專利名稱：自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)及其測(cè)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)及其測(cè)控方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探和油田開發(fā)的各項(xiàng)任務(wù)中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過(guò)程中，井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑通過(guò)循環(huán)泥漿被攜帶到地面上來(lái)，這一過(guò)程稱為洗井。洗井作為鉆井過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)是通過(guò)循環(huán)泥漿來(lái)實(shí)現(xiàn)，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。泥漿工藝技術(shù)已成為現(xiàn)代油氣鉆井工程的重要組成部分。國(guó)內(nèi)外大量研究資料表明泥漿在鉆井過(guò)程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤(rùn)滑鉆頭、鉆具和傳遞水動(dòng)力等直接關(guān)系到鉆井成本，甚至影響到鉆井成敗的重要作用。鉆井實(shí)踐也證明，泥漿性能的好壞，使用、維護(hù)和處理措施是否妥當(dāng)，直接影響井壁的穩(wěn)定性，而井壁的穩(wěn)定性關(guān)系到地質(zhì)資料的錄取、鉆井速度、質(zhì)量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。因此，對(duì)泥漿性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)就顯得很重要。鉆井液是指油氣鉆井過(guò)程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。鉆井液又稱鉆井泥漿或簡(jiǎn)稱為泥漿(Muds)，本文將鉆井液簡(jiǎn)稱為泥漿。泥漿在鉆井過(guò)程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤(rùn)滑鉆頭、鉆具和傳遞水動(dòng)力等作用。如今泥漿工藝技術(shù)已成為油氣鉆井工程的重要組成部分。鉆井實(shí)踐表明，泥漿性能的好壞，使用、維護(hù)措施是否妥當(dāng)直接影響井壁的穩(wěn)定性，而井壁的穩(wěn)定性關(guān)系到地質(zhì)資料的錄取、鉆井速度、質(zhì)量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。近40年來(lái)，國(guó)內(nèi)外大量室內(nèi)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究證明，在一般情況下，固相含量增加會(huì)導(dǎo)致泥漿的密度、粘度、切力、泥餅厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而這些性能的變化將會(huì)明顯降低鉆速、增加鉆頭用量、甚至有可能增加井漏、氣侵、卡鉆等情況，使得鉆井成本大幅度上升。泥漿是指油氣鉆井過(guò)程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。泥漿的循環(huán)是通過(guò)泥漿泵來(lái)維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經(jīng)過(guò)地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環(huán)形空間向上流動(dòng)，在到達(dá)地面后經(jīng)排出管線流入泥漿池，再經(jīng)各種固相控制設(shè)備進(jìn)行處理后返回上水池，最后進(jìn)人泥漿泵循環(huán)再用。泥漿流經(jīng)的各種管件、設(shè)備構(gòu)成了一整套泥漿循環(huán)系統(tǒng)。在石油勘探和油田開發(fā)的各項(xiàng)任務(wù)中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過(guò)程中，井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑通過(guò)循環(huán)泥漿被攜帶到地面上來(lái)，這一過(guò)程稱為洗井。洗井作為鉆井過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)是通過(guò)循環(huán)泥漿來(lái)實(shí)現(xiàn)，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。泥漿是指油氣鉆井過(guò)程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱。泥漿的循環(huán)是通過(guò)泥漿泵來(lái)維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經(jīng)過(guò)地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環(huán)形空間向上流動(dòng)，在到達(dá)地面后經(jīng)排出管線流入泥漿池，再經(jīng)各種固相控制設(shè)備進(jìn)行處理后返回上水池，最后進(jìn)人泥漿泵循環(huán)再用。泥漿流經(jīng)的各種管件、泥漿工藝技術(shù)是現(xiàn)代油氣鉆井工程的重要組成部分。泥漿在鉆井過(guò)程中有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤(rùn)滑鉆頭及鉆具、傳遞水動(dòng)力等幾方面的作用。鉆井實(shí)踐證明，泥漿性能的好壞，使用、維護(hù)和處理是否得當(dāng)，直接關(guān)系到鉆井的機(jī)械鉆速、鉆頭壽命、井下問(wèn)題、地面設(shè)備磨損、泥漿費(fèi)用以及整個(gè)鉆井綜合成本，甚至關(guān)系到鉆井的成敗。因此，很有必要對(duì)泥漿性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量、反饋，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。靶式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)相比，它的流量系數(shù)趨于常數(shù)的臨界雷諾數(shù)較小，因此適合于測(cè)量粘度較大的液體的流量，例如泥漿粘度。但一般的靶式流量計(jì)的流量與測(cè)試信號(hào)(力)之間的關(guān)系是非線性的，這就給使用帶來(lái)很大的不便，并且限制了流量計(jì)的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，該自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)除了保證輸出電量與被測(cè)流量之間為線性關(guān)系外，還有較好的動(dòng)態(tài)性能和較高的測(cè)試精度。本發(fā)明的另一目的在于提供了一種基于上述自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)的測(cè)控方法。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，主要由管道、以及一端貫穿設(shè)置在管道內(nèi)部的擺桿構(gòu)成，所述擺桿位于管道內(nèi)部的一端安裝有靶，其另一端安裝有電磁控制元件。所述電磁控制元件上連接有控制器，所述控制器的另一端連接在擺桿上。所述控制器與電磁控制元件之間還并聯(lián)有電壓電流轉(zhuǎn)換器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。所述控制器與擺桿之間還設(shè)置有位置傳感器。基于上述自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)的測(cè)控方法，包括以下步驟:(a)液體流經(jīng)管道的過(guò)程中，對(duì)設(shè)置在擺桿一端的靶形成推力；(b)靶帶動(dòng)擺桿形成偏移，位置傳感器測(cè)量到該偏移量，并傳給控制器；(C)控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，輸出控制信號(hào)到電壓電流轉(zhuǎn)換器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；(d)電壓電流轉(zhuǎn)換器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換以后傳給電磁控制元件，進(jìn)而通過(guò)電磁控制元件保證輸出電量與被測(cè)流量之間為線性關(guān)系。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是:除了保證輸出電量與被測(cè)流量之間為線性關(guān)系夕卜，還有較好的動(dòng)態(tài)性能和較高的測(cè)試精度。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明涉及的自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，主要由管道2、以及一端貫穿設(shè)置在管道2內(nèi)部的擺桿3構(gòu)成，所述擺桿3位于管道2內(nèi)部的一端安裝有靶1，其另一端安裝有電磁控制元件4。所述電磁控制元件4上連接有控制器6，所述控制器6的另一端連接在擺桿3上。所述控制器6與電磁控制元件4間還并聯(lián)有電壓電流轉(zhuǎn)換器7和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)8。所述控制器6與擺桿3之間還設(shè)置有位置傳感器5。本發(fā)明的測(cè)控方法為:液體流經(jīng)管道2的過(guò)程中，對(duì)設(shè)置在擺桿3 —端的靶I形成推力；靶I帶動(dòng)擺桿3形成偏移，位置傳感器5測(cè)量到該偏移量，并傳給控制器6 ;控制器6根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，輸出控制信號(hào)到電壓電流轉(zhuǎn)換器7和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)8 ;電壓電流轉(zhuǎn)換器7和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)8將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換以后傳給電磁控制元件4，進(jìn)而通過(guò)電磁控制元件4保證輸出電量與被測(cè)流量之間為線性關(guān)系。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，其特征在于，主要由管道(2)、以及一端貫穿設(shè)置在管道(2)內(nèi)部的擺桿(3)構(gòu)成，所述擺桿(3)位于管道(2)內(nèi)部的一端安裝有靶(1)，其另一端安裝有電磁控制元件⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，其特征在于，所述電磁控制元件(4)上連接有控制器￠)，所述控制器￠)的另一端連接在擺桿(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，其特征在于，所述控制器(6)與電磁控制元件⑷之間還并聯(lián)有電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)，其特征在于，所述控制器(6)與擺桿(3)之間還設(shè)置有位置傳感器(5)。
5.關(guān)于上述自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)的測(cè)控方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)液體流經(jīng)管道(2)的過(guò)程中，對(duì)設(shè)置在擺桿(3)—端的靶(I)形成推力； (b)靶(1)帶動(dòng)擺桿(3)形成偏移，位置傳感器(5)測(cè)量到該偏移量，并傳給控制器 (6)； (c)控制器(6)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，輸出控制信號(hào)到電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(8)； (d)電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(8)將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換以后傳給電磁控制元件(4)，進(jìn)而通過(guò)電磁控制元件(4)保證輸出電量與被測(cè)流量之間為線性關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)。該自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)主要由管道(2)、以及一端貫穿設(shè)置在管道(2)內(nèi)部的擺桿(3)構(gòu)成，所述擺桿(3)位于管道(2)內(nèi)部的一端安裝有靶(1)，其另一端安裝有電磁控制元件(4)。本發(fā)明還公開了一種基于上述自動(dòng)補(bǔ)償靶式流量計(jì)的測(cè)控方法。本發(fā)明除了保證輸出電量與被測(cè)流量之間為線性關(guān)系外，還有較好的動(dòng)態(tài)性能和較高的測(cè)試精度。
文檔編號(hào)G01F15/02GK103090919SQ201110379769
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者蔣仁斌 申請(qǐng)人:蔣仁斌