井下电磁流量计制造技术

本实用新型专利技术为一种井下水流量电磁法测定装置－井下电磁流量计，该装置采用等压舱结构形式的探测器和非直流式流道，适用于高压强、小尺寸空间环境和任何水质情况。本装置可附加井下供电、井下存贮记录电路，用钢丝绳下井，降低了下井生产成本。本装置无机械活动部件，结构简单、使用方便，测量精度和灵敏度高。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种油田注水井的井下流量电磁法测定装置。目前国内外油田注水井井下的分层流量测定，均采用浮子流量计或涡轮流量计，这两种流量计都是靠注入水冲动机械活动部件来获取流量信号的。为了使机械活动部件不被泥砂等杂质卡死，对注入水的水质和井下状况提出了极高的要求。机械式流量计也无法适应目前极力推广和广泛采用的污水回注工艺要求，且使用寿命短，测量精度较低。市场所见的电磁流量计，虽具有无机械活动部件、测量精度高的特点，但均采用水流直通式流道，无法在井下小尺寸空间和高压环境下使用，只适用于地面使用。称为“一种电磁流量计”的专利技术(技术专利公告号CN2098009U)公开了一种用于测定酸、碱、盐导电溶液和矿浆、泥浆等介质的体积流量的电磁流量计，其特征在于防护外壳和测量管是以非导磁材料合二为一地浇注或注塑成一直通圆管，虽具有制造工艺简单、密封性能好等优点，但直通式流道无法与井下供电部分配合，从而不能进行井下数据测量及记录。本技术的目的就在于提供一种能适用于高压强、小尺寸空间和任何水质的环境，并可附加井下供电、数据存贮记录的井下流量电磁法测定装置——“井下电磁流量计”。本技术的特征在于采用等压舱结构形式的探测器和非直流通道结构及可附加井下供电、测量数据井下存贮记录电路。本技术是这样实现的本技术的电磁流量计，整体外形如附图说明图1所示，整体为一圆筒状，包括探测器1、电路2、电源3、绳帽4几个部分。探测器1采用等压舱结构形式，即通过一个或几个弹性隔膜隔离舱内外，探测器的工作部分(线圈、铁芯)置于舱内，电极密封安装在内保护筒筒壁上。流量信号接收端露出舱外，电极引线端在舱内，将流量信号通过密封塞传输到电路2，舱内充满液压油，当本装置放入井下时，环境压强增大，弹性隔膜变形，压迫液压油，使舱内外压强保持相等，从而简化了高压环境下电极密封的条件要求。在探测器上设有非直流式进水流道，即侧孔流道，侧孔流道的数量为两个或两个以上；侧孔流道可以是直孔，也可是斜孔；电路2是低功耗电路设计，可实现电池或电源供电；电路2包括测量电路及数据存贮系统，测量电路把从探测器1引入的交变电信号放大处理转变为直流电信号，再转变为测量数据，并进行数据存贮。电源3以电池或稳压电源向电路2供电；绳帽4连接下井钢丝绳，同时起到万一装置落入井中的打捞头作用。上述探测器1的等压舱采用的弹性隔膜可由金属、橡胶或其它材料制得，形状可以是片状或筒状。本技术无机械活动部件，适用于污水回注或含砂井注水，本技术采用侧孔进水流道和低功耗电路设计，精度和灵敏度高。由于设计了井下供电、井下数据处理、数据存贮记录系统，就无需像地面型电磁流量计的测量探头和记录仪间用多根电缆来实现磁场驱动和测量信号的引出，只要用钢丝绳将本技术装置放入井下，本装置就可完成流量测定、数据处理及存贮的全过程操作。该装置结构简单，适用于高压强、小尺寸空间环境及任何水质情况，特别适宜井下测水。该装置造价低廉，使用方便。下面根据附图对本技术作进一步描述。图1井下电磁流量计整体外形示意图；图2井下电磁流量计探测器1的剖面示意图；图3井下电磁流量计电路框实施例图1为本技术的整体外形示意图。本装置为一圆筒形状，(一般为金属筒)，由四部分组成探测器1、电路2、电源3、绳帽4。探测器1、电路2及电源3被依次安装在圆筒的外保护筒内，绳帽4在筒上端。图2为探测器1的剖面示意图，探测器1由等压舱31，侧孔进水流道12，出水口13组成。等压舱31由外保护筒5、线圈6、铁芯7、电极8、弹性隔膜9、液压油10、内保护筒11等几个部分组成。本技术的探测器采用等压舱结构形式是内、外保护筒采用较薄壁厚形式而实现高压密封的可靠保证。由于井下压强很高，采用等压舱结构才可能使保护筒壁做得足够薄。本技术装置的等压舱31的结构是这样的，通过一个筒状弹性膜隔离舱内外，线圈6、铁芯7置于舱内，用于获取信号的一对电极8密封安装在内保护筒11筒壁上，流量信号接收端(电极8的电极头)伸出舱外，电极8引线端在舱内，将流量信号通过密封塞传输到电路2，，舱内充满液压油10。当本装置放入井下时，环境压强增大，等压舱的弹性隔膜9变形，压迫液压油10，使舱内外压强保持相等。在探测器1筒壁上设计了两个(或两个以上)斜孔(或直孔)进水道12，出水口13设在探测器1的顶端。电路2的两端分别连着探测器1和电源3，置于流量计圆筒内。图3为本实施例电路2的组成框图，电路2包括磁场驱动电路15、运算放大器组16、相敏检波器17、电压频率变换器18、单片机处理器19、8位锁存器20、RAM存贮器21、RS232专用接口22、电源稳压电路23。磁场驱动电路15在流体通道内产生交变的矩形电磁场，由运算放大器组16将电极接收到的交变感生电动势信号(流量信号)放大后通过相敏检波器17处理，变成直流信号，再经电压——频率变换器18转变为脉冲频率，此脉冲频率参数送至单片机处理器19处理，再送至RAM存贮器21存贮。8位锁存器20作为RAM的地址锁存器，RS232接口片22将存贮的数据转为标准电平值，供数据读出，电源稳压电路23提供本装置工作的稳定电源。电源3与电路2相连，电源3通过密封塞向电路2提供直流电，其另一端与绳帽4相连，在与绳帽4相连处设置一密封塞，作为数据读出接口，绳帽4同时起到读出接口保护和万一装置落入井下的打捞头作用。使用该装置下井测水时，先用钢丝绳将本装置在绳帽处接挂好，放入井下，水流由斜孔或直孔进水流道入口12流进，由出水口13流出，此时，在探测器1中，利用电磁感应实现从流速到电信号的转换，其工作电源通过两只密封塞由电路2引入，获取的信号又通过两只密封塞引入电路2，电路2中的测量电路把从探测器1引入的交变电信号放大处理，通过相敏检波器17转变为直流信号，再经电压一频率变换器18转变为脉冲频率值，数据存贮器存贮该脉冲频率值，在需读出数据时，采用RS232的标准输出数据。测量结束，用钢丝绳将本装置拉上地面，接通地面计算机，即可得到测得的流量数据。本装置除了无机械活动部件外，还具有其明显优点1、由于在该装置里可设置井下供电、测量数据、井下存贮记录电路，就省去了电缆及其地面配套设施，可节省大量开支。2、本装置可用于井下高压强条件下的注水流量测定，其测量精度达±1％。3、具有较高的灵敏度，在流速1毫米/秒的低流速下就可启动测量。权利要求1.一种井下电磁流量计，包括探测系统、电源系统、电路系统、绳帽、进出水流道等部分，其特征是探测系统的探测器1设计为等压舱31的结构形式和采用非直流式进水流道12，且设置了井下供电电源3、井下测量和存储记录电路2。2.根据权利要求1所述的井下电磁流量计，其探测器1采用的等压舱31结构形式特征为等压舱31包含外保护筒5、内保护筒11、线圈6、铁芯7、弹性隔膜9、电极8、液压油10。3.根据权利要求2所述的井下电磁流量计，其特征是等压舱31所用的弹性隔膜9，可为金属、橡胶或其它材料制得，形状为筒状或片状。4.根据权利要求3所述的井下电磁流量计，其特征是形成等压舱31所用的弹性隔膜9，数量可为一个或几个。5.根据权利要求2所述的井下电磁流量计，其特征是等压舱31内充有液压油10。6.根据权利要求2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下电磁流量计，包括探测系统、电源系统、电路系统、绳帽、进出水流道等部分，其特征是：探测系统的探测器１设计为等压舱３１的结构形式和采用非直流式进水流道１２，且设置了井下供电电源３、井下测量和存储记录电路２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岑大刚，殷绍忠，赵海城，辛宇亮，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]