井下渦輪流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種井下渦輪流量計(jì)，包括：測(cè)量管，其具有入液口和出液口；渦輪，其能隨液流轉(zhuǎn)動(dòng)地容置于在所述入液口與所述出液口之間的所述測(cè)量管內(nèi)；電動(dòng)機(jī)，其具有一輸出軸，該輸出軸與所述渦輪相連接；測(cè)量系統(tǒng)，其接近于所述渦輪設(shè)置，用于測(cè)量所述渦輪的轉(zhuǎn)速。所述測(cè)量系統(tǒng)包括傳感器，其臨近于所述渦輪設(shè)置，用于測(cè)量所述渦輪的轉(zhuǎn)速；處理電路，其與所述傳感器相電連，用于接收所述傳感器發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)并對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理。本實(shí)用新型采用以上結(jié)構(gòu)，有效的避免了當(dāng)小流量經(jīng)過(guò)時(shí)渦輪不轉(zhuǎn)動(dòng)的情形，提高了井下渦輪流量計(jì)的測(cè)量精度。
【專利說(shuō)明】井下渦輪流量計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于油井的小排量流量計(jì)，尤其用于測(cè)試油井井底流量的流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，油田對(duì)井下流量的測(cè)試十分重視。井下渦輪流量計(jì)因其體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)試準(zhǔn)確被廣泛應(yīng)用于井下流量的測(cè)試。井下渦輪流量計(jì)是將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)，得到流量值。具體來(lái)說(shuō)，鐵磁性的渦輪葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中切割磁力線，傳感器經(jīng)過(guò)檢測(cè)得到感應(yīng)信號(hào)，感應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理得到流量值。
[0003]但是，現(xiàn)在有很多油田進(jìn)入開發(fā)的中后期，油井的產(chǎn)液量也越來(lái)越小。當(dāng)流體流量較小時(shí)，流體無(wú)法克服渦輪的啟動(dòng)排量，此時(shí)渦輪就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，井下渦輪流量計(jì)就不會(huì)檢測(cè)到這部分的流體，這樣必然會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的不精確。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供了一種井下渦輪流量計(jì)，其能夠精確地檢測(cè)出流體的流量。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種井下渦輪流量計(jì)，所述井下渦輪流量計(jì)包括:測(cè)量管，其具有入液口和出液口 ；渦輪，其能隨液流轉(zhuǎn)動(dòng)地容置于在所述入液口與所述出液口之間的所述測(cè)量管內(nèi)；電動(dòng)機(jī)，其具有一輸出軸，該輸出軸與所述渦輪相連接；測(cè)量系統(tǒng)，其接近于所述渦輪設(shè)置，用于測(cè)量所述渦輪的轉(zhuǎn)速。
[0006]優(yōu)選地，所述測(cè)量系統(tǒng)包括傳感器，其臨近于所述渦輪設(shè)置，用于測(cè)量所述渦輪的轉(zhuǎn)速；處理電路，其與所述傳感器相電連，用于接收所述傳感器發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)并對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理。
[0007]優(yōu)選地，所述傳感器為霍爾傳感器。
[0008]優(yōu)選地，所述處理電路包括:微分電路，其與所述傳感器相電連，用于接收所述傳感器發(fā)出的所述感應(yīng)信號(hào)并將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)；計(jì)算電路，其與所述微分電路相電連，用于接收所述微分電路發(fā)出的脈沖信號(hào)并根據(jù)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。
[0009]優(yōu)選地，所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述井下渦輪流量計(jì)還包括與所述電動(dòng)機(jī)相電連且用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓固定。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述井下渦輪流量計(jì)還包括與所述驅(qū)動(dòng)電路相電連且用于控制所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓的控制電路。
[0012]優(yōu)選地，所述測(cè)量管具有沿其軸向延伸的兩端，所述測(cè)量管的兩端分別設(shè)置有扶正器。
[0013]優(yōu)選地，所述測(cè)量管的一端部設(shè)置有電纜頭，另一端部設(shè)置有導(dǎo)向錐頭。
[0014]優(yōu)選地，所述井下渦輪流量計(jì)還包括罩設(shè)在位于入液口處的集流傘。[0015]本實(shí)用新型采用以上結(jié)構(gòu)，有效的避免了當(dāng)小流量經(jīng)過(guò)時(shí)渦輪不轉(zhuǎn)動(dòng)的情形，提高了井下渦輪流量計(jì)的測(cè)量精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來(lái)限制本實(shí)用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本實(shí)用新型的理解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本實(shí)用新型。
[0017]圖1顯示了本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2顯示了本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)的原理圖。
[0019]圖3顯示了本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)的電動(dòng)機(jī)控制原理圖。
[0020]附圖中:1、測(cè)量管；11、入液口 ；12、出液口 ；13、內(nèi)腔；2、渦輪；3、電動(dòng)機(jī)；31、輸出軸；4、測(cè)量系統(tǒng)；41、傳感器；42、處理電路；421、微分電路；422、計(jì)算電路；431、驅(qū)動(dòng)電路；432、控制電路；5、扶正器；6、導(dǎo)向錐頭；7、電纜頭；8、集流傘。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0022]本實(shí)用新型公開了井下渦輪流量計(jì)，井下渦輪流量計(jì)用于對(duì)井下的流體的流量進(jìn)行檢測(cè)。參照?qǐng)D1至圖3所示，圖1顯示了本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示了本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)的原理示意圖；圖3顯示了本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)的電動(dòng)機(jī)控制原理圖；井下渦輪流量計(jì)包括測(cè)量管1、渦輪2、電動(dòng)機(jī)3和測(cè)量系統(tǒng)4。
[0023]測(cè)量管I沿其自身軸向延伸，測(cè)量管I具有中空的內(nèi)腔13。測(cè)量管I上設(shè)置有入液口 11和出液口 12。入液口 11和出液口 12分別與測(cè)量管I的內(nèi)腔13相連通。入液口11和出液口 12沿測(cè)量管I的軸向排布。井下流體可以自測(cè)量管I的入液口 11進(jìn)入，在經(jīng)過(guò)測(cè)量管I的內(nèi)腔13后再?gòu)臏y(cè)量管I的出液口 12流出。井下渦輪流量計(jì)還包括一集流傘8，集流傘8位于入液口 11處，且罩設(shè)在測(cè)量管I外。集流傘8可以起到匯集流體的作用。測(cè)量管I沿其自身軸向上具有兩端，在測(cè)量管I的兩端外分別罩設(shè)有扶正器5，扶正器5用于將井下渦輪流量計(jì)固定在井的軸向上。在測(cè)量管I的一端部即靠近出液口 12的一端設(shè)置有電纜頭7，在測(cè)量管I的另一端部即靠近入液口 11的一端設(shè)置有導(dǎo)向錐頭6。電纜頭7可以用于連接地面裝置或多參數(shù)測(cè)試儀等裝置。導(dǎo)向錐頭6可以起導(dǎo)引作用，以便井下渦輪流量計(jì)從地面放置于選定位置。
[0024]渦輪2能隨液流繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地置于測(cè)量管I內(nèi)。渦輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線可以大體與測(cè)量管I的軸線相垂直。渦輪2位于入液口 11和出液口 12之間。在流體從入液口 11進(jìn)入測(cè)量管I內(nèi)再?gòu)某鲆嚎?12流出測(cè)量管I的過(guò)程中，流體必然會(huì)經(jīng)過(guò)渦輪2并且?guī)?dòng)渦輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。[0025]電動(dòng)機(jī)3具有輸出軸31，電動(dòng)機(jī)3的輸出軸31與渦輪2相連接。電動(dòng)機(jī)3可以驅(qū)動(dòng)渦輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]測(cè)量系統(tǒng)4接近于渦輪2。測(cè)量系統(tǒng)4用于測(cè)量所述渦輪2轉(zhuǎn)速。測(cè)量系統(tǒng)4包括傳感器41和處理電路42。傳感器41與渦輪2相連接，傳感器41可以用于測(cè)量渦輪2的轉(zhuǎn)速。在渦輪2轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，渦輪2切割磁力線，磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生改變。傳感器41對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)以得到感應(yīng)信號(hào)。傳感器41可以為霍爾傳感器，霍爾傳感器的動(dòng)態(tài)性能好、靈敏度高。此時(shí)，感應(yīng)信號(hào)為交變信號(hào)。傳感器41還可以臨近于渦輪2設(shè)置，傳感器41臨近渦輪2可以減少檢測(cè)過(guò)程中的漏失，以提高測(cè)量的精度。處理電路42可以對(duì)得到的交變信號(hào)進(jìn)行處理以得到流量。
[0027]本實(shí)用新型的工作原理如下:當(dāng)渦輪2置于靜止的液體中，渦輪2在電動(dòng)機(jī)3的控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器41在該種情況下得到此時(shí)的交變信號(hào)，并將此時(shí)的交變信號(hào)傳給處理電路42 ;當(dāng)有流體經(jīng)過(guò)渦輪2時(shí)，渦輪2的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，傳感器41在該種情況下得到此時(shí)的交變信號(hào)，并將此時(shí)的交變信號(hào)再傳給處理電路42，處理電路42根據(jù)兩次交變信號(hào)的差異得到流體的流量。
[0028]當(dāng)井下的流量較小時(shí)，流體的沖擊力較小。如果采用傳統(tǒng)的井下渦輪流量計(jì)，渦輪2在啟動(dòng)過(guò)程中需要克服一定的阻力，而小排量的流體可能會(huì)無(wú)法驅(qū)使渦輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。因此當(dāng)有小流量的流體流過(guò)，渦輪2有可能存在不轉(zhuǎn)動(dòng)的情形。一旦發(fā)生這種情形，就必然會(huì)導(dǎo)致井下渦輪流量計(jì)測(cè)量數(shù)值的不精確。
[0029]相反，本實(shí)用新型的井下渦輪流量計(jì)中的渦輪2 —直處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，即使當(dāng)渦輪2置于靜止的流體中，渦輪2仍然在電動(dòng)機(jī)3的控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，處理電路42對(duì)此時(shí)傳感器41接收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行處理并確定標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)流體經(jīng)過(guò)渦輪2后，流體改變渦輪2的轉(zhuǎn)速，在此過(guò)程中流體不必克服渦輪2的啟動(dòng)阻力，因此無(wú)論多小的流量都會(huì)被渦輪2檢測(cè)得到，處理電路42對(duì)此事傳感器41接收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行處理?yè)Q算得到井下流體的流量。
[0030]采用本實(shí)用新型中井下渦輪流量計(jì)，有效的避免了當(dāng)小流量流體經(jīng)過(guò)時(shí)渦輪2不轉(zhuǎn)動(dòng)的情形，提高了井下渦輪流量計(jì)的測(cè)量精度。
[0031]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，處理電路42包括微分電路421和計(jì)算電路422。微分電路421與傳感器41相電連,微分電路421可以將傳感器41發(fā)出的交變信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)。計(jì)算電路422與微分電路421相電連，計(jì)算電路422可以將微分電路421發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。微分電路421將流體流過(guò)前和流體流過(guò)時(shí)的交變信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)。計(jì)算電路接收422這兩次脈沖信號(hào)，再根據(jù)這兩次脈沖信號(hào)的差值計(jì)算得到流體的流量。
[0032]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)3的輸出軸31勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)3給予潤(rùn)輪2一個(gè)固定的轉(zhuǎn)矩。此時(shí)在流體經(jīng)過(guò)渦輪2前，傳感器41得到的交變信號(hào)較為穩(wěn)定，該種交變信號(hào)經(jīng)過(guò)微分電路421處理后得到波形穩(wěn)定的脈沖信號(hào)以便于計(jì)算電路的計(jì)算。
[0033]當(dāng)渦輪2處于靜止的液體中時(shí)，電動(dòng)機(jī)3的輸出軸31驅(qū)使渦輪2以一個(gè)固定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)傳感器41輸出一定的脈沖信號(hào)。當(dāng)有流體經(jīng)過(guò)井下渦輪流量計(jì)時(shí)，渦輪2的轉(zhuǎn)速隨之增大，脈沖信號(hào)的頻率也增大。這時(shí)可以根據(jù)脈沖信號(hào)的頻率來(lái)得到流體的流速，并最終得到流量的大小。
[0034]在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中，參照?qǐng)D3所示，井下渦輪流量計(jì)還可以包括驅(qū)動(dòng)電路431，驅(qū)動(dòng)電路431可以與電動(dòng)機(jī)3相電連，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路431的輸出電壓固定，以使得電動(dòng)機(jī)3的輸出軸維持在同一轉(zhuǎn)速上轉(zhuǎn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，輸出電壓的電壓值可以為5V，這個(gè)數(shù)值一般由小排量流量計(jì)的實(shí)際工況和測(cè)量需要而定。當(dāng)然的，本實(shí)用新型的保護(hù)不應(yīng)僅局限于輸出電壓的電壓值上。
[0035]進(jìn)一步的，參照?qǐng)D3所示，井下渦輪流量計(jì)還可以包括控制電路432，控制電路432與驅(qū)動(dòng)電路431相電連，控制電路432用于控制所述驅(qū)動(dòng)電路431的輸出電壓。控制電路432可以位于測(cè)量管I外，驅(qū)動(dòng)電路431可以位于測(cè)量管I內(nèi)，控制電路432可以通過(guò)電纜頭7與驅(qū)動(dòng)電路431相連。
[0036]本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0037]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種井下渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述井下渦輪流量計(jì)包括: 測(cè)量管，其具有入液口和出液口； 渦輪，其能隨液流轉(zhuǎn)動(dòng)地容置于在所述入液口與所述出液口之間的所述測(cè)量管內(nèi)； 電動(dòng)機(jī)，其具有一輸出軸，該輸出軸與所述渦輪相連接； 測(cè)量系統(tǒng)，其接近于所述渦輪設(shè)置，用于測(cè)量所述渦輪的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)包括: 傳感器，其臨近于所述渦輪設(shè)置，用于測(cè)量所述渦輪的轉(zhuǎn)速； 處理電路，其與所述傳感器相電連，用于接收所述傳感器發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)并對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述傳感器為霍爾傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于，所述處理電路包括: 微分電路，其與所述傳感器相電連，用于接收所述傳感器發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)并將所述感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)； 計(jì)算電路，其與所述微分電路相電連，用于接收所述微分電路發(fā)出的脈沖信號(hào)并根據(jù)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述井下渦輪流量計(jì)還包括與所述電動(dòng)機(jī)相電連且用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述井下渦輪流量計(jì)還包括與所述驅(qū)動(dòng)電路相電連且用于控制所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓的控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述測(cè)量管具有沿其軸向延伸的兩端，所述測(cè)量管的兩端分別設(shè)置有扶正器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述測(cè)量管的一端部設(shè)置有電纜頭，另一端部設(shè)置有導(dǎo)向錐頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下渦輪流量計(jì)，其特征在于:所述井下渦輪流量計(jì)還包括罩設(shè)在位于入液口處的集流傘。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK203808979SQ201420107078
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】余訓(xùn)兵, 馬麗勤, 劉祥, 趙超, 景士錕, 劉丹 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司