CN203808979U - 井下涡轮流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下涡轮流量计，包括：测量管，其具有入液口和出液口；涡轮，其能随液流转动地容置于在所述入液口与所述出液口之间的所述测量管内；电动机，其具有一输出轴，该输出轴与所述涡轮相连接；测量系统，其接近于所述涡轮设置，用于测量所述涡轮的转速。所述测量系统包括传感器，其临近于所述涡轮设置，用于测量所述涡轮的转速；处理电路，其与所述传感器相电连，用于接收所述传感器发出的感应信号并对所述感应信号进行处理。本实用新型采用以上结构，有效的避免了当小流量经过时涡轮不转动的情形，提高了井下涡轮流量计的测量精度。

Description

井下涡轮流量计

技术领域

本实用新型公开了一种应用于油井的小排量流量计，尤其用于测试油井井底流量的流量计。

背景技术

目前，油田对井下流量的测试十分重视。井下涡轮流量计因其体积小、结构简单、测试准确被广泛应用于井下流量的测试。井下涡轮流量计是将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号，得到流量值。具体来说，铁磁性的涡轮叶片在转动过程中切割磁力线，传感器经过检测得到感应信号，感应信号经过处理得到流量值。

但是，现在有很多油田进入开发的中后期，油井的产液量也越来越小。当流体流量较小时，流体无法克服涡轮的启动排量，此时涡轮就不会转动，井下涡轮流量计就不会检测到这部分的流体，这样必然会导致测量的不精确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种井下涡轮流量计，其能够精确地检测出流体的流量。

本实用新型提供了一种井下涡轮流量计，所述井下涡轮流量计包括：测量管，其具有入液口和出液口；涡轮，其能随液流转动地容置于在所述入液口与所述出液口之间的所述测量管内；电动机，其具有一输出轴，该输出轴与所述涡轮相连接；测量系统，其接近于所述涡轮设置，用于测量所述涡轮的转速。

优选地，所述测量系统包括传感器，其临近于所述涡轮设置，用于测量所述涡轮的转速；处理电路，其与所述传感器相电连，用于接收所述传感器发出的感应信号并对所述感应信号进行处理。

优选地，所述传感器为霍尔传感器。

优选地，所述处理电路包括：微分电路，其与所述传感器相电连，用于接收所述传感器发出的所述感应信号并将所述感应信号转变为脉冲信号；计算电路，其与所述微分电路相电连，用于接收所述微分电路发出的脉冲信号并根据所述脉冲信号进行计算。

优选地，所述电动机的输出轴匀速转动。

优选地，所述井下涡轮流量计还包括与所述电动机相电连且用于驱动所述电动机转动的驱动电路，所述驱动电路的输出电压固定。

优选地，所述井下涡轮流量计还包括与所述驱动电路相电连且用于控制所述驱动电路的输出电压的控制电路。

优选地，所述测量管具有沿其轴向延伸的两端，所述测量管的两端分别设置有扶正器。

优选地，所述测量管的一端部设置有电缆头，另一端部设置有导向锥头。

优选地，所述井下涡轮流量计还包括罩设在位于入液口处的集流伞。

本实用新型采用以上结构，有效的避免了当小流量经过时涡轮不转动的情形，提高了井下涡轮流量计的测量精度。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1显示了本实用新型中井下涡轮流量计的结构示意图。

图2显示了本实用新型中井下涡轮流量计的测量系统的原理图。

图3显示了本实用新型中井下涡轮流量计的电动机控制原理图。

附图中：1、测量管；11、入液口；12、出液口；13、内腔；2、涡轮；3、电动机；31、输出轴；4、测量系统；41、传感器；42、处理电路；421、微分电路；422、计算电路；431、驱动电路；432、控制电路；5、扶正器；6、导向锥头；7、电缆头；8、集流伞。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

本实用新型公开了井下涡轮流量计，井下涡轮流量计用于对井下的流体的流量进行检测。参照图1至图3所示，图1显示了本实用新型中井下涡轮流量计的结构示意图；图2显示了本实用新型中井下涡轮流量计的原理示意图；图3显示了本实用新型中井下涡轮流量计的电动机控制原理图；井下涡轮流量计包括测量管1、涡轮2、电动机3和测量系统4。

测量管1沿其自身轴向延伸，测量管1具有中空的内腔13。测量管1上设置有入液口11和出液口12。入液口11和出液口12分别与测量管1的内腔13相连通。入液口11和出液口12沿测量管1的轴向排布。井下流体可以自测量管1的入液口11进入，在经过测量管1的内腔13后再从测量管1的出液口12流出。井下涡轮流量计还包括一集流伞8，集流伞8位于入液口11处，且罩设在测量管1外。集流伞8可以起到汇集流体的作用。测量管1沿其自身轴向上具有两端，在测量管1的两端外分别罩设有扶正器5，扶正器5用于将井下涡轮流量计固定在井的轴向上。在测量管1的一端部即靠近出液口12的一端设置有电缆头7，在测量管1的另一端部即靠近入液口11的一端设置有导向锥头6。电缆头7可以用于连接地面装置或多参数测试仪等装置。导向锥头6可以起导引作用，以便井下涡轮流量计从地面放置于选定位置。

涡轮2能随液流绕转动轴线转动地置于测量管1内。涡轮2的转动轴线可以大体与测量管1的轴线相垂直。涡轮2位于入液口11和出液口12之间。在流体从入液口11进入测量管1内再从出液口12流出测量管1的过程中，流体必然会经过涡轮2并且带动涡轮2转动。

电动机3具有输出轴31，电动机3的输出轴31与涡轮2相连接。电动机3可以驱动涡轮2转动。

测量系统4接近于涡轮2。测量系统4用于测量所述涡轮2转速。测量系统4包括传感器41和处理电路42。传感器41与涡轮2相连接，传感器41可以用于测量涡轮2的转速。在涡轮2转动过程中，涡轮2切割磁力线，磁场强度发生改变。传感器41对磁场强度进行检测以得到感应信号。传感器41可以为霍尔传感器，霍尔传感器的动态性能好、灵敏度高。此时，感应信号为交变信号。传感器41还可以临近于涡轮2设置，传感器41临近涡轮2可以减少检测过程中的漏失，以提高测量的精度。处理电路42可以对得到的交变信号进行处理以得到流量。

本实用新型的工作原理如下：当涡轮2置于静止的液体中，涡轮2在电动机3的控制下转动，传感器41在该种情况下得到此时的交变信号，并将此时的交变信号传给处理电路42；当有流体经过涡轮2时，涡轮2的转速发生变化，传感器41在该种情况下得到此时的交变信号，并将此时的交变信号再传给处理电路42，处理电路42根据两次交变信号的差异得到流体的流量。

当井下的流量较小时，流体的冲击力较小。如果采用传统的井下涡轮流量计，涡轮2在启动过程中需要克服一定的阻力，而小排量的流体可能会无法驱使涡轮2转动。因此当有小流量的流体流过，涡轮2有可能存在不转动的情形。一旦发生这种情形，就必然会导致井下涡轮流量计测量数值的不精确。

相反，本实用新型的井下涡轮流量计中的涡轮2一直处于转动状态，即使当涡轮2置于静止的流体中，涡轮2仍然在电动机3的控制下转动，处理电路42对此时传感器41接收到的脉冲信号进行处理并确定标准值，当流体经过涡轮2后，流体改变涡轮2的转速，在此过程中流体不必克服涡轮2的启动阻力，因此无论多小的流量都会被涡轮2检测得到，处理电路42对此事传感器41接收到的脉冲信号进行处理换算得到井下流体的流量。

采用本实用新型中井下涡轮流量计，有效的避免了当小流量流体经过时涡轮2不转动的情形，提高了井下涡轮流量计的测量精度。

在一个优选的实施方式中，处理电路42包括微分电路421和计算电路422。微分电路421与传感器41相电连，微分电路421可以将传感器41发出的交变信号转换为脉冲信号。计算电路422与微分电路421相电连，计算电路422可以将微分电路421发出的脉冲信号进行计算。微分电路421将流体流过前和流体流过时的交变信号分别转换为脉冲信号。计算电路接收422这两次脉冲信号，再根据这两次脉冲信号的差值计算得到流体的流量。

在一个优选的实施方式中，电动机3的输出轴31匀速转动，电动机3给予涡轮2一个固定的转矩。此时在流体经过涡轮2前，传感器41得到的交变信号较为稳定，该种交变信号经过微分电路421处理后得到波形稳定的脉冲信号以便于计算电路的计算。

当涡轮2处于静止的液体中时，电动机3的输出轴31驱使涡轮2以一个固定的速度转动。此时传感器41输出一定的脉冲信号。当有流体经过井下涡轮流量计时，涡轮2的转速随之增大，脉冲信号的频率也增大。这时可以根据脉冲信号的频率来得到流体的流速，并最终得到流量的大小。

在一个更优选的实施方式中，参照图3所示，井下涡轮流量计还可以包括驱动电路431，驱动电路431可以与电动机3相电连，并驱动电动机3转动。驱动电路431的输出电压固定，以使得电动机3的输出轴维持在同一转速上转动。在本实施例中，输出电压的电压值可以为5V，这个数值一般由小排量流量计的实际工况和测量需要而定。当然的，本实用新型的保护不应仅局限于输出电压的电压值上。

进一步的，参照图3所示，井下涡轮流量计还可以包括控制电路432，控制电路432与驱动电路431相电连，控制电路432用于控制所述驱动电路431的输出电压。控制电路432可以位于测量管1外，驱动电路431可以位于测量管1内，控制电路432可以通过电缆头7与驱动电路431相连。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下涡轮流量计，其特征在于，所述井下涡轮流量计包括：

测量管，其具有入液口和出液口；

涡轮，其能随液流转动地容置于在所述入液口与所述出液口之间的所述测量管内；

电动机，其具有一输出轴，该输出轴与所述涡轮相连接；

测量系统，其接近于所述涡轮设置，用于测量所述涡轮的转速。

2.根据权利要求1所述的井下涡轮流量计，其特征在于，所述测量系统包括：

传感器，其临近于所述涡轮设置，用于测量所述涡轮的转速；

处理电路，其与所述传感器相电连，用于接收所述传感器发出的感应信号并对所述感应信号进行处理。

3.根据权利要求2所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述传感器为霍尔传感器。

4.根据权利要求2所述的井下涡轮流量计，其特征在于，所述处理电路包括：

微分电路，其与所述传感器相电连，用于接收所述传感器发出的感应信号并将所述感应信号转变为脉冲信号；

计算电路，其与所述微分电路相电连，用于接收所述微分电路发出的脉冲信号并根据所述脉冲信号进行计算。

5.根据权利要求1所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述电动机的输出轴匀速转动。

6.根据权利要求1所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述井下涡轮流量计还包括与所述电动机相电连且用于驱动所述电动机转动的驱动电路，所述驱动电路的输出电压固定。

7.根据权利要求6所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述井下涡轮流量计还包括与所述驱动电路相电连且用于控制所述驱动电路的输出电压的控制电路。

8.根据权利要求1所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述测量管具有沿其轴向延伸的两端，所述测量管的两端分别设置有扶正器。

9.根据权利要求8所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述测量管的一端部设置有电缆头，另一端部设置有导向锥头。

10.根据权利要求1所述的井下涡轮流量计，其特征在于：所述井下涡轮流量计还包括罩设在位于入液口处的集流伞。