CN203271718U - 翻斗流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种翻斗流量计，包括护筒部件、计量翻斗机构、流量转换器机构、设置在护筒部件顶部的进液口以及设置在护筒底部的出液口；计量翻斗机构设置在护筒部件内部；进液口通过计量翻斗机构与出液口相贯通；流量转换器机构设置在护筒部件的侧壁上并采集经计量翻斗机构后的液体流量数据。本实用新型提供了一种既可排除气水两相流和微小固体颗粒对产水量计量的影响、又具有成本低、长期计量、测试简易的翻斗流量计。

Description

翻斗流量计

技术领域

本实用新型属于计量领域，涉及一种翻斗流量计，尤其涉及一种可以计量现场间歇出液、三相流（含固体颗粒）、含腐蚀性介质产液量的宽量程的翻斗流量计。

背景技术

了解并掌握煤层气井排采的单井产液量变化，是进行煤层气井产水量、产气量预测、排采工作制度制定的重要基础。目前煤层气井产液量测量方法主要有速度式流量计法和容积计时计算法两种。

速度式流量计法测量煤层气井产液量过程中，当仅有水产出时，读数相对准确；当排采进入气液两相流状态时，根据目前排采设备匹配状况，一般排出的水中混有气体，产水量读数比实际偏高。且由于产出液流体中混有少量固体颗粒（如煤粉、支撑剂等）容易堵塞仪表，导致测量失准。

容积计时计算的测试方法对于测试人员来说工作量相当大，并且不同产水量的井在一段时间内所估算出的流量误差很大，不能满足煤层气井的计量工作需求。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种既可排除气水两相流和微小固体颗粒对产水量计量的影响、又具有成本低、长期计量、测试简易的翻斗流量计。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种翻斗流量计，其特征在于：所述翻斗流量计包括护筒部件、计量翻斗机构、流量转换器机构、设置在护筒部件顶部的进液口以及设置在护筒底部的出液口；所述计量翻斗机构设置在护筒部件内部；所述进液口通过计量翻斗机构与出液口相贯通；所述流量转换器机构设置在护筒部件的侧壁上并采集经计量翻斗机构后的液体流量数据。

上述计量翻斗机构包括支撑件、计量翻斗、翻斗转轴、配重机构以及计量翻斗翻转角度调整机构；所述计量翻斗通过翻斗转轴设置在支撑件上；所述配重机构与翻斗转轴相连并通过翻斗转轴提供计量翻斗翻转阻力；所述计量翻斗翻转角度调整机构通过支撑件设置在护筒部件内部；所述进液口通过计量翻斗与出液口相贯通。

上述配重机构包括螺纹杆以及与螺纹杆螺纹连接的配重锤；所述螺纹杆与翻斗转轴相连。

上述计量翻斗通过翻斗转轴以不稳定平衡的方式设置在支撑件上。

上述计量翻斗呈对称设置的左腔以及右腔；所述左腔以及右腔中间设置有隔板；所述隔板是不规则斜面。

上述流量转换器机构包括数据采集器、单片机以及磁簧开关；所述磁簧开关以及数据采集器分别与单片机相连；所述计量翻斗上设置有磁感应器；所述磁感应器触发磁簧开关工作。

上述翻斗流量计还包括设置在护筒部件上的调平装置。

上述调平装置包括调平水准泡、支脚螺钉以及调整支脚；所述调平水准泡设置在护筒部件的顶部；所述支脚螺钉以及调整支脚对称设置在护筒部件底部。

上述翻斗流量计还包括设置在进液口与计量翻斗机构之间的蓄水漏斗机构；所述蓄水漏斗机构是蓄水漏斗；所述进液口与蓄水漏斗的接触处呈斜面；所述蓄水漏斗的底部均布有过流孔；所述过流孔通过计量翻斗的左腔或右腔与出液口相贯通；所述蓄水漏斗通过螺栓设置在护筒部件的顶部。

上述翻斗流量计还包括设置在护筒部件顶部的折叠把手。

本实用新型的优点是：

本实用新型公开了一种针对现场间歇出液、三相流（含固体颗粒）、含腐蚀性介质、宽流量范围的液体流量计——翻斗流量计，该翻斗流量计包括护筒组件、蓄水机构、翻斗计量机构、仪器调平机构以及流量转换器机构；产出液经过进液口注入仪器蓄水机构，经蓄水机构缓冲减速之后落入翻斗计量机构，随着产出液在计量翻斗腔体内不断累积而导致计量翻斗重心失去平衡，不断翻转，交替处于进液或排液状态。计量翻斗内部所置的磁感应器在一定范围内往复运动，流量转换器机构将探测到的信号输入给单片机；单片机通过对数据进行进一步处理，计算出现场产液量信息。该实用新型解决了现阶段没有一个完善的计量装置对现场间歇产液量进行及时、准确计量的问题，满足现场的日常计量工作需要，具有结构简单，可靠性强，计量精度高等优点，具体而言，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型既可排除气液两相流和微小固体颗粒对煤层气井产液量计量的影响；又可以实现低成本、长期计量、测试简易的目的。

2、本实用新型与现场管线采用金属波纹软管连接方式，最大程度减小现场管线震动对仪器计量精度产生的影响；仪器进液口采用标准快换接头改制结构，使得仪器与现场管道连接方便可靠。

3、考虑煤层气井排采期间间歇出液的特点，本实用新型设计有蓄水漏斗机构；蓄水漏斗与进液口接触处采用斜面设计结构，在防止产出液飞溅的同时对产出液起到减速缓冲的作用。底部均匀开有过流孔，过流孔数目和孔径在满足单位时间内过流量注满盛水室要求的同时，也满足蓄水机构的蓄水能力要求。

4、本实用新型计量翻斗采用“△”结构，为对称不稳定平衡结构，两腔隔板是不规则斜面设计，确保工作过程中计量液体重心位置位于转轴中心线外侧；计量翻斗底部装有防护螺钉，有效阻止计量翻斗与调整螺钉之间长期频繁碰撞产生损伤；根据产出液所含腐蚀介质和腐蚀程度的不同，计量翻斗材质有三种选择方式：①ABS树脂材质，②聚对苯二甲酸乙二醇脂材质，③聚四氟乙烯材质，满足现场需要。

5、本实用新型设计有计量翻斗翻转角度调整机构和仪器配重机构，通过计量翻斗翻转角度调整机构快捷有效调整计量翻斗翻转极限位置的同时，通过调整配重机构位置高度快速方便的调整计量翻斗单位翻转盛水量。

6、鉴于仪器整体结构水平度直接影响翻斗流量计的计量精度，本实用新型设计有仪器调平机构。通过调节调整支脚的旋入深度，可方便直观地对仪器进行整体调平工作，保证计量机构平衡度，提高流量计的计量精度。

7、本实用新型通过调整计量翻斗的翻转扭矩以及翻转角度，实现宽流量范围内产出液的计量，满足现场不同状况的计量需求。

附图说明

图1是本实用新型所提供的翻斗流量计的结构示意图；

图2是本实用新型所采用的蓄水漏斗的俯视结构示意图；

图3是本实用新型所采用的计量翻斗的结构示意图；

图4是本实用新型所采用的配重机构示意图；

图5是本实用新型所采用的翻斗计量机构支撑件示意图；

其中：

1-护筒部件；2-进液口；3-折叠把手；4-出液口；5-蓄水漏斗机构；6-计量翻斗机构；7-支撑件；8-计量翻斗；9-计量翻斗翻转角度调整机构；10-调平机构；11-翻斗转轴；12-配重机构；13-流量转换器机构。

具体实施方式：

参见图1，本实用新型提供了一种翻斗流量计，翻斗流量计包括护筒部件1、计量翻斗机构6、流量转换器机构13、设置在护筒部件1顶部的进液口2以及设置在护筒底部的出液口4；计量翻斗机构6设置在护筒部件1内部；进液口2通过计量翻斗机构6与出液口4相贯通；流量转换器机构13设置在护筒部件1的侧壁上并采集经计量翻斗机构6后的液体流量数据。

参见图3以及图5，计量翻斗机构6包括支撑件7、计量翻斗8、翻斗转轴11、配重机构12以及计量翻斗翻转角度调整机构9；计量翻斗8通过翻斗转轴11设置在支撑件7上；配重机构12与翻斗转轴11相连并通过翻斗转轴11提供计量翻斗8的翻转阻力；计量翻斗翻转角度调整机构9通过支撑件7设置在护筒部件1内部；进液口2通过计量翻斗8与出液口4相贯通。

参见图4，配重机构12包括螺纹杆以及与螺纹杆螺纹连接的配重锤；螺纹杆与翻斗转轴11相连。

计量翻斗8通过翻斗转轴11以不稳定平衡的方式设置在支撑件7上。

计量翻斗8呈对称设置的左腔以及右腔；左腔以及右腔中间设置有隔板；左腔以及右腔的隔板是不规则斜面。

流量转换器机构13包括数据采集器、单片机以及磁簧开关；磁簧开关以及数据采集器分别与单片机相连；计量翻斗8上设置有磁感应器；磁感应器触发磁簧开关工作。

翻斗流量计还包括设置在护筒部件1上的调平装置。

调平装置包括调平水准泡、支脚螺钉以及调整支脚；调平水准泡通过支撑杆设置在护筒部件1顶部；支脚螺钉以及调整支脚对称设置在护筒部件1底端，通过调整调整支脚的旋入深度达到调节整体仪器水平的目的。

参见图2，翻斗流量计还包括设置在进液口2与计量翻斗机构6之间的蓄水漏斗机构5；蓄水漏斗机构5是蓄水漏斗；进液口2与蓄水漏斗的接触处呈斜面；蓄水漏斗的底部均布有过流孔；过流孔通过计量翻斗8的左腔或右腔与出液口4相贯通；蓄水漏斗通过螺栓设置在护筒部件1的顶部。

翻斗流量计还包括设置在护筒部件1顶部的折叠把手3。

下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明。

参见图1，本实用新型包含有护筒部件1，护筒部件1顶端设计有仪器进液口2和折叠把手3，进液口2采用快换接头结构，使得仪器与现场管道的连接方便可靠；折叠把手3采用折叠结构，方便仪器现场搬运的同时又不干涉其他装置的安装使用。护筒部件1底部设计有仪器出液口4，在保证仪器内部产出液顺利排出的同时，也有利于产出液中杂质的排出，确保仪器的正常使用。

煤层气井为间歇式出液形式，极易存在因大流量产出液冲击造成产出液漏失和冲击测量仪器现象，为了避免上述现象发生，本实用新型有蓄水漏斗机构5。蓄水漏斗与进液口2接触处设计为斜面结构，有效减缓产出液流速，减小流量过大对仪器产生冲击；蓄水斗底部开有均匀过流孔，过流孔数目和孔径在满足现场产出液在极限单位时间内注满单位容积要求的同时，也满足蓄水机构的蓄水能力要求。蓄水漏斗与护筒部件1紧密贴合形成半封闭空间，有效防止产出液溅出流失。蓄水漏斗与护筒部件1采用螺栓连接结构，方便安装拆卸。

护筒部件1内部安装有计量翻斗机构6，翻斗计量机构主体为支撑件7和一个两腔对称的计量翻斗8。支撑件7上设置有计量翻斗翻转角度调整机构9，通过调节此调整机构来调节计量翻斗8的翻转角度；支撑件7底端设置有仪器调平机构10，仪器开始工作之前通过调节调平机构10将仪器调整水平，仪器水平状态可通过与仪器固定一体的水准泡的居中状态获得。

支撑件7上安装有翻斗转轴11，转轴一侧安装有配重机构12，通过调节配重机构12配重的高度位置，即可调节计量翻斗8的单位翻转盛水量；配重机构12采用螺纹方式调节配重高度，使得配重的调节方便可靠。

仪器开始工作时，产出液经进液口2注入蓄水机构，经蓄水机构缓冲减速之后落入计量翻斗8中（如附图2所示，计量翻斗8分为左、右对称两腔，中间用隔板隔开，安装于翻斗转轴11上，为不稳定平衡机构）；在翻斗流量计未进产出液之前，计量翻斗8向左侧或右侧倾斜，底部一端靠在计量翻斗翻转角度调整机构9上，另外一端悬空。当产出液经蓄水漏斗机构5注入计量翻斗8的悬空一端后，悬空翻斗积水逐渐增多，整体计量翻斗8的重心逐渐向悬空翻斗一端转移；当重心越过翻斗转轴11之后，计量翻斗8就发生一次翻转，其内部产出液完全倾倒，完成一次积累倾倒过程；流量转换器机构13随之产生一次信号，输入数据采集器中，对翻斗流量计完成一次计量过程；之后对数据进行进一步处理，计算出煤层气井的当前产液量信息并显示出来；计量翻斗8倾倒出来的产出液则顺着出液口4排出翻斗流量计外。如此周而复始，达到对煤层气井产液量进行监测计量的目的。

计量翻斗8采用“△”结构，两腔底部侧面为不规则斜面设计，确保工作过程中计量液体重心位置位于转轴中心线外侧；流量转换器机构13主要部件为一磁簧开关；计量翻斗8翻转一次，其内部所置磁感应器使得磁簧开关闭合一次，随之发出一个脉冲信号，通过累计脉冲计数，实现流量的自动累积。配重机构12与计量翻斗8转轴固定一体，配重锤与配重杆之间采用螺纹调节和固定方式；通过调节配重锤在配重杆上的位置高度实现计量翻斗8翻转扭矩的调节，满足计量翻斗8不同单位盛水量的需求。计量翻斗翻转角度调整机构9与计量翻斗8支撑件7固定一体，通过调节此机构的位置高度调整计量翻斗8的翻转极限位置以及两侧平衡性，配合配重机构12调整计量翻斗8的单位翻转盛水量。翻斗流量计底部采用斜面结构，出液口4置于仪器底部，保证产出液顺畅排出的同时，保证污物和固体颗粒无残存。翻斗流量计在气液两相计量过程中只计量液相流量，必要时可在流量计顶部连接管线至气体流量计对气相产出进行计量。

Claims (10)

1.一种翻斗流量计，其特征在于：所述翻斗流量计包括护筒部件、计量翻斗机构、流量转换器机构、设置在护筒部件顶部的进液口以及设置在护筒底部的出液口；所述计量翻斗机构设置在护筒部件内部；所述进液口通过计量翻斗机构与出液口相贯通；所述流量转换器机构设置在护筒部件的侧壁上并采集经计量翻斗机构后的液体流量数据。

2.根据权利要求1所述的翻斗流量计，其特征在于：所述计量翻斗机构包括支撑件、计量翻斗、翻斗转轴、配重机构以及计量翻斗翻转角度调整机构；所述计量翻斗通过翻斗转轴设置在支撑件上；所述配重机构与翻斗转轴相连并通过翻斗转轴提供计量翻斗翻转阻力；所述计量翻斗翻转角度调整机构通过支撑件设置在护筒部件内部；所述进液口通过计量翻斗与出液口相贯通。

3.根据权利要求2所述的翻斗流量计，其特征在于：所述配重机构包括螺纹杆以及与螺纹杆螺纹连接的配重锤；所述螺纹杆与翻斗转轴相连。

4.根据权利要求2或3所述的翻斗流量计，其特征在于：所述计量翻斗通过翻斗转轴以不稳定平衡的方式设置在支撑件上。

5.根据权利要求4所述的翻斗流量计，其特征在于：所述计量翻斗呈对称设置的左腔以及右腔；所述左腔以及右腔中间设置有隔板；所述隔板是不规则斜面。

6.根据权利要求5所述的翻斗流量计，其特征在于：所述流量转换器机构包括数据采集器、单片机以及磁簧开关；所述磁簧开关以及数据采集器分别与单片机相连；所述计量翻斗上设置有磁感应器；所述磁感应器触发磁簧开关工作。

7.根据权利要求6所述的翻斗流量计，其特征在于：所述翻斗流量计还包括设置在护筒部件上的调平装置。

8.根据权利要求7所述的翻斗流量计，其特征在于：所述调平装置包括调平水准泡、支脚螺钉以及调整支脚；所述调平水准泡设置在护筒部件的顶部；所述支脚螺钉以及调整支脚对称设置在护筒部件底部。

9.根据权利要求8所述的翻斗流量计，其特征在于：所述翻斗流量计还包括设置在进液口与计量翻斗机构之间的蓄水漏斗机构；所述蓄水漏斗机构是蓄水漏斗；所述进液口与蓄水漏斗的接触处呈斜面；所述蓄水漏斗的底部均布有过流孔；所述过流孔通过计量翻斗的左腔或右腔与出液口相贯通；所述蓄水漏斗通过螺栓设置在护筒部件的顶部。

10.根据权利要求9所述的翻斗流量计，其特征在于：所述翻斗流量计还包括设置在护筒部件顶部的折叠把手。

Images