專利名稱：自動補償靶式流量計及其測控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動補償靶式流量計及其測控方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探和油田開發(fā)的各項任務(wù)中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過程中，井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑通過循環(huán)泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鉆井過程中的重要環(huán)節(jié)是通過循環(huán)泥漿來實現(xiàn)，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。泥漿工藝技術(shù)已成為現(xiàn)代油氣鉆井工程的重要組成部分。國內(nèi)外大量研究資料表明泥漿在鉆井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具和傳遞水動力等直接關(guān)系到鉆井成本，甚至影響到鉆井成敗的重要作用。鉆井實踐也證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理措施是否妥當，直接影響井壁的穩(wěn)定性，而井壁的穩(wěn)定性關(guān)系到地質(zhì)資料的錄取、鉆井速度、質(zhì)量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。因此，對泥漿性能參數(shù)進行實時的監(jiān)測就顯得很重要。鉆井液是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。鉆井液又稱鉆井泥漿或簡稱為泥漿(Muds)，本文將鉆井液簡稱為泥漿。泥漿在鉆井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具和傳遞水動力等作用。如今泥漿工藝技術(shù)已成為油氣鉆井工程的重要組成部分。鉆井實踐表明，泥漿性能的好壞，使用、維護措施是否妥當直接影響井壁的穩(wěn)定性，而井壁的穩(wěn)定性關(guān)系到地質(zhì)資料的錄取、鉆井速度、質(zhì)量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。近40年來，國內(nèi)外大量室內(nèi)和工業(yè)現(xiàn)場試驗研究證明，在一般情況下，固相含量增加會導(dǎo)致泥漿的密度、粘度、切力、泥餅厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而這些性能的變化將會明顯降低鉆速、增加鉆頭用量、甚至有可能增加井漏、氣侵、卡鉆等情況，使得鉆井成本大幅度上升。泥漿是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。泥漿的循環(huán)是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經(jīng)過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環(huán)形空間向上流動，在到達地面后經(jīng)排出管線流入泥漿池，再經(jīng)各種固相控制設(shè)備進行處理后返回上水池，最后進人泥漿泵循環(huán)再用。泥漿流經(jīng)的各種管件、設(shè)備構(gòu)成了一整套泥漿循環(huán)系統(tǒng)。在石油勘探和油田開發(fā)的各項任務(wù)中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過程中，井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑通過循環(huán)泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鉆井過程中的重要環(huán)節(jié)是通過循環(huán)泥漿來實現(xiàn)，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。泥漿是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。泥漿的循環(huán)是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經(jīng)過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環(huán)形空間向上流動，在到達地面后經(jīng)排出管線流入泥漿池，再經(jīng)各種固相控制設(shè)備進行處理后返回上水池，最后進人泥漿泵循環(huán)再用。泥漿流經(jīng)的各種管件、泥漿工藝技術(shù)是現(xiàn)代油氣鉆井工程的重要組成部分。泥漿在鉆井過程中有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭及鉆具、傳遞水動力等幾方面的作用。鉆井實踐證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理是否得當，直接關(guān)系到鉆井的機械鉆速、鉆頭壽命、井下問題、地面設(shè)備磨損、泥漿費用以及整個鉆井綜合成本，甚至關(guān)系到鉆井的成敗。因此，很有必要對泥漿性能參數(shù)進行實時的測量、反饋，以便及時發(fā)現(xiàn)問題。靶式流量計與差壓式流量計相比，它的流量系數(shù)趨于常數(shù)的臨界雷諾數(shù)較小，因此適合于測量粘度較大的液體的流量，例如泥漿粘度。但一般的靶式流量計的流量與測試信號(力)之間的關(guān)系是非線性的，這就給使用帶來很大的不便，并且限制了流量計的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種自動補償靶式流量計，該自動補償靶式流量計除了保證輸出電量與被測流量之間為線性關(guān)系外，還有較好的動態(tài)性能和較高的測試精度。本發(fā)明的另一目的在于提供了一種基于上述自動補償靶式流量計的測控方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):自動補償靶式流量計，主要由管道、以及一端貫穿設(shè)置在管道內(nèi)部的擺桿構(gòu)成，所述擺桿位于管道內(nèi)部的一端安裝有靶，其另一端安裝有電磁控制元件。所述電磁控制元件上連接有控制器，所述控制器的另一端連接在擺桿上。所述控制器與電磁控制元件之間還并聯(lián)有電壓電流轉(zhuǎn)換器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。所述控制器與擺桿之間還設(shè)置有位置傳感器。基于上述自動補償靶式流量計的測控方法，包括以下步驟:(a)液體流經(jīng)管道的過程中，對設(shè)置在擺桿一端的靶形成推力；(b)靶帶動擺桿形成偏移，位置傳感器測量到該偏移量，并傳給控制器；(C)控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，輸出控制信號到電壓電流轉(zhuǎn)換器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；(d)電壓電流轉(zhuǎn)換器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)將控制信號轉(zhuǎn)換以后傳給電磁控制元件，進而通過電磁控制元件保證輸出電量與被測流量之間為線性關(guān)系。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是:除了保證輸出電量與被測流量之間為線性關(guān)系夕卜，還有較好的動態(tài)性能和較高的測試精度。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。實施例:如圖1所示，本發(fā)明涉及的自動補償靶式流量計，主要由管道2、以及一端貫穿設(shè)置在管道2內(nèi)部的擺桿3構(gòu)成，所述擺桿3位于管道2內(nèi)部的一端安裝有靶1，其另一端安裝有電磁控制元件4。所述電磁控制元件4上連接有控制器6，所述控制器6的另一端連接在擺桿3上。所述控制器6與電磁控制元件4間還并聯(lián)有電壓電流轉(zhuǎn)換器7和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)8。所述控制器6與擺桿3之間還設(shè)置有位置傳感器5。本發(fā)明的測控方法為:液體流經(jīng)管道2的過程中，對設(shè)置在擺桿3 —端的靶I形成推力；靶I帶動擺桿3形成偏移，位置傳感器5測量到該偏移量，并傳給控制器6 ;控制器6根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，輸出控制信號到電壓電流轉(zhuǎn)換器7和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)8 ;電壓電流轉(zhuǎn)換器7和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)8將控制信號轉(zhuǎn)換以后傳給電磁控制元件4，進而通過電磁控制元件4保證輸出電量與被測流量之間為線性關(guān)系。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.動補償靶式流量計，其特征在于，主要由管道(2)、以及一端貫穿設(shè)置在管道(2)內(nèi)部的擺桿(3)構(gòu)成，所述擺桿(3)位于管道(2)內(nèi)部的一端安裝有靶(1)，其另一端安裝有電磁控制元件⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動補償靶式流量計，其特征在于，所述電磁控制元件(4)上連接有控制器￠)，所述控制器￠)的另一端連接在擺桿(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動補償靶式流量計，其特征在于，所述控制器(6)與電磁控制元件⑷之間還并聯(lián)有電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動補償靶式流量計，其特征在于，所述控制器(6)與擺桿(3)之間還設(shè)置有位置傳感器(5)。
5.關(guān)于上述自動補償靶式流量計的測控方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)液體流經(jīng)管道(2)的過程中，對設(shè)置在擺桿(3)—端的靶(I)形成推力； (b)靶(1)帶動擺桿(3)形成偏移，位置傳感器(5)測量到該偏移量，并傳給控制器 (6)； (c)控制器(6)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，輸出控制信號到電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(8)； (d)電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(8)將控制信號轉(zhuǎn)換以后傳給電磁控制元件(4)，進而通過電磁控制元件(4)保證輸出電量與被測流量之間為線性關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動補償靶式流量計。該自動補償靶式流量計主要由管道(2)、以及一端貫穿設(shè)置在管道(2)內(nèi)部的擺桿(3)構(gòu)成，所述擺桿(3)位于管道(2)內(nèi)部的一端安裝有靶(1)，其另一端安裝有電磁控制元件(4)。本發(fā)明還公開了一種基于上述自動補償靶式流量計的測控方法。本發(fā)明除了保證輸出電量與被測流量之間為線性關(guān)系外，還有較好的動態(tài)性能和較高的測試精度。
文檔編號G01F15/02GK103090919SQ201110379769
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者蔣仁斌 申請人:蔣仁斌