流量计标定器和流量测量系统技术方案

本公开内容公开了一种流量计标定器以及一种流量测量系统。此外，本公开内容公开了一种用于确定流量计标定器中的置换器位置的设备，该设备用于对流量计进行标定。在一个实施例中，流量计标定器包括流动管、置换器以及信号分析器。置换器可在流动管的流动通道中移动。磁性目标布置在置换器上。一个或多个感应换能器布置在流动管上，并且被配置成在置换器在流动管中移动时检测磁性目标。信号分析器被配置成检测由换能器响应于穿越换能器的磁性目标而生成的信号的上升沿和下降沿的最大斜率。信号分析器进一步被配置成基于所检测的最大斜率而确定置换器速度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及一种用于确定流量计标定器中的置换器位置的设备。
技术介绍
在从地面去除碳氢化合物之后，流体流(诸如原油或天然气)经由管线从一个地方运输到另一个地方。期望准确地知道在流中流动的流体的量，并且在流体转手或者“密闭输送”时需要特别准确。密闭输送可以发生在流体财政(fiscal)传输测量站或撬(skid)上，该流体贸易传输测量站或撬可包括关键的传输部件，诸如测量装置或流量计、标定装置、相关联的管道和阀，以及电控制装置。对流过全部递送管线系统的流体流的测量开始于流量计，流量计可包括例如涡轮流量计、正排量计、超声波测量仪、科里奥利流量计或涡流计。流体流的流动特性可以在产品递送期间改变，从而影响对正递送的产品的准确测量。通常，通过操作者的干预而获知压力、温度和流率的改变。这些改变被表示为流动特性的改变，并且通常通过操作者经由改变的影响以及其对测量装置的影响来验证。流量计性能会受流体的特性和/或管道传送部件的布置的影响。通常，流量计性能的验证通过利用标定装置或标定器对流量计进行标定来进行。在撬上与测量装置相邻的并且与测量装置流体连通的校准后的标定器对流体的体积进行采样，并且所采样的体积与测量装置的通过体积进行比较。如果在所比较的体积之间存在统计上的重大差别，则调整测量装置的通过体积，以反映标定器所识别的实际流动体积。标定器具有被校准为已知且接受的准确度标准(诸如美国石油组织(API)或国际标准化组织(ISO)规定的标准)的精确已知体积。标定器的精确已知体积可以被定义为两个检测器开关之间的产品的体积，该体积被置换器(诸如弹性球或活塞)的通道所置换。标定器中被置换的已知体积与流量计的通过量进行比较。如果比较产生了为零的体积差或可接受的变化，则认为流量计在允许的容限的限制内是准确的。如果体积差超过所允许的限制，则证明流量计可能不准确。此后，可以调整流量计通过体积，以反映标定器所识别的实际流动体积。调整可利用流量计校正因子来进行。为了获得精确的校准，必须利用通过标定器的流体的动态流来准确地确定标定器中的置换器位置。标定器是现场参考标准，相对于该现场参考标准对流量计进行校准。
技术实现思路
用于对流量计进行标定的设备和方法。在一个实施例中，流量计标定器包括流动管、置换器以及信号分析器。置换器可在流动管的流动通道中移动。磁性目标布置在置换器上。一个或多个感应换能器布置在流动管上并且被配置成在置换器在流动管中移动时检测磁性目标。信号分析器被配置成检测表示由移动跨越换能器的磁性目标引起的各个换能器的感应改变的信号。信号分析器进一步被配置成基于信号的沿确定置换器速度。在另一实施例中，用于对流量计进行标定的方法包括通过流体流引起标定器的流动管中的置换器的移动。耦接到流动管的感应换能器的感应基于置换器的磁体目标到换能器的接近程度而改变。检测表示感应改变的信号。基于信号的沿确定置换器速度。在另一实施例中，流量测定系统包括流量计标定器。流量计标定器包括布置在流动管中的置换器。流动管包括沿流动管的长度布置的多个感应换能器。流量计标定器还包括耦接到各个换能器的脉冲发生电路。脉冲发生电路被配置成生成脉冲，该脉冲的斜率与移动跨越换能器的置换器产生的换能器的感应改变速率对应。附图说明为了详细地描述示例性实施例，现在将参照附图，其中图I是根据各个实施例的用于对流量计进行标定的系统的示意表示；图2是根据各个实施例的单向标定器的示意表示；图3是根据各个实施例的双向标定器的示意表示；图4是根据各个实施例的包括标定器流动管、置换器以及接近换能器的标定系统的示意表示；图5是根据各个实施例的、示出在置换器通过换能器时产生的输出信号的标定系统的示意表示；以及图6示出了根据各个实施例的、用于对流量计进行标定的方法的流程图。具体实施方式以下描述和所附权利要求中使用特定术语来提及特定系统部件。如本领域技术人员所理解的，公司可以以不同的名称来提及部件。该文献不旨在名称不同而功能相同的部件之间进行区分。除非另外指出，在以下讨论和所附权利要求中，术语“包括(including)”和“包括(comprising)”以开放形式来使用，并且因此应被解释为表示“包括而不限于…”。对术语“连接”、“啮合”、“耦接”、“附接”或描述元件之间的交互的任何其它术语的任何形式的使用不意在将交互限制于元件之间的直接交互，而是还可包括所描述的元件之间的间接交互。术语“流体”可指的是液体或气体，并且不是仅与任何特定类型的流体(诸如碳氢化合物)相关。术语“管道”、“导管”、“线”、“管”等指的是任何流体传输装置。弓I用“基于”旨在表示“至少部分基于”。因此，如果X基于Y，则X可基于Y以及多种另外的因素。在以下的附图和描述中，相同的部分通常在说明书和附图中以相同的附图标记来标注。附图图像不一定是按比例的。本技术的某些特征可以在尺度上放大或者以某种示意形式来示出，并且为了清楚和简洁起见，常用元件的一些细节可不示出。本公开内容涉及不同形式的实施例。详细描述了具体实施例并且在附图中示出了具体实施例，其中应理解，本公开内容被视为本公开内容的原理的例示，并且不旨在将本公开内容限于此处示出和描述的内容。应全面认识到，以下讨论的实施例的不同教导和部件可单独采用或以任何适当的组合来使用，以产生期望的结果。本公开内容的实施例可以用于流量计标定器，该流量计标定器用于精确地确定流量计标定器的流动管中内的动态的置换器位置。实施例适用于具有通过标定器流动管的双向或单向流体移动的标定器。在流量计标定器的描述中一个常用术语是“置换式标定器”。实施例不限于“置换式标定器”，而是也可用于“小体积标定器(small volume prover)”或“轻便式标定器(compact prover)”或者期望准确地确定活塞型或类似置换器的动态位置的任何其它装置。实施例可应用于利用传统置换式标定器以每单位体积输出的脉冲对流量计进行标定，其中对于传统置换式流量计，流量计使用如美国石油学会(API)标准中描述的双测时或脉冲内插技术，在标定期间生成最少10，000个脉冲或少于10，000个脉冲。具有替选类型的输出的流量计也可用于此处描述的实施例，其中在流量计标定器的流动管上的检测器之间施加流量计登记(registration)的适当选通。使用了多种方法和装置来确定流量计标定器中的置换器的位置。其中，这些包括机械压杆型开关、由从流动管内的置换器延伸到流动管外的位置的棒致动的光学开关、磁簧开关以及利用利用磁性材料来使致动开关的磁体移位的磁型开关。所有这些都限于小于此处描述的实施例所提供的温度范围的温度范围，并且因此不能在低温处或高温下使用，并且在较小的温度和动态平移的范围中呈现出小于期望的准确度。本公开内容的实施例采用如下技术通过该技术，通过新的且创新的技术来增强感应换能器的输出，以提供对跨越换能器的面平移的(例如，跨越面垂直平移的)置换器的精确动态位置检测。根据此处公开的实施例的标定器可工作于从大约380° F (_230°C)上至大约800° F(425°C)的温度范围内。实施例与API、国际标准化组织(ISO)或用于将在操作温度下测量的流体体积校正为“标准”或基础温度以及用于流体的密闭输送的压力条件的其它标准兼容。图I是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量计标定器，其特征是，包括：流动管；置换器，能够在所述流动管的流动通道中移动；磁性目标，布置在所述置换器上；布置在所述流动管上的至少两个感应换能器，所述换能器被配置成在所述置换器在所述流动管中移动时检测所述磁性目标；以及信号分析器，被配置成：检测表示由移动跨越所述换能器的所述磁性目标引起的各个换能器的感应改变的信号；以及基于所述信号的沿确定置换器速度。

【技术特征摘要】
2011.01.21 US 61/435,1731.一种流量计标定器，其特征是，包括 流动管； 置换器，能够在所述流动管的流动通道中移动； 磁性目标，布置在所述置换器上； 布置在所述流动管上的至少两个感应换能器，所述换能器被配置成在所述置换器在所述流动管中移动时检测所述磁性目标；以及 信号分析器，被配置成 检测表示由移动跨越所述换能器的所述磁性目标引起的各个换能器的感应改变的信号；以及 基于所述信号的沿确定置换器速度。2.根据权利要求I所述的流量计标定器，其特征是，还包括耦接到各个换能器的信号调节电路，所述信号调节电路被配置成针对各个换能器，生成包括下述脉冲的信号所述脉冲具有与所述换能器的感应改变速率对应的斜率。3.根据权利要求2所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成基于所述脉冲的最大斜率点，确定所述流动管中的所述置换器的位置。4.根据权利要求2所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成识别作为所述脉冲的上升沿的最大斜率点的第一检测点以及作为所述脉冲的下降沿的最大斜率点的第二检测点。5.根据权利要求4所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成基于所述第一检测点和所述第二检测点，确定所述置换器的速度。6.根据权利要求4所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成基于所述置换器移动跨越各个换能器时所确定的所述置换器的速度，确定所述置换器的速度在所述流动管的长度上是否是均匀的。7.根据权利要求4所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成通过在给定的置换器速度下，将所述第一检测点与所述第二检测点之间的时间与先前记录的所述第一检测点与所述第二检测点之间的时间进行比较，来验证所述流量计标定器的性能。8.根据权利要求4所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成通过对由一个所述换能器的所述第一检测点和所述第二检测点之一以及另一所述换能器的所述第一检测点和所述第二检测点之一定义的多个体积进行验证，来验证所述流量计标定器的性能。9.根据权利要求4所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成基于所述第一检测点和所述第二检测点，确定所述置换器在所述流动管中的行进方向。10.根据权利要求2所述的流量计标定器，其特征是，所述信号分析器被配置成通过将给定流率下的各个换能器的所述信号调节电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：德鲁·S·韦弗，
申请(专利权)人：丹尼尔测量和控制公司，
类型：实用新型
国别省市：