集筒拧在第二接头上； 第一端点与仪器上插头即总线连接，第二端点与仪器外壳连接；第一二极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一稳压管、第二稳压管、第八电容、第九电容、第一三极管、第二三极管组成了稳压电路； 第十七电阻和第三稳压管产生5V的电压，从第五端点输出供通讯板； 第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容产生第二集成块、第四集成块使用的浮地电压；第一 A集成块、第三电阻、第四电阻、第三电容组成振荡电路；其输出经过第一 D集成块的10、11脚送入电位器，电位器的滑动端连接到了第二集成块的3脚；第三端点与电容传感器连接；第二集成块、第四电容和电容传感器组成了放大电路；它输出的脉冲幅度与电容传感器的电容量有关；第二集成块的输出IC2-6经第五电容送到了有第三集成块和第六电容组成的相敏检波电路，相敏检波电路将脉冲信号变为直流信号；检波器输出的直流信号经第四集成块、第五集成块、第六电阻、第七电阻组成的放大电路放大后送到了第六集成块的5脚；第六集成块、第八电阻、第七电容构成了电压一频率转换器；其输出经过第十八电阻、第九电阻和第四端点送到了通讯板，最终送往地面仪器；第六集成块是一个三端稳压器。
2.一种累积式气体流量采集方法，其特征在于采用收集气体的方法测量气产量， 当给仪器供电时，在电路的控制下，马达能够正转或反转，活塞在滚珠丝杠的作用下能够关闭或打开； 当流量计处在同时产气和水的井中并且活塞由打开转向关闭时，由于气体的比重比水小，会在活塞下面形成气体的堆积； 随着时间的增加，气水界面会逐渐向下推移，最终气体会充满整个气体收集筒； 因此通过记录活塞关闭到气体充满整个气体收集筒的时间和气体收集筒的长度，计算出整个井筒的产气量； 对于产气量比较小的井，只要延长等待时间，同样能够准确地测量产气量； 测量气体收集筒中气水界面位置的传感器是电容传感器； 当传感器处在全水中时电容量最大，当传感器处在全气中时电容量最小； 当气体收集筒中气水界面由上往下推移时，传感器电容量会由大变小； 传感器电容量的大小反映气体收集筒中气水界面的位置；测量电路将传感器电容转换为频率信号送往了地面仪器；当活塞打开后，流量计气体收集筒中的流体状态与井筒中的流体状态相同； 活塞打开后测量井筒中的持气率。
3.根据权利要求2所述的一种累积式气体流量采集方法，其特征在于:气体收集筒中所充气体的多少采用电容传感器进行测量。
4.根据权利要求2所述的一种累积式气体流量采集方法，其特征在于:马达与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠通过推拉杆与活塞及电容传感器连接；电路板、电路板骨架、马达和滚珠丝杠均装在承压筒中；马达带动滚珠丝杠和推拉杆能够使活塞打开或关闭；活塞的关闭与打开通过马达带动滚珠丝杠和推拉杆来实现。
5.根据权利要求2所述的一种累积式气体流量采集方法，其特征在于:当给仪器供电时，在电路的控制下，马达能够正转或反转，活塞在滚珠丝杠的作用下能够关闭或打开；当流量计处在同时产气和水的井中并且活塞由打开转向关闭时，由于气体的比重比水小，会在活塞下面形成气体的堆积；随着时间的增加，气水界面会逐渐向下推移，最终气体会充满整个气体收集筒；气体收集筒的长度是已定的，因此通过记录活塞关闭到气体充满整个气体收集筒的时间，就能够计算出整个井筒的产气量；对于产气量比较小的井，只要延长等待时间，同样能够准确地测量产气量；测量气体收集筒中气水界面位置的传感器是电容传感器；当传感器处在全水中时电容量最大，当传感器处在全气中时电容量最小；当气体收集筒中气水界面由上往下推移时，传感器电容量会由大变小；因此，传感器电容量的大小能够反映气体收集筒中气水界面的位置；测量电路将传感器电容转换为频率信号送往了地面仪器；当活塞打开后，流量计气体收集筒中的流体状态与井筒中的流体状态相同；因此，该仪器在活塞打开后还能够测量井筒中的持气率。
【文档编号】E21B49/08GK104213914SQ201310220281
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】左俊林, 王延年, 唐林, 解辉, 门相勇, 陈永昌, 蔡文渊, 李忠百, 李瑞安, 王峰, 张凯亮, 李彦飞 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 中石油煤层气有限责任公司, 中国石油集团测井有限公司, 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司