CN108106698A - 一种车载单水箱式油田水表现场校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载单水箱式油田水表现场校准装置及校准方法，装置包括：液位管、水箱、压千斤顶安置槽、液压千斤顶、电子秤、稳流管、标准表车等，所述的液位管安装在水箱的顶端，所述的水箱装在电子秤上面，所述水箱底部四角开有液压千斤顶安置槽，所述液压千斤顶安置槽下方装有液压千斤顶，所述外接软管、稳流管、标准表、后直管段、调节阀、总阀、三通阀、软管和前直管段均耐高压，所述稳流管为蜂巢小孔式。校准方法采用标准表法与称重法结合，采用标准表法对被检表进行比对测量，采用称重法对标准表在现场高压浊水条件下进行定期校准。本发明解决了无法对标准表在现场进行定期校准以及无法对被检的油田水表进行现场环境下准确检测的问题。

Description

一种车载单水箱式油田水表现场校准装置及校准方法

技术领域

本发明涉及油田水表检测领域，特别涉及一种车载单水箱式油田水表现场校准装置及校准方法。

背景技术

水表是采油工艺中重要的计量仪表，在油田注水井、泵房等现场用量大、分布广。目前，因送往实验室检验存在拆装麻烦、需要拿备用表替换否则影响油田正常生产等问题，对油田水表的校准工作还不够完善，很多水表处于长期不检的状态。

虽然目前实验室的水流量校准装置，技术成熟，但其体积庞大，且由于油田现场交通条件恶劣，还无法到达油田现场对被检水表进行校准。目前有个别企业开发了可在现场对水表进行测量的装置，但其装置上的标准表仍需送到各级计量部门进行校准，由于计量部门实验室中对标准表校准时的水质和压力等条件无法模拟出现场高压、浊水的条件，数据准确性存在问题，无法实现有效溯源。因此有必要开发一种测量结果可靠、满足用户需求的油田水表现场校准装置。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供了一种车载单水箱式油田水表现场校准装置及校准方法，解决了无法对标准表在现场进行定期校准，无法对被检的油田水表进行现场环境下准确检测的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种车载单水箱式油田水表现场校准装置，包括：液位管，水箱，仪表面板，隔板，外接软管，液压千斤顶安置槽，电动液压千斤顶，电子秤，稳流管，前直管段，标准表，后直管段，调节阀，总阀，三通阀，软管，管路固定，凹型板，蓄电池，上水箱进水阀，皮卡车，吊环，上前门，外壳，下前门，固定环，液位观察孔，外接管，后门，水箱排水门和排水阀，所述的液位管安装在水箱的顶端，所述的水箱装在电子秤上面，所述的水箱底部四角开有液压千斤顶安置槽，所述的液压千斤顶安置槽下方装有电动液压千斤顶，所述的电动液压千斤顶固定在外壳的底面上，电动液压千斤顶上部与液压千斤顶安置槽相配合，防止水箱的移动，所述的水箱后面底部装有排水阀，所述的水箱前面上部装有上水箱进水阀，所述的上水箱进水阀与软管连接，所述的软管与三通阀相连接，所述的三通阀左端通过管路与总阀连接，所述的三通阀右端连接外接管，所述的总阀通过管路与调节阀相连接，所述的调节阀通过后直管段与标准表连接，所述的标准表通过前直管段与稳流管连接，稳流管与外接软管相连接，所述的管路为DN25法兰连接管路，所述的管路、稳流管、前直管段和后直管段通过管路固定固定在隔板上，所述的隔板用于分隔水箱和外接软管，稳流管，前直管段，标准表，后直管段，调节阀，总阀，三通阀，软管，管路固定，所述的标准表下方安装有凹型板，所述的凹型板通过螺纹固定在外壳上，所述的凹型板下方安装有蓄电池，所述的外壳通过固定环固定在皮卡车上，所述的外壳顶部四角装有吊环，所述的外壳顶部中间开有液位观察孔，所述的外壳在标准表前部装有上前门，所述的外壳在电子秤前部装有下前门，所述的外壳后面安装有后门，所述的后门对应排水阀的位置处安装有水箱排水门。

作为本设计的一种优选的技术方案，所述的外接软管，稳流管，标准表，后直管段，调节阀，总阀，三通阀，软管和前直管段均耐25MPa高压。

作为本设计的一种优选的技术方案，所述的稳流管为蜂巢小孔式，所述的标准表的进水出水需要有前直管段和后直管段减小水流的不稳定性，所述的稳流管可作为前直管段使用，右侧通过DN25法兰连接与前直管段相连接配合使用。

作为本设计的一种优选的技术方案，本装置采用一个水箱作为两种用途使用，既可以作为标准水箱使用也可以作为储水箱使用。在采用标准表法对被检表进行检测时，水箱作为储水箱使用，用于存储排放的高压浊水。在采用称重法时，水箱作为标准水箱使用，可以使用电动液压千斤顶抬起，所述的水箱四角处的液压千斤顶安置槽的深度要大于电动液压千斤顶的高度，以便在降落水箱时，将水箱的底部完全放置在外壳的底面上，然后配合电子秤对现场的高压浊水进行密度的标定，所述的水箱上表面为斜坡状，便于箱体内注入浊水时产生的气泡排出。

一种车载单水箱式油田水表现场校准方法，使用上述所示的装置，本装置采用单一水箱同时作为标准水箱和储水箱使用，采用称重法与标准表法相结合的方式在油田现场对被检表和标准表进行测量、校准。采用标准表法进行油田现场进行测量时：水箱作为储水箱使用，被检表通过外接软管与整套管路相连接，高压浊水流经标准表后，最后经管路流入水箱，将此时标准表的累计流量值Q₂与被检表的累计流量值Q₁进行比对，进行对被检表的校准；采用称重法对标准表进行校准时，水箱作为校准水箱使用，首先要对现场的高压浊水的密度进行测定，将电子秤装入水箱底下后，读取电子秤初始值m₀，高压浊水经整套管路流入水箱，当水箱的液位到达液位管刻度时，关闭高压浊水的注入，此时液位管会有一体积读数V_d，电子秤有一质量读数m_d，进而可以算出现场的高压浊水的密度ρ，清空水箱，再次重复上述过程，读取标准表的累计流量初始值V_B0，测量出1min时间内电子秤的示值m₁和标准表的累积流量体积示值V_B1，通过(m₁-m₀)/ρ可得标准体积V₂，将(V_B1-V_B0)和V₂进行比对，实现对标准表的校准，而本装置采用的电子秤和标准水箱都溯源至计量部门的标准装置上，从而将被检表、标准表的结果都溯源至国家基准，保证结果的可靠性。

本发明的有益效果主要体现在：

1.本装置可采用皮卡车载整体运输到现场进行测试，相比于目前实验室内使用的装置来说，实用性更加广泛，本装置的整体管路为耐高压25MPa设计，完全符合油田现场测试装置管路所需的压力要求。

2.由于现有的车载水表现场校准装置，其标准表是在实验室环境下被校准的，与现场的浊水水质和高压力条件不一致，数据准确性存在问题，本装置采用称重法直接取用现场的高压浑浊水来确定ρ值，精度高，无需人工取样再回到实验室进行对密度的测试，省时省力，解决了实验室常温清水条件下对标准表数据校准之后，标准表用于现场高压浊水环境下测量所带来的结果不准确的问题。

3.本装置在工作时，采用标准表对被检表在高压浊水环境下进行比对测量，工作效率高，同时现场高压浊水条件下采用称重法对标准表进行定期校准，保证了标准表数据的准确可靠。

4.本装置采用单个水箱作为校准水箱和储水箱使用，在进行标准表法校准时，水箱作为标准水箱使用，在进行称重法校准时，水箱作为储水箱使用，简化了装置的整体结构，减轻了装置重量，更加便于运输，在抬起和降落水箱时，采用四角处安装电动液压千斤顶，使用液压千斤顶进行水箱的抬起和降落，提高了自动化程度，节省了人力，提高了效率。

附图说明

图1是本发明的斜视内部结构图一；

图2是本发明的正视外观结构图；

图3是本发明的侧视外观结构图；

图4是本发明的斜视内部结构图二；

图5是本发明的被检表检测流程图；

图6是本发明的标准表校准流程图。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成的目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1至图4所示，一种单水箱式车载撬装式油田水表现场校准装置，包括：液位管1，水箱2，仪表面板3，隔板4，外接软管5，液压千斤顶安置槽6，液压千斤顶7，电子秤8，稳流管9，前直管段10，标准表11，后直管段12，调节阀13，总阀14，三通阀15，软管16，管路固定17，凹型板18，蓄电池19，上水箱进水阀20，皮卡车21，吊环22，上前门23，外壳24，下前门25，固定环26，液位观察孔27，外接管28，后门29，水箱排水门30和排水阀31，所述的液位管1安装在水箱2的顶端，所述的水箱2装在电子秤8上面，所述的水箱2底部四角开有液压千斤顶安置槽6，所述的液压千斤顶安置槽6下方装有液压千斤顶7，所述的液压千斤顶7固定在外壳24的底面上，液压千斤顶7上部与液压千斤顶安置槽6相配合，防止水箱2的移动，所述的水箱2后面底部装有排水阀31，所述的水箱2前面上部装有上水箱进水阀20，所述的上水箱进水阀20与软管16连接，所述的软管16与三通阀15相连接，所述的三通阀15左端通过管路与总阀14连接，所述的三通阀15右端连接外接管28，所述的总阀14通过管路与调节阀13相连接，所述的调节阀13通过后直管段12与标准表11连接，所述的标准表11通过前直管段10与稳流管9连接，稳流管9与外接软管5相连接，所述的管路为DN25法兰连接管路，所述的管路、稳流管9、前直管段10和后直管段12通过管路固定17固定在隔板4上，所述的隔板4用于分隔水箱2和外接软管5，稳流管9，前直管段10，标准表11，后直管段12，调节阀13，总阀14，三通阀15，软管16，管路固定17，所述的标准表11下方安装有凹型板18，所述的凹型板18通过螺纹固定在外壳24上，所述的凹型板18下方安装有蓄电池19，所述的外壳24通过固定环26固定在皮卡车21上，所述的外壳24顶部四角装有吊环22，所述的外壳24顶部中间开有液位观察孔27，所述的外壳24在标准表11前部装有上前门23，所述的外壳24在电子秤8前部装有下前门，所述的外壳24后面安装有后门29，所述的后门29对应排水阀31的位置处安装有水箱排水门30。

作为本设计的一种优选的技术方案，所述的外接软管5，稳流管9，标准表11，后直管段12，调节阀13，总阀14，三通阀15，软管16和前直管段10均是耐高压25MPa。

作为本设计的一种优选的技术方案，所述的稳流管9为蜂巢小孔式，所述的标准表11的进水出水需要有前直管段10和后直管段12减小水流的不稳定性，所述的稳流管9可作为前直管段10使用，右侧通过DN25法兰连接与前直管段10相连接配合使用。

作为本设计的一种优选的技术方案，本装置采用一个水箱2作为两种用途使用，既可以作为标准水箱使用也可以作为储水箱使用，水箱2在进行标准表法对被检表进行检测时，作为储水箱使用，用于存储排放的高压浊水，水箱2在采用称重法时，作为标准水箱使用，可以使用电动液压千斤顶7抬起，所述的水箱2四角处的液压千斤顶安置槽6的深度要大于电动液压千斤顶7的高度，以便在降落水箱2时，将水箱2的底部完全放置在外壳24的底面上，然后配合电子秤16对现场的高压浊水进行密度的标定，所述的水箱2上表面为斜坡状，便于箱体内注入浊水时产生的气泡排出。

一种车载单水箱式油田水表现场校准装置方法，使用上述所示的装置，本装置采用单一水箱2同时作为标准水箱和储水箱使用，采用称重法与标准表法相结合的方式进行油田现场的测量和对标准表的校准。

如图5所示，当水箱2作为储水箱时，采用标准表法对被检表检测的流程图，采用标准表法对被检表在油田现场进行测量时：水箱2作为储水箱使用，被检表通过外接软管5与整套管路相连接，高压浊水流经标准表11后，最后经管路流入水箱2，将此时标准表11的累计流量值Q₂与被检表的累计流量值Q₁进行比对，进行对被检表的校准。

如图6所示，当水箱2作为标准水箱时，采用称重法对标准表11进行校准的流程图，采用称重法对标准表11进行校准时，水箱2作为校准水箱使用，首先要对现场的高压浊水的密度进行测定，将电子秤16装入水箱2底下后，读取电子秤16初始值m₀，高压浊水经整套管路流入水箱2，当水箱2的液位到达液位管1刻度时，关闭高压浊水的注入，此时液位管1会有一体积读数V_d，电子秤16有一质量读数m_d，进而可以算出现场的高压浊水的密度ρ，清空水箱2，再次重复上述过程，读取标准表11的累计流量初始值V_B0，测量出1min时间内电子秤16的示值m₁和标准表11的累积流量体积示值V_B1，通过(m₁-m₀)/ρ可得标准体积V₂，将(V_B1-V_B0)和V₂进行比对，实现对标准表11的校准。而本装置采用的电子秤16和标准水箱都溯源至计量部门的标准装置上，从而将被检表、标准表11的结果都溯源至国家基准，保证结果的可靠性。

根据称重法的原理，对水箱2的体积与电子秤16之间不确定度的分配，利用偏导数法，求出m和ρ不确定度分量指标，以便满足V的不确定度指标。

根据分析出来的ρ的不确定度，再依据现场的浊水密度ρ是按照上述的方法来确定的，即再利用一次偏导数法，求m_d、V_d的不确定度。将公式整理可得分别求出m、m_d、V_d三者对整体不确定度的影响，由x_i引起的被测量y的标准不确定度分为

合成标准不确定度计算公式可表示为

通过上述计算可分别得出水箱2体积与电子秤16之间不确定度的分配关系。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种车载单水箱式油田水表现场校准装置，包括：液位管（1），水箱（2），仪表面板（3），隔板（4），外接软管（5），液压千斤顶安置槽（6），电动液压千斤顶（7），电子秤（8），稳流管（9），前直管段（10），标准表（11），后直管段（12），调节阀（13），总阀（14），三通阀（15），软管（16），管路固定（17），凹型板（18），蓄电池（19），上水箱进水阀（20），皮卡车（21），吊环（22），上前门（23），外壳（24），下前门（25），固定环（26），液位观察孔（27），外接管（28），后门（29），水箱排水门（30）和排水阀（31），其特征在于：所述的液位管（1）安装在水箱（2）的顶端，所述的水箱（2）装在电子秤（8）上面，所述的水箱（2）底部四角开有液压千斤顶安置槽（6），所述的液压千斤顶安置槽（6）下方装有液压千斤顶（7），所述的电动液压千斤顶（7）固定在外壳（24）的底面上，电动液压千斤顶（7）上部与液压千斤顶安置槽（6）相配合，防止水箱（2）的移动，所述的水箱（2）后面底部装有排水阀（31），所述的水箱（2）前面上部装有上水箱进水阀（20），所述的上水箱进水阀（20）与软管（16）连接，所述的软管（16）与三通阀（15）相连接，所述的三通阀（15）左端通过管路与总阀（14）连接，所述的三通阀（15）右端连接外接管（28），所述的总阀（14）通过管路与调节阀（13）相连接，所述的调节阀（13）通过后直管段（12）与标准表（11）连接，所述的标准表（11）通过前直管段（10）与稳流管（9）连接，稳流管（9）与外接软管（5）相连接，所述的管路为DN25法兰连接管路，所述的管路、稳流管（9）、前直管段（10）和后直管段（12）通过管路固定（17）固定在隔板（4）上，所述的隔板（4）用于分隔水箱（2）和外接软管（5），稳流管（9），前直管段（10），标准表（11），后直管段（12），调节阀（13），总阀（14），三通阀（15），软管（16），管路固定（17），所述的标准表（11）下方安装有凹型板（18），所述的凹型板（18）固定在外壳（24）上，所述的凹型板（18）下方安装有蓄电池（19），所述的外壳（24）通过固定环（26）固定在皮卡车（21）上，所述的外壳（24）顶部四角装有吊环（22），所述的外壳（24）顶部中间开有液位观察孔（27），所述的外壳（24）在标准表（11）前部装有上前门（23），所述的外壳（24）在电子秤（8）前部装有下前门，所述的外壳（24）后面安装有后门（29），所述的后门（29）对应排水阀（31）的位置处安装有水箱排水门（30）。

2.根据权利要求1所述的一种车载单水箱式油田水表现场校准装置，其特征在于：所述的外接软管（5），稳流管（9），标准表（11），后直管段（12），调节阀（13），总阀（14），三通阀（15），软管（16）和前直管段（10）均是耐25MPa高压。

3.根据权利要求1所述的一种车载单水箱式油田水表现场校准装置，其特征在于：所述的稳流管（9）为蜂巢小孔式，所述的标准表（11）的进水出水需要有前直管段（10）和后直管段（12）减小水流的不稳定性，所述的稳流管（9）可作为前直管段（10）使用，可通过DN25法兰连接与前直管段（10）相连接配合使用。

4.根据权利要求1所述的一种车载单水箱式油田水表现场校准装置，其特征在于：采用一个水箱（2）作为两种用途使用，既可以作为标准水箱使用也可以作为储水箱使用，在采用标准表法对被检表进行检测时，水箱（2）作为储水箱使用，用于存储排放的高压浊水；在采用称重法对标准表进行定期校准时，水箱（2）作为标准水箱使用，可使用电动液压千斤顶（7）抬起，所述的水箱（2）四角处的液压千斤顶安置槽（6）的深度要大于电动液压千斤顶（7）的高度，以便在降落水箱（2）时，将水箱（2）的底部完全放置在外壳（24）的底面上，然后配合电子秤（16）对现场的高压浊水进行密度的标定，所述的水箱（2）上表面为斜坡状，便于箱体内注入浊水时产生的气泡排出。

5.一种车载单水箱式油田水表现场校准方法，使用如权利要求1所述的装置，其特征在于：采用单一水箱（2）同时作为标准水箱和储水箱使用，采用称重法与标准表法相结合的方式在油田现场对被检表和标准表进行测量、校准；

采用标准表法对被检表在油田现场进行测量时：水箱（2）作为储水箱使用，被检表通过外接软管（5）与整套管路相连接，高压浊水流经标准表（11）后，最后经管路流入水箱（2），将此时标准表（11）的累计流量值Q ₂ 与被检表的累计流量值Q ₁ 进行比对，进行对被检表的校准；

采用称重法对标准表（11）进行校准时：水箱（2）作为校准水箱使用，首先要对现场的高压浊水的密度进行测定，将电子秤（16）装入水箱（2）底下后，读取电子秤（16）初始值m ₀ ，高压浊水经整套管路流入水箱（2），当水箱（2）的液位到达液位管（1）刻度时，关闭高压浊水的注入，此时液位管（1）会有一体积读数V _d ，电子秤（16）有一质量读数m _d ，进而算出现场的高压浊水的密度ρ，清空水箱（2），再次重复上述过程，读取标准表（11）的累计流量初始值V _B0 ，测量出1min时间内电子秤（16）的示值m ₁和标准表（11）的累积流量体积示值V _B1，通过（m ₁ -m ₀ ）/ρ可得标准体积V ₂，将（V _B1 - V _B0 ）和V ₂进行比对，实现对标准表（11）的校准；而本装置采用的电子秤（16）和标准水箱都溯源至计量部门的标准装置上，从而将被检表、标准表（11）的结果都溯源至国家基准，保证结果的可靠性。