CN109282864B - 一种井下v锥气体流量测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种井下V锥气体流量测试装置，包括V锥、压力保护机构、可移动锥套。可移动锥套通过螺纹与过流壳体连接，过流壳体通过螺纹与丝杠进行固定，丝杠与电机、减速器连接，通过电机旋转带动丝杠及可移动锥套实现往复运动从而实现节流面积的变化。V锥与压力缓冲装置通过V锥杆进行连接，V锥杆通过V锥杆限位块进行固定。锥杆通过带动V锥杆限位块可以实现压缩弹簧，实现V锥移动。本发明提出的气体流量测试装置能够对节流孔隙过流面积进行调节，每一个固定的过流间隙适应一定范围的流量，可调节的过流间隙提高了流量量程，保证了从低排量到高排量的各排量范围的测试精度；压力保护装置能够保护低压差的差压传感器免受冲击，提高了流量计使用寿命。

Description

一种井下V锥气体流量测试装置
技术领域
本发明属于石油工程领域，尤其是涉及一种应用于井下采气、井下气举阀等需要实现气体流量计量的测试工具。
背景技术
V锥气体流量计主要工作原理是通过V锥的节流造成流体在V锥前后形成压差，通过差压传感器测试节流前后压差，通过计算得到测试流量。V锥流量计具有精度高、重复性好、受安装条件局限小、耐磨损等特点，被广泛的应用。
受差压传感器量程比的影响造成V锥气体流量计测试范围窄，量程不能够满足井下气体变化的测试需求。
V锥气体流量计中差压传感器差压小，敏感性强，流量计进口压力的突然波动会造成V锥流量计节流前后压差异常，节流压差大于差压传感器量程，造成差压传感器的损坏。存在不耐冲击的缺陷。
井下气举阀等需要气体流量测试的工具测试时受地层等外界影响大，气体排量及压力波动大，常规的V锥气体流量计受量程比限制无法满足井下气体流量的测试。同时地层中压力波动会损坏传感器。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种井下V锥气体流量测试装置，解决现有技术中V锥气体流量计中差压传感器差压小、测试精度小和测试量程低的问题。
本发明的技术方案是：一种井下V锥气体流量测试装置，包括V锥、压力保护机构、可移动锥套，V锥固定外径，可移动锥套内为一定锥度的锥孔，V锥与可移动锥套配合，所述可移动锥套通过螺纹与过流壳体连接，过流壳体通过螺纹与丝杠进行固定，丝杠与电机、减速器连接，通过电机旋转带动丝杠及可移动锥套实现往复运动，通过可移动锥套前后调节，可以实现V锥与锥套之间空隙的调节，从而实现节流面积的变化；V锥与压力保护机构通过V锥杆进行连接，V锥杆通过V锥杆限位块进行固定；V锥杆通过带动V锥杆限位块可以实现压缩弹簧，实现V锥移动。
所述压力保护机构内部设置压缩弹簧，V锥杆与V锥杆限位块通过台阶方式进行轴向固定，压力保护机构在受到压力冲击时，V锥压缩弹簧落至节流后取压孔后方，保证差压流量计两侧压力平衡。
所述V锥设置有节流前后取压孔，用来测试节流件前后压力。
压力保护机构与流量计本体通过螺纹方式进行连接，用于缓冲V锥受到压力冲击。
所述流量计电机、减速器内部设置有霍尔传感器，能够实时记录丝杠运动位置，通过地面标定，将不同位置处，节流压差与被测流量之间关系通过图版表示出来。
本发明的有益效果是：变节流面积的V锥流量计通过可调V锥的移动对节流孔隙过流面积进行调节，每一个固定的过流间隙适应一定范围的流量，从而使差压传感器处于最佳测量状态，可调节的过流间隙提高了流量量程，保证了从低排量到高排量的各排量范围的测试精度。压力保护装置能够保护压差传感器免受冲击，提高了使用寿命。
附图说明
图1为本发明井下V锥气体流量测试装置结构示意图；
图2为流量计压力保护机构结构示意图；
其中：1、上壳体，2、压力保护机构，3、流量计出口，4、中间壳体，5、V锥，6、可移动锥套，7、过流壳体，8、流量计进口，9、电机丝杠，10、丝杠动密封，11、电机、减速器，12、下壳体，13、节流前取压孔，14、差压传感器，15、节流后取压孔，16、V锥杆动密封，17、V锥杆限位块，18、压力保护机构顶盖板，19、弹簧，20、V锥杆，21、V锥杆扶正块，22、压力保护机构本体。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明做进一步地说明。
如图1所示，本发明井下V锥气体流量测试装置，进行气体流量测试时气体从流量计进口8进入流量计内部，通过过流壳体7上部设置的孔洞进入可移动锥套6内部，气体流经可移动锥套6和V锥5之间的空隙，从流量计出口3流出流量计。
气体流经可移动锥套6和V锥5之间的孔道时会产生节流压差，通过节流前取压孔13和节流后取压孔15分别采集流经孔道前后的气体压力，通过差压传感器14进行数据采集，得到V锥前后节流压差。
当流进气体流量较小时，节流压差较小，造成差压传感器采集精度不够，此时地面发送指令，电机、减速器11旋转，推动电机丝杠9向前移动，从而推动过流壳体7、可移动锥套8向前移动，减小了可移动锥套6和V锥5之间的孔道，增大了气体节流压差，从而使差压传感器14处于最佳工作状态。电机、减速器11内部设置有霍尔传感器，能够实时采集丝杠前进距离，从而计算出节流面积。结合采集到压差，节流面积及流量计地面标定模板，计算出气体流量。反之，当气体流量变大时，电机、减速器11反向旋转，可移动锥套8向后移动，增大过流面积，减小节流压差从而适应大流量需求。
所述流量计电机、减速器11内部有霍尔传感器，能够实时记录丝杠运动位置，通过地面标定，将不同位置处，节流压差与被测流量之间关系通过图版表示出来。实际入井测试时，通过霍尔传感器采集到可移动锥套6的位置信息及差压传感器14采集到的节流压差，通过压力-流量关系图版，得到被测流量。
所述压力保护机构2主要作用是当V锥收到突然冲击时，气体急速通过流量计进气孔8，过流壳体7孔道及可移动锥套6和V锥5之间的空隙，此时V锥5受到压力的突然冲击，在压力作用下，V锥会推动V锥杆20向下压，V锥杆20带动V锥杆限位块17向下压缩弹簧19，使V锥杆20向下发生较大的位移，V锥顶部落到节流后取压孔15后部，使差压传感器14前后压差平衡，保护差压传感器14免受冲击损坏。
本发明所提出的一种可变孔隙V锥流量计测量性能稳定，测试范围宽，提高了测试精度。能够满足各种量程的井下气体测试的需求。同时设计的压力保护机构，能够避免突然间的气体压力对传感器造成冲击，保证了流量计的可靠性与稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的若干改进或变形，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，也应视为在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种井下V锥气体流量测试装置，其特征在于，包括V锥、压力保护机构、可移动锥套，V锥固定外径，可移动锥套内为一定锥度的锥孔，V锥与可移动锥套配合，所述可移动锥套通过螺纹与过流壳体连接，过流壳体通过螺纹与丝杠进行固定，丝杠与电机、减速器连接，通过电机旋转带动丝杠及可移动锥套实现往复运动，通过可移动锥套前后调节，可以实现V锥与锥套之间空隙的调节，从而实现节流面积的变化；V锥与压力保护机构通过V锥杆进行连接，V锥杆通过V锥杆限位块进行固定；V锥杆通过带动V锥杆限位块可以实现压缩弹簧，实现V锥移动；所述压力保护机构内部设置弹簧，V锥杆与V锥杆限位块通过台阶方式进行轴向固定，压力保护机构在受到压力冲击时，V锥压缩弹簧落至节流后取压孔后方，保证差压流量计两侧压力平衡；所述V锥设置有节流前后取压孔，用来测试节流件前后压力；所述井下V锥气体流量测试装置进行气体流量测试时气体从流量计进口进入流量计内部，通过过流壳体上部设置的孔洞进入可移动锥套内部，气体流经可移动锥套和V锥之间的空隙，从流量计出口流出流量计；在压力作用下，V锥会推动V锥杆向下压，V锥杆带动V锥杆限位块向下压缩弹簧，使V锥杆向下发生较大的位移，V锥顶部落到节流后取压孔后部，使差压传感器前后压差平衡，保护差压传感器免受冲击损坏。
2.根据权利要求1所述的井下V锥气体流量测试装置，其特征在于：所述压力保护机构与流量计本体通过螺纹方式进行连接，用于缓冲V锥受到压力冲击。
3.根据权利要求1所述的井下V锥气体流量测试装置，其特征在于：所述流量计电机、减速器内部设置有霍尔传感器，能够实时记录丝杠运动位置，通过地面标定，将不同位置处，节流压差与被测流量之间关系通过图版表示出来。
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