專利名稱：壓差式液體流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液體流量計，特別是用于油田注液井的液體流量計。
流量測量是工業(yè)領(lǐng)域特別是油田注液體井的井下注液體量是一處重要的計量參數(shù)。目前實際測試中用于測量井下注液體量的儀器為機械浮子式、渦輪式和電子浮子式三種類型。機械浮子式井下流量計是通過流經(jīng)錐管的液體沖擊其中的浮子，并帶動與浮子桿相連記錄筆，在旋轉(zhuǎn)的記錄卡片上記錄出流量的變化。這種裝置由于需要從預(yù)先在室內(nèi)作出的浮子位移高度和流量的關(guān)系曲線上才能查出相應(yīng)的流量值，因此實際應(yīng)用時，既不方便，也難以精確計量。加上它的浮子測量機構(gòu)與記錄機構(gòu)連在一起，均為運動部件，容易造成記錄機構(gòu)滲進(jìn)液體從而進(jìn)一步影響測量的精度和可靠性。而采用渦輪式井下流量計的主要問題是由于實際中注入的液體并不純凈，里面含有的雜質(zhì)和污物，容易造成渦輪旋轉(zhuǎn)受阻，從而降低測量的精度和可靠性，甚至影響儀器的使用壽命。電子浮子式井下流量計是利用測試轉(zhuǎn)換元件，在不改變簡單耐用的浮子測量機構(gòu)的基礎(chǔ)上，直接將浮子的位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，來達(dá)到簡便可靠地計量注液體井各注液體層的注液體量。但這種流量計的主要總是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗電量大，由于沒有改變原來機械浮子式測量機構(gòu)，因而精度比較低。
本實用新型的目的在于克服以上所述的缺陷，提供一種壓差式液體流量計，利用流經(jīng)管道內(nèi)的液體在壓差件兩端產(chǎn)生壓差引起與之連接的壓差傳感器提供與壓差相應(yīng)關(guān)系的電信號，精確簡便可靠地計量流過管道的液體流量注液體井各注液體層注液體量的新型壓差式液體流量計。
本實用新型的另一個目的是提供一種機電一體化的測量注流井內(nèi)注液量的新型液體流量計。
本實用新型提供的壓差式液體流量計，包括有測量裝置、壓差傳感器和設(shè)置在管道內(nèi)的壓差件，其特征在于該管道內(nèi)設(shè)有一個傳壓接頭，壓差傳感器以密封方式裝設(shè)在該傳壓接頭內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將腔體分為高壓腔和低壓腔，該高壓腔和低壓腔分別與壓差件的高壓側(cè)和低壓側(cè)連通，壓差傳感器的壓差信號通過連接線傳送至測量裝置。
本實用新型提供的用于油田注液井的壓差式液體流量計，包括有進(jìn)液管、傳感器和測量裝置，進(jìn)液管具有進(jìn)液口和出液口，其特征在于壓差件和傳壓接頭設(shè)置在進(jìn)液管內(nèi)部，其中壓差件位于進(jìn)液口和出液口之間，壓差傳感器以密封方式設(shè)置在傳壓接頭內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將該腔體分為一個高壓腔和一個低壓腔，傳壓接頭上設(shè)有與該高壓腔連通的液路和與該低壓腔連通的液路；有一電路套管密封連接在壓差接頭的上部，電路套管內(nèi)設(shè)置有測量裝置，測量裝置連接有信號輸出通訊接口，壓差傳感器的壓差信號通過連接線傳送至測量裝置。
壓差件固接在傳壓接頭下部的管狀體上或固接在進(jìn)液管上，壓差件與進(jìn)液管間或與管狀體間形成間隙。
壓差件的外徑為進(jìn)液管在相應(yīng)壓差件位置處內(nèi)徑的99.5－10％或壓差件的內(nèi)徑為管狀體在相應(yīng)壓差件位置處外徑的100.5－300％。
壓差件7與進(jìn)液管6的內(nèi)壁或與管狀體33的外壁連接的帶孔板，帶孔的壓差件7上有單個或多個泄液孔71壓差件為與進(jìn)液管的內(nèi)壁連接的帶孔板，帶孔板上有單個或多個泄液孔。
電路套管與傳壓接頭和進(jìn)液管為分體結(jié)構(gòu)或分體螺接或整體結(jié)構(gòu)。
測量裝置由測量電路、轉(zhuǎn)換電路、控制電路和電源組成。
壓差傳感器的應(yīng)變元件與固定電阻組成橋式測量電橋的四個橋臂R1-R4。
轉(zhuǎn)換電路主要由放大器IC1和A/D轉(zhuǎn)換器IC2組成，放大器IC1的輸入端與電橋測量電路的輸出端ab連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器IC2的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器IC2的輸出端連接到控制電路輸入端。
控制電路為一帶有程序存儲器的微處理器IC3和數(shù)據(jù)存儲器IC4，微處理器IC3的信號通過通訊接口與外部設(shè)備聯(lián)接，通訊接口為單芯接口。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，無活動部件，不易損壞，適用性強，使用簡便，測量精確，自動化程度高。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意剖視圖；圖2為本實用新型一個實施例結(jié)構(gòu)示意剖視圖；圖3為本實用新型另一個實施例結(jié)構(gòu)示意剖視圖；圖4為本實用新型一個實施例其測量裝置的電路框圖；圖5為本實用新型實施例測量裝置中轉(zhuǎn)換電路和控制電路的電原理圖。
結(jié)合附圖進(jìn)一步說明實施例，如圖1所示，包括有測量裝置5、壓差傳感器32和設(shè)置在管道內(nèi)的壓差件7，其特征在于該管道內(nèi)設(shè)有一個傳壓接頭3，壓差傳感器32以密封方式裝設(shè)在該傳壓接頭3內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將腔體分為高壓腔35和低壓腔34，該高壓腔35和低壓腔34分別與壓差件7的高壓側(cè)和低壓側(cè)連通，壓差傳感器32的壓差信號通過連接線51傳送至測量裝置5。
本實用新型提供的用于油田注液井的壓差式液體流量計的一種實施例(如圖2所示)，包括有進(jìn)液管6、壓差傳感器32和測量裝置5，進(jìn)液管6具有進(jìn)液口61和出液口62，其特征在于該管道內(nèi)壓差件7和傳壓接頭3設(shè)置在進(jìn)液管6內(nèi)部，其中壓差件7位于進(jìn)液口61和出液口62之間，壓差傳感器32以密封方式設(shè)置在傳壓接頭3內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將該腔體分為一個高壓腔35和一個低壓腔34，傳壓接頭3上設(shè)有與該高壓腔35連通的液路31和與該低壓腔34連通的液路33；電路套管4密封連接在壓差接頭3的上部，電路套管4內(nèi)設(shè)置有測量裝置5，測量裝置5連接有信號輸出通訊接口1，壓差傳感器32的壓差信號通過連接線51傳送至測量裝置5。
壓差件7固接在傳壓接頭3下部的管狀體33上或固接在進(jìn)液管6的內(nèi)壁上，壓差件7與進(jìn)液管6間或與管狀體33間形成間隙(如圖1和2所示)。
壓差件7的外徑為進(jìn)液管6在相應(yīng)壓差件7位置處內(nèi)徑的99.5－10％或壓差件7的內(nèi)徑為管狀體33在相應(yīng)壓差件7位置處外徑的100.5－300％。
本實用新型的另一實施例的壓差件7與進(jìn)液管6的內(nèi)壁或與管狀體33的外壁連接的帶孔板，帶孔的壓差件7上有單個或多個泄液孔71(如圖3所示)。
電路套管4與傳壓接頭3和進(jìn)液管6為分體結(jié)構(gòu)或分體螺接或整體結(jié)構(gòu)，各種結(jié)構(gòu)均有其優(yōu)、缺點，可根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇。
測量裝置7由測量電路、轉(zhuǎn)換電路、控制電路和電源2組成(圖4)。
如圖4所示，壓差傳感器32上的應(yīng)變元件與固定電阻組成橋式測量電橋的四個橋臂R1-R4。
轉(zhuǎn)換電路主要由放大器IC1和A/D轉(zhuǎn)換器IC2組成，放大器IC1的輸入端與電橋測量電路的輸出端ab連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器IC2的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器IC2的輸出端連接到控制電路輸入端。
控制電路為一帶有程序存儲器的微處理器IC3和數(shù)據(jù)存儲器IC4，微處理器IC3的信號通過IC3的J3-1端經(jīng)單芯通訊接口1與外部設(shè)備聯(lián)接。
如圖1和2所示，本實用新型實施例的電路套管4與傳壓接頭3、傳壓接頭3與進(jìn)液管6均為分體結(jié)構(gòu)，其相互間螺接密封，便于根據(jù)測量范圍的變化更換不同尺寸的壓差件7，也便于對各部分內(nèi)的部件和電路進(jìn)行維修。
壓差傳感器32的電阻應(yīng)變元件與固定電阻連接成的惠斯頓電橋，由電源2提供的供橋電壓U0，加在電橋電路的dc端，在將電橋予調(diào)平衡后，電橋的ab輸出端產(chǎn)生電壓信號Usc就只與電阻應(yīng)變片感受應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)。當(dāng)液體由上向下通過進(jìn)液管6的進(jìn)液口61注入并通過壓差件7時，由于進(jìn)液管6與壓差件7間為一間隙或小孔，其通路受壓差件7所阻而加速，通過間隙或小孔后通路突然加寬，使壓差件7下部空間產(chǎn)生一負(fù)壓而形成一低壓腔34，而壓差傳感器32上部的高壓腔35通過液路31與管外液體相通，故壓差傳感器32兩面的應(yīng)變元件感受到的壓力有一差值，引起壓差傳感器32應(yīng)變元件的電阻值的相應(yīng)變化，造成電橋ab端電壓Usc的相應(yīng)變化。經(jīng)放大器IC1放大轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器IC2轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送至帶程序存儲器的微處理器(CPU)IC3進(jìn)行采集處理，再存儲在數(shù)據(jù)存儲器IC4的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，以便隨時通過通訊接口1方便地與井上回放儀或微機等儀器設(shè)備進(jìn)行通訊，對測試的注水井各層數(shù)據(jù)匯總存檔或進(jìn)行更深一步的處理。
圖5為本實用新型轉(zhuǎn)換、采集和輸出的實際電路圖。
由于被測液體的流量大小與由壓差件7使液體受阻而使其下部產(chǎn)生的負(fù)壓變化量大小成比例，即壓差傳感器32上、下兩電阻應(yīng)變元件上所受的壓力差成比例，電橋ab輸出端產(chǎn)生的電信號Usc的大小又與壓差量的大小成比例。因此測得電阻應(yīng)變元件組成的電橋ab輸出端電壓Usc的大小，也就得到相應(yīng)的被測液體的流量值。
壓差件7與進(jìn)液管6間的間隙或小孔的大小與產(chǎn)生的壓差有關(guān)，調(diào)整間隙的尺寸或小孔的孔徑及孔數(shù)，可以調(diào)整本實用新型的測量范圍和靈敏度。
壓差件7的結(jié)構(gòu)形狀可以多種，利用壓差件以產(chǎn)生負(fù)壓并采用壓差傳感器測量其壓差的裝置均為本實用新型的保護范圍。
此外，本實用新型的壓差式液體流量計還可以同時測量注液體井各層段的實際壓力和溫度。
權(quán)利要求1.一種壓差式液體流量計，包括有測量裝置(5)、壓差傳感器(32)和設(shè)置在管道內(nèi)的壓差件(7)，其特征在于管道內(nèi)設(shè)有一個傳壓接頭(3)，壓差傳感器(32)以密封方式裝設(shè)在傳壓接頭(3)內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將腔體分為高壓腔(35)和低壓腔(34)，高壓腔(35)和低壓腔(34)分別與壓差件(7)的高壓側(cè)和低壓側(cè)連通，壓差傳感器(32)的壓差信號通過連接線(51)傳送至測量裝置(5)。
2.一種壓差式液體流量計，包括有進(jìn)液管(6)、壓差件(7)、壓差傳感器(32)和測量裝置(5)，進(jìn)液管(6)具有進(jìn)液口(61)和出液口(62)，其特征在于壓差件(7)和傳壓接頭(3)設(shè)置在進(jìn)液管(6)內(nèi)部，其中壓差件(7)位于進(jìn)液口(61)和出液口(62)之間，壓差傳感器(32)以密封方式設(shè)置在傳壓接頭(3)內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將該腔體分為一個高壓腔(35)和一個低壓腔(34)，傳壓接頭(3)上設(shè)有與該高壓腔(35)連通的液路(31)和與該低壓腔(34)連通的液路(33)；電路套管(4)密封連接在壓差接頭(3)的上部，電路套管(4)內(nèi)設(shè)置有測量裝置(5)，測量裝置(5)連接有信號輸出通訊接口(1)，壓差傳感器(32)的壓差信號通過信號線(51)傳送至測量裝置(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差式液體流量計，其特征在于壓差件(7)固接在傳壓接頭(3)下部的管狀體(33)或進(jìn)液管(6)上，壓差件(7)與進(jìn)液管(6)間或與管狀體(33)形成間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差式液體流量計，其特征在于壓差件(7)的外徑為進(jìn)液管(6)在相應(yīng)壓差件(7)位置處內(nèi)徑的99.5－10％或壓差件(7)的內(nèi)徑為管狀體(33)在相應(yīng)壓差件(7)位置處外徑的100.5－300％。
5根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差式液體流量計，其特征在于壓差件(7)與進(jìn)液管(6)的內(nèi)壁或與管狀體(33)的外壁連接的帶孔板，帶孔的壓差件(7)上有單個或多個泄液孔(71)。
6根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓差式液體流量計，其特征在于電路套管(4)與傳壓接頭(3)和進(jìn)液管(6)為分體結(jié)構(gòu)或分體螺接或整體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差式液體流量計，其特征在于測量裝置(7)由測量電路、轉(zhuǎn)換電路、控制電路和電源(2)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差式液體流量計，其特征在于壓差傳感器(32)上的應(yīng)變元件與固定電阻組成橋式測量電橋的四個橋臂R1-R4。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓差式液體流量計，其特征在于轉(zhuǎn)換電路主要由放大器IC1和A/D轉(zhuǎn)換器IC2組成，放大器IC1的輸入端與電橋測量電路的輸出端ab連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器IC2的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器IC2的輸出端連接到控制電路輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓差式液體流量計，其特征在于控制電路為一帶有程序存儲器的微處理器IC3和數(shù)據(jù)存儲器IC4，微處理器IC3的信號通過單芯通訊接口(1)與外部設(shè)備聯(lián)接。
專利摘要本實用新型涉及一種壓差式液體流量計。包括有測量裝置、壓差傳感器和設(shè)置在管道內(nèi)的壓差件，管道內(nèi)設(shè)有一個傳壓接頭，壓差傳感器以密封方式裝設(shè)在該傳壓接頭內(nèi)的一個腔體內(nèi)，將腔體分為高壓腔和低壓腔，高、低壓腔分別與壓差傳感器的高壓側(cè)和低壓側(cè)連通，壓差信號傳送至測量裝置轉(zhuǎn)換為與其相應(yīng)關(guān)系的電信號，經(jīng)電路處理，可自動存儲或直接顯示被測液體的流量值。本實用新型適用性強，使用簡便，測量精確，自動化程度高。
文檔編號G01F1/34GK2354111SQ9825091
公開日1999年12月15日 申請日期1998年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者孫國峰, 孫太升, 來惠民 申請人:北京金時石油測試技術(shù)有限公司