低温校准仪和方法技术

本发明专利技术涉及低温校准仪和方法。流量计校准仪包括：被配置为接收流体流的入口；被配置为输出流体流的出口；具有第一端部和第二端部的流量管；放置于流量管内的置换器；以及与入口流体连通并位于入口的下游的旁路阀，其中，旁路阀具有开放位置和闭合位置，开放位置被配置为在入口和置换器的下游侧之间产生流体连通，而闭合位置被配置为将置换器从流量管的第一端部移动到流量管的第二端部。流量管与入口流体连通并位于入口的下游；以及流量管与出口流体连通并位于出口的上游。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请要求2011 年 10 月 14 日提交的题为“Low Temperature Proverand Method()”序列号为61/547，547的美国临时专利申请的优先权。关于联邦政府发起的研究或开发的声明无
技术介绍
在从地下开采出碳氢化合物之后，经由管线将流体流(如原油或天然气)从一个地方运输到另一个地方。期望精确地知道流体流中流动的流体的量，尤其需要精确地知道流体何时转手或“密闭输送”。在流体财政输送测量站或平台处进行密闭输送，流体财政输送测量站或平台可以包括关键输送部件，如测量装置或流量计、校准装置、相关联的管道和阀以及电控制器。流过整个传送管线系统的流体流的测量开始于流量计，流量计可以包括涡轮流量计、正排流量计(positive displacement meter)、超声流量计、科里奥利流量计或旋涡流量计。流体流的流动特征可能在产品传送期间有所变化，这可能影响对所传送的产品的精确测量。典型地，通过操作员的介入来确认压力、温度和流速的变化。这些变化被表示为流动特征的改变，并且通常由操作员经由这些变化的影响和对测量装置的影响来验证。通常，通过用校准装置或校准仪对流量计进行校准来实施该验证。与平台上的测量装置邻近的并与测量装置流体连通的校准后的校准仪被采样，并且采样后的体积与测量装置的吞吐体积进行比较。如果在所比较的体积之间在统计上有重大差异，则测量装置的吞吐体积被调整以反映校准仪所识别的实际流动体积。校准仪具有精确已知的体积，该体积被校准为已知的接受的精确标准，如美国石油学会(API)或国际性接受的ISO标准所描述的那些精确标准。校准仪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体积，该体积被置换器(displacer)的经过所置换，置换器如弹性球体或活塞。被校准仪置换的已知体积与流量计的吞吐体积相比较。如果该比较产生零的体积差异或可接受的变化，则流量计被说成在允许容差的限制内是精确的。如果体积差异超过所允许的限制，则提供证据来表明该流量计可能不精确。然后，流量计吞吐体积可以被调整以反映校准仪所识别的实际流动体积。可以用流量计校正因数来进行该调整。一种类型的流量计是脉冲输出式流量计，其可以包括涡轮流量计、正排流量计、超声流量计、科里奥利流量计或旋涡流量计。通过示例的方式，图1示出了用于对流量计12如涡轮流量计进行校准的系统10。涡轮流量计，基于流体流11内的涡轮状结构的旋转来产生电脉冲15，其中每个脉冲与一定体积成比例，脉冲的速率与体积流速成比例。流量计12的体积可以通过使置换器在校准仪20中流动而与校准仪20的体积相关。一般而言，首先强制性地使置换器经过校准仪20中的上游检测器16然后经过校准仪20中的下游检测器18。检测器16和18之间的体积是校准的校准仪体积。流动的置换器首先开动或启动检测器16，使得向处理器或计算机26表明开始时刻t16。然后，处理器26经由信号线14收集来自流量计12的脉冲15。流动的置换器最终启动检测器18以表明停止时刻t18，并从而表明针对置换器的单次经过而收集到的脉冲15的系列17。涡轮流量计12在置换器在双向上单次经过校准的校准仪体积期间所产生的脉冲15的数量17表示流量计在时刻t16至时刻t18期间测量到的体积。需要置换器多次经过来达到校准仪体积。通过比较校准仪体积与流量计测得的体积，可以按照校准仪的限定来校正流量计的体积吞吐量。图2示出了用于利用转接时间技术来对超声流量计52进行校准的另一系统50。系统50还包括校准仪20和处理器26。通过超声意味着在流体流51两端来回发送超声信号，并且可以基于超声信号的各种特征来计算流体流量。超声流量计成批地产生流速数据，其中每批包括在流体两端来回发送的许多组超声信号，并因此每批持续一段时间(例如，I秒)。流量计所确定的流速对应于批次时段的平均流速，而非特定时间点的流速。在校准仪20的特定实施例中，并且参照图3，示出了活塞或微型校准仪100。活塞102被往返活动地放置在流量管104中。管道120将流106从主管线传送到流量管104的入口 122。流体流108强制活塞102通过流量管104，并且流108最终通过出口 124离开流量管104。流量管104和活塞102还可以连接到其他部件，如弹性压力通风系统116，其可以具有用于活塞102的提升阀的偏动弹簧。腔118还可以连接到流量管104和具有光学开关的活塞102，光学开关用于检测活塞在流量管104中的位置。液压泵和电机110还被示出为耦合到流量管线120和压力通风系统116。液压储油器112、控制阀114和液压管线116也被示出为耦合到压力通风系统116。如以下将示出的那样，可以根据本文教导的原理来调节活塞102。在一些应用中，管线(主管线和测量站中的那些管线)中流动的流体被维持在低温。本文所使用的低温例如通常小于约-50° F，或者小于约-60° F，或者小于约-220° F，或者小于约-250° F。这些低温还可以被称作超低温或冷冻温度。维持在低温的流体的例子包括液化天然气(liquid natualgas, LNG)、液化石油气(liquefied petroleum gas,LPG)和液氮。所测量的流体的低温导致各种问题，如校准仪的感测装置的不适应、部件(如密封圈)的磨损、以及用于低温流体的流量管的内表面的润滑减小，这往往易于失去润滑。碳钢也对在管线中流动的低温产品有不良反应。为了解决这些问题，通过间接校准方法来校准在超低温下工作的流量计。一般而言，通过利用并非额定用于超低温业务的校准仪来校准适合于超低温业务的流量计来完成间接校准。首先，流体(通常是水)流过校准流量计，并且以正常方式对校准流量计进行校准以建立用于该校准流量计的流量计因数。然后对实际流动的低温产品使用该校准流量计，以获得测量该低温产品的流量计的流量计因数。结果，利用与通过该流量计传送的实际产品不同(至少密度不同)的产品对该校准流量计进行校准，导致要校准的实际产品流量计的结果不准确。因此，需要一种适于超低温的校准仪，至少需要提高校准仪的耐用性并提供对超低温产品的直接校准。附图说明将参照附图来详细描述示例性实施例，在附图中图1是用于对流量计如涡轮流量计进行校准的系统的示意图；图2是用于对流量计如超声流量计进行校准的另一系统的示意图；图3是双向活塞型校准仪的示意图；图4是根据本文的教导的活塞的透视图；图5是图4的活塞的侧视图；图6是图4和图5的活塞的截面图；图7是根据本文的教导的校准仪流量管中的活塞的示意图；图8是图7的活塞和校准仪的替代性实施例的示意图；图9-15是包括根据本文公开的原理的活塞发射保持系统的实施例的替代性双向活塞型校准仪的示意图；以及图16是包括根据本文公开的原理的密封圈泄露检测系统的实施例的替代性双向活塞型校准仪的示意图。具体实施例方式在以下的附图和描述中，在说明书和附图中通常用相同的参考标号来表示相同部件。附图不一定是按照比例绘制的。本专利技术的特定特征可以在比例上被放大地示出或者有些示意性地示出，并且为了清楚和简明，可能未示出传统元件的一些细节。本公开文件允许实施例的不同形式。尽管在附图中示出和详细描述了特定实施例，但是应理解到本公开文件应被认本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量计校准仪，包括：被配置为接收流体流的入口；被配置为输出流体流的出口；具有第一端部和第二端部的流量管，其中：所述流量管与所述入口流体连通并位于所述入口的下游；以及所述流量管与所述出口流体连通并位于所述出口的上游；放置于所述流量管内的置换器；以及与所述入口流体连通并位于所述入口的下游的旁路阀，其中，所述旁路阀具有开放位置和闭合位置，所述开放位置被配置为在所述入口和所述置换器的下游侧之间产生流体连通，而所述闭合位置被配置为将所述置换器从所述流量管的所述第一端部移动到所述流量管的所述第二端部。

【技术特征摘要】
2011.10.14 US 61/547,5471.一种流量计校准仪，包括 被配置为接收流体流的入口； 被配置为输出流体流的出口； 具有第一端部和第二端部的流量管，其中 所述流量管与所述入口流体连通并位于所述入口的下游；以及 所述流量管与所述出口流体连通并位于所述出口的上游； 放置于所述流量管内的置换器；以及 与所述入口流体连通并位于所述入口的下游的旁路阀，其中，所述旁路阀具有开放位置和闭合位置，所述开放位置被配置为在所述入口和所述置换器的下游侧之间产生流体连通，而所述闭合位置被配置为将所述置换器从所述流量管的所述第一端部移动到所述流量管的所述第二端部。2.根据权利要求1所述的流量计校准仪，还包括 与所述入口和所述流量管流体连通的入口阀；以及 与所述出口和所述流量管流体连通的出口阀； 其中，所述入口阀和所述出口阀能被开动以启动校准过程。3.根据权利要求1所述的流量计校准仪，还包括与所述入口和所述出口流体连通的四向阀。4.根据权利要求1所述的流量计校准仪，还包括与所述入口流体连通并位于所述入口的下游的第二旁路阀，其中所述第二旁路阀具有开放位置和闭合位置，所述开放位置被配置为在所述入口和所述置换器的下游侧之间产生流体连通，而所述闭合位置被配置为将所述置换器从所述流量管的所述第二端部移动到所述流量管的所述第一端部。5.根据权利要求2所述的流量计校准仪，其中，所述旁路阀被配置为在所述入口阀和所述出口阀的循环时间期间将所述流体流引导到所述置换器的下游。6.根据权利要求5所述的流量计校准仪，其中，所述旁路阀被配置为当已经过了所述A口阀和所述出口阀的循环时间时将所述流体流从所述入口引导至所述置换器。7.根据权利要求4所述的流量计校准仪，还包括 与所述入口和所述流量管流体连通的第一入口阀和第二入口阀；以及 与所述出口和所述流量管流体连通的第一出口阀和第二出口阀； 其中，所述第一入口阀、所述第二入口阀、所述第一出口阀和所述第二出口阀能被开动以启动校准过程。8.根据权利要求4所述的流量计校准仪，还包括与所述入口和所述出口流体连通的四向阀。9.一种流量计校准仪,包括 被配置为引入流体流的入口阀； 被配置为输出流体流的出口阀； 具有第一端部和第二端部的流量管，其中 所述流量管与所述入口阀流体连通并位于所述入口阀的下游；以及 所述流量管与所述出口阀流体连通并位于所述出口阀的上游； 放置在所述流量管内的置换器；与所述入口阀、旁路流量通道和出口阀流体连通的旁路阀； 其中，所述旁路阀被配置为在所述入口阀和所述出口阀的循环时间期间...

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