CN208702401U - 一种井下电磁式流量测调仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下电磁式流量测调仪，包括：电缆头、测量装置、控制装置、调节装置以及护套；电缆头与测量装置连接，控制装置封装于护套内，护套上部与测量装置连接，下部与调节装置连接；测量装置、控制装置、调节装置依次连接；其中，测量装置包括：流量测量组件、磁定位组件；流量测量组件同轴设置于磁定位组件和控制装置之间；控制装置包括：电路控制组件、电机；电路控制组件同轴设置于磁定位组件和电机之间，并且与电机电连接；调节装置包括：凸轮组件、传动轴、定位臂组件、调节头组件；凸轮组件、传动轴、定位臂组件、调节头组件自上而下依次连接。本实用新型的流量测调仪，可以实现对聚合物流量的测调。

Description

一种井下电磁式流量测调仪

技术领域

本实用新型属于油田分层注入领域，具体涉及一种井下电磁式流量测调仪。

背景技术

油田注水是开发过程中补充地层能量，提高采收率最经济、最有效的方法。采用合注技术虽然可以满足注水保持地层压力的工艺要求，但因部分区块、井组油层的非均质性较强，笼统注水时出现注入水沿高渗带单层突进，而低渗、薄差层未能发挥应有的潜力，使层内、层间、平面矛盾更为突出。因此，随着油藏精细化管理水平地不断提高，为满足不同油藏、不同开发层系对能量的需求，采用分层注水工艺补充地层能量，通过分层注水，一些薄差层、难动用层的能量得到了有效补充，油藏采收率得到提高，开发形式日趋好转。随着油田分注工艺的不断完善及发展，分注工艺逐渐推广使用，在分注管柱中为了进行流量测量及水嘴开度调节，需要有配套的流量测调仪。

目前常用的同心流量测调仪多采用超声流量计进行流量测量，而超声流量计则不适用于对聚合物进行测量。

因此，提出一种适用于对聚合物进行测量的流量测调仪成为目前研究的重点问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种井下电磁式流量测调仪。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本实用新型实施例提供了一种井下电磁式流量测调仪，包括：上接头、测量装置、控制装置、调节装置以及护套；所述上接头将所述测量装置封装于内，同时将控制装置封装于所述护套内，所述护套上部与所述测量装置连接，下部与调节装置连接；所述测量装置、所述控制装置、所述调节装置依次连接；其中，

所述测量装置包括：流量测量组件和磁定位组件；所述流量测量组件同轴设置于所述磁定位组件和所述控制装置之间；

所述控制装置包括：电路控制组件、电机；所述电路控制组件同轴设置于所述磁定位组件和所述电机4之间，并且与所述电机电连接；

所述调节装置包括：凸轮组件、传动轴、定位臂组件、调节头组件；所述凸轮组件、所述传动轴、所述定位臂组件、所述调节头组件自上而下依次连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述流量测量组件包括磁极、励磁线圈、磁芯、感应电极；其中，

所述励磁线圈沿所述磁芯的径向分布并且缠绕所述磁芯，所述磁极与所述磁芯相对设置；所述感应电极与所述励磁线圈电磁耦合连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述磁定位组件包括自上而下同轴设置的第一磁钢、线圈、第二磁钢。

在本实用新型的一个实施例中，所述电路控制组件包括双向编码通讯模块、流量信号处理模块、状态信号处理模块；所述双向编码通讯模块、所述流量信号处理模块、所述状态信号处理模块互相电连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述调节装置包括：凸轮组件、传动轴、定位臂组件、调节头组件；所述凸轮组件、所述传动轴、所述定位臂组件、所述调节头组件自上而下依次设置于所述流量测调仪上。

在本实用新型的一个实施例中，所述凸轮组件包括：壳体、第一弹簧、传动块、开度磁钢、定位磁钢、传动套、第二弹簧以及凸轮；其中，

所述第一弹簧、所述传动块、所述开度磁钢、所述定位磁钢、所述传动套均设置于所述壳体内；

所述传动块通过所述第一弹簧与所述传动套啮合；

所述传动块沿所述传动轴的周向设置；

所述开度磁钢沿所述传动块的周向设置；

所述定位磁钢沿所述凸轮的周向设置；

所述传动套沿所述凸轮的径向设置并且包裹所述凸轮；

所述第二弹簧沿所述凸轮的径向设置并且包裹所述凸轮。

在本实用新型的一个实施例中，还包括防转装置，所述防转装置设置于所述定位臂组件和所述调节头组件之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型通过采用电磁式流量测量组件，解决了超声式测调仪无法测量的注入井流量测调问题；

2.本实用新型的这种测调仪可以实时监测配水器的开度，当开度或者流量信息达到要求时自动停止调节，实现可视化细分量化调节。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的结构示意图；

图2为图1中A-A的放大结构示意图；

图3为图1中B-B的放大结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的流量测量组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的凸轮组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的防转装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-流量测量组件；2-磁定位组件；3-电路控制组件；4-电机；5-凸轮组件；6-传动轴；7-定位臂组件；8-调节头组件；9-防转装置；10-第一磁钢； 11-线圈；12-第二磁钢；21-壳体；22-第一弹簧；23-传动块；24-开度磁钢； 25-定位磁钢；26-传动套；27-第二弹簧；28-凸轮；29-磁极；30-励磁线圈； 31-磁芯；32-感应电级；33-电感；34-电容；100-电缆头；200-测量装置； 300-控制装置；400-调节装置；500-护套。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

电磁式流量测调仪可以对所有导电的液体进行流量测量，对液体的黏度没有要求，因此可以对聚合物进行流量测量。

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的结构示意图。一种井下电磁式流量测调仪，包括：电缆头100、测量装置200、控制装置300、调节装置400以及护套500；电缆头100与测量装置200连接，控制装置300封装于护套500内，护套500上部与测量装置 200连接，下部与调节装置400连接；测量装置200、控制装置300、调节装置400依次连接；其中，

测量装置200包括：流量测量组件1、磁定位组件2；流量测量组件1 同轴设置于所述磁定位组件2和所述控制装置300之间；

控制装置300包括：电路控制组件3、电机4；电路控制组件3同轴设置于所述磁定位组件2和所述电机4之间，并且与电机4电连接；

调节装置400包括：凸轮组件5、传动轴6、定位臂组件7、调节头组件8；凸轮组件5、传动轴6、定位臂组件7、调节头组件8自上而下依次连接。

本实用新型实施例，通过所述控制装置300控制所述测量装置200和所述调节装置400，从而完成注入井流量的测调。

本实用新型实施例，通过流量测量组件和定位臂组件实现井下流量的测调。

实施例二

请同时参见图2和图3，图2为图1中A-A的放大结构示意图；

图3为图1中B-B的放大结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对一种井下电磁式测调仪的结构以及原理进行详细描述。

具体地，一种井下电磁式流量测调仪，包括：电缆头100、测量装置 200、控制装置300、调节装置400以及护套500，测量装置200、控制装置 300、调节装置400自上而下均同轴设置。

在一个具体实施例中，测量装置200包括：流量测量组件1、磁定位组件2；流量测量组件1同轴设置于磁定位组件2和控制装置300之间。

请参见图4，图4为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的流量测量组件的结构示意图；在一个具体实施例中，流量测量组件1 包括磁极29、励磁线圈30、磁芯31、感应电级32；励磁线圈30沿磁芯31 的径向分布并且缠绕磁芯31，磁极29与磁芯31相对设置；感应电极32与励磁线圈30电磁耦合连接。

励磁线圈30用来使磁极29、磁芯31之间产生感应磁场，感应电级32 用来产生感应电动势。

在一个具体实施例中，磁极29和磁芯31的位置不固定，只需要满足励磁线圈30能够在磁极29和磁芯31之间产生磁场的条件。磁极29和磁芯31的位置可以根据不同的需要具体设置，本实用新型在此不作限定。

在一个具体实施例中，磁定位组件2包括自上而下同轴设置的第一磁钢10、线圈11、第二磁钢12。

在一个具体实施例中，磁定位组件2采用电磁感应原理，把解箍信号传送给其下连接的信号处理装置处理从而得到深度信息，再经过电路控制组件3编码传送至地面控制装置进行深度校验。

在一个具体实施例中，控制装置300包括：电路控制组件3、电机4；电路控制组件3同轴设置于磁定位组件2和电机4的上部。

在一个具体实施例中，电路控制组件3包括电感33、电容34、双向编码通讯模块、流量信号处理模块、状态信号处理模块；电感33和电容34 用来隔离干扰信号，以免对电路控制组件3的正常工作造成影响。

在一个具体实施例中，电路控制组件3处理测量组件1和磁定位组件2 传送的信息，并负责编码，再通过双向编码通讯模块传送至地面控制装置；同时，电路控制组件3通过双向编码通讯模块接收地面控制装置的命令数据，并进行解码。电磁式流量计测量的流量数据经过电路控制组件3处理，通过双向编码通讯模块传输给地面控制装置。

在一个具体实施例中，电路控制组件3将低频方波励磁信号加到励磁线圈30上，励磁线圈30内电流变化使磁极29和磁芯31间产生磁场，待测的聚合物流过流量测量组件1时，感应电级32上产生感应电动势，即电极感应信号，电极感应信号进入流量信号处理模块，经过信号放大、滤波、采样转换后，由状态信号处理模块传送至地面控制装置，进行进一步的分析处理。在一个具体实施例中，流量测量组件1和电路控制组件3形成了电磁式流量测量装置。

在一个具体实施例中，调节装置400包括：凸轮组件5、传动轴6、定位臂组件7、调节头组件8；凸轮组件5、传动轴6、定位臂组件7、调节头组件8自上而下依次设置于流量测调仪上。

在一个具体实施例中，电机4旋转带动传动轴6以及凸轮组件5旋转，实现定位臂组件7的开臂、收臂以及正调和负调，同时电机4检测仪器状态和配水器开度状况，再将检测的数据传送至电路控制组件3进行处理。

在一个具体实施例中，电路控制组件3控制电机4带动传动轴6旋转，进行定位臂组件7的开臂、收臂以及正调和负调。

请参见图4，图4为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的凸轮组件的结构示意图。凸轮组件5包括：壳体21、第一弹簧22、传动块23、开度磁钢24、定位磁钢25、传动套26、第二弹簧27以及凸轮28；其中，

第一弹簧22、传动块23、开度磁钢24、定位磁钢25、传动套26均设置于壳体21内；

传动块23通过第一弹簧22与传动套26啮合；

传动块23沿传动轴6的周向设置，传动套26沿凸轮28的径向设置并且包裹凸轮28。

传动块23与传动套26的啮合通过第一弹簧22的压缩与伸长来控制。

开度磁钢24沿传动块23的周向设置；开度磁钢24用于给电路控制组件3提供转动轴6的转动度数信号。

定位磁钢25沿凸轮28的周向设置；定位磁钢25用于给电路控制组件 3提供凸轮28的位置信号，从而确定定位臂组件7是否与配水器精确定位以及定位臂组件7是否完全脱离配水器。

第二弹簧27沿凸轮28的径向设置并且包裹凸轮28；第二弹簧27用于复位凸轮28。

需要说明的是，周向是指圆周方向，即绕圆柱体轴线方向。即，传动块23绕传动轴6的轴线方向设置；开度磁钢24绕传动块23的轴线方向设置；定位磁钢25绕凸轮28的轴线方向设置。

需要说明的是，径向是指沿截面半径方向。即，第二弹簧27沿凸轮28 的截面半径方向设置并且包裹凸轮28。

当定位臂组件7开收臂时，传动块23通过传动套26带动凸轮28转动，实现开臂和收臂命令；同时定位磁钢25随传动套26旋转相同的角度，并将角度反馈给电路控制组件3，进而实现开臂和收臂是否到位的状态判断；当定位臂组件7在配水器上对接后，定位臂组件7与流量测调仪发生相对运动，压缩第一弹簧22，使得传动块23、传动套26脱离啮合，进而使得传动轴6不能控制定位臂组件7的开收，仅带动调节头组件8转动。

请参见图6，图6为本实用新型实施例提供的一种井下电磁式流量测调仪的防转装置的结构示意图。在一个具体实施例中，流量测调仪还包括防转装置9，防转装置9设置于定位臂组件7和调节头组件8之间。防转装置 9和配水器配合用来防止流量测调仪在调节扭矩大的情况下引起自身的转动。

在一个具体实施例中，定位臂组件7用于流量测调仪与配水器或者注聚器的精确定位及支撑。

在一个具体实施例中，定位臂组件7经过电机4打开后用于确保和配水器进行可靠对接定位，对接后凸轮组件5发生状态改变，进而电路控制组件3可检测到对接状态，此时电机4可实现配水器的正负调节而不影响定位臂组件7；同时，在调节过程中凸轮组件5可反馈开度信息。

本实用新型实施例的工作原理：

工作时，将流量测调仪下放至井下，下放过程中通过磁定位组件2结合施工作业资料确定配水器的位置。通过地面控制装置利用编码通讯向流量测调仪发送命令，流量测调仪通过状态信号模块设备接收命令数据，解码获得命令并执行命令，通过电机4打开定位臂组件7，和配水器进行对接。实时检测流量测调仪的信息传送至地面控制装置。流量测量组件1同时进行流量测量，并传送至地面控制装置，地面控制装置控制流量测调仪通过电机4对配水器进行正负调节，调节过程中实时检测开度。当开度或者流量信息达到要求时自动停止调节，实现可视化细分量化调节。

本实用新型通过这种流量测调仪，可以达到以下有益效果：

1.本实用新型通过这种测调仪，可以实时监测配水器的开度情况，同时将开度信息反馈给测调仪中的电路控制组件，从而可以实现配水器的正负调节；

2.本实用新型的测调仪，可以解决一些超声式测调仪无法测量的注入井流量测调问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种井下电磁式流量测调仪，其特征在于，包括：电缆头(100)、测量装置(200)、控制装置(300)、调节装置(400)以及护套(500)；所述电缆头(100)与所述测量装置(200)连接，所述控制装置(300)封装于所述护套(500)内，所述护套(500)上部与所述测量装置(200)连接，下部与所述调节装置(400)连接；所述测量装置(200)、所述控制装置(300)、所述调节装置(400)依次连接；

其中，所述测量装置(200)包括：流量测量组件(1)和磁定位组件(2)；所述流量测量组件(1)同轴设置于所述磁定位组件(2)和所述控制装置(300)之间；

所述控制装置(300)包括：电路控制组件(3)和电机(4)；所述电路控制组件(3)同轴设置于所述磁定位组件(2)和所述电机(4)之间，并且与所述电机(4)电连接；

所述调节装置(400)包括：凸轮组件(5)、传动轴(6)、定位臂组件(7)、调节头组件(8)；所述凸轮组件(5)、所述传动轴(6)、所述定位臂组件(7)、所述调节头组件(8)自上而下依次连接。

2.根据权利要求1所述的流量测调仪，其特征在于，所述流量测量组件(1)包括磁极(29)、励磁线圈(30)、磁芯(31)、感应电极(32)；其中，

所述励磁线圈(30)沿所述磁芯(31)的径向分布并且缠绕所述磁芯(31)，所述磁极(29)与所述磁芯(31)相对设置；所述感应电极(32)与所述励磁线圈(30)电磁耦合连接。

3.根据权利要求1所述的流量测调仪，其特征在于，所述磁定位组件(2)包括自上而下同轴设置的第一磁钢(10)、线圈(11)、第二磁钢(12)。

4.根据权利要求1所述的流量测调仪，其特征在于，所述电路控制组件(3)包括双向编码通讯模块、流量信号处理模块、状态信号处理模块，所述双向编码通讯模块、所述流量信号处理模块、所述状态信号处理模块互相电连接。

5.根据权利要求1所述的流量测调仪，其特征在于，所述凸轮组件(5)包括：壳体(21)、第一弹簧(22)、传动块(23)、开度磁钢(24)、定位磁钢(25)、传动套(26)、第二弹簧(27)以及凸轮(28)；其中，

所述第一弹簧(22)、所述传动块(23)、所述开度磁钢(24)、所述定位磁钢(25)、所述传动套(26)均设置于所述壳体(21)内；

所述传动块(23)通过所述第一弹簧(22)与所述传动套(26)啮合；

所述传动块(23)沿所述传动轴(6)的周向设置；

所述开度磁钢(24)沿所述传动块(23)的周向设置；

所述定位磁钢(25)沿所述凸轮(28)的周向设置；

所述传动套(26)沿所述凸轮(28)的径向设置并且包裹所述凸轮(28)；

所述第二弹簧(27)沿所述凸轮(28)的径向设置并且包裹所述凸轮(28)。

6.根据权利要求1所述的流量测调仪，其特征在于，还包括防转装置(9)，所述防转装置(9)设置于所述定位臂组件(7)和所述调节头组件(8)之间。