專利名稱：翻斗式原油計量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原油計量裝置，尤其涉及一種翻斗式原油計量裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)油井產(chǎn)量計量的方法有很多種，如兩相分離玻璃管量油、兩相分離儀表 計量、三相分離儀表計量及油氣水不分離計量等。但上述各種方法都有很大的缺陷。兩 相分離玻璃管量油，不僅操作復(fù)雜，不能實現(xiàn)油井的連續(xù)計量，而且，在計算原油產(chǎn)量 時存在較大誤差；兩相分離儀表計量，其中質(zhì)量流量計受安裝和工作環(huán)境影響大，計量 精度不穩(wěn)定且有較大波動；三相分離儀表計量，不僅計量工藝復(fù)雜、操作困難。而且， 油氣水不分離計量在計量精度、適應(yīng)性及可靠性等方面很難達(dá)到實際生產(chǎn)的要求。現(xiàn)有技術(shù)中，有一種翻斗式量油裝置，該裝置是在密閉容器內(nèi)安裝有對稱的兩 個翻斗，翻斗軸安裝有霍爾傳感器，傳感器與電子計數(shù)器連接。裝置工作時，單井來油 從進(jìn)口進(jìn)入容器上室，然后溢流至下室中的翻斗里，油量達(dá)到翻斗標(biāo)定重量時，翻斗翻 轉(zhuǎn)卸油，同時另一個翻斗開始進(jìn)油，達(dá)到翻斗標(biāo)定重量時，翻斗翻轉(zhuǎn)卸油，第一個翻斗 再進(jìn)油，再翻轉(zhuǎn)，如此重復(fù)工作。通過電子計數(shù)器記錄翻斗翻轉(zhuǎn)次數(shù)，即可計算一定時 間內(nèi)的單井產(chǎn)量。這種方法最大的缺陷，是在油氣分離效果差、稠油沾粘出現(xiàn)掛壁現(xiàn) 象，以及翻斗傾倒原油不凈會帶來很大的計量誤差。還有一種翻斗式量油裝置，也是采用兩個翻斗，以輪流翻轉(zhuǎn)方式對原油進(jìn)行計 量，其計量原理是兩個翻斗被一根軸支承，該軸同時也是兩個翻斗的回轉(zhuǎn)軸，在軸上 粘貼應(yīng)變片，實時測量軸的變形，軸的變形與其上的翻斗重量(包括原油重量)有一個對 應(yīng)關(guān)系，利用應(yīng)變片將翻斗重量實時檢測出來，并采用積分算法得到一定時間內(nèi)原油的 重量。該計量原理的最大缺點是，若要達(dá)到一定的計量精度，需要很長的計量時間，這 對于多口油井共用一套計量裝置時，能夠計量的油井?dāng)?shù)量受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種翻斗式原油計量裝置，以提高原油的 計量精度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是翻斗式原油計量裝置，包括計量 罐體；所述翻斗式原油計量裝置還包括回轉(zhuǎn)支架，所述回轉(zhuǎn)支架具有一個回轉(zhuǎn)部和兩個 鉸接部，所述兩個鉸接部相對于回轉(zhuǎn)部對稱設(shè)置，所述回轉(zhuǎn)支架的回轉(zhuǎn)部通過回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動安裝于所述計量罐體內(nèi)；左料斗和右料斗，所述左料斗和右料斗的底部分別鉸接于所 述回轉(zhuǎn)支架的兩個鉸接部上；兩個稱重傳感器，所述兩個稱重傳感器分別連接于所述回 轉(zhuǎn)支架與所述左料斗和右料斗的相應(yīng)側(cè)部之間；用于在所述左料斗和右料斗翻轉(zhuǎn)時采集 并存儲稱重傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，所述數(shù)據(jù)采集控制裝置分別與工控機和 所述稱重傳感器電連接；兩個翻斗限位座，所述兩個翻斗限位座固定于所述計量罐體內(nèi) 并相對于所述回轉(zhuǎn)軸對稱設(shè)置。
作為一種優(yōu)選方式，所述回轉(zhuǎn)支架包括固定連接在一起的回轉(zhuǎn)座和支撐架，所 述回轉(zhuǎn)部和鉸接部均設(shè)置于所述回轉(zhuǎn)座上，所述支撐架連接所述稱重傳感器。作為一種優(yōu)選方式，所述回轉(zhuǎn)座是三角形的，所述回轉(zhuǎn)部和鉸接部分別位于三 角形的回轉(zhuǎn)座的三個頂點位置上。作為一種優(yōu)選方式，所述數(shù)據(jù)采集控制裝置包括電連接在一起的位置編碼器和 可編程控制器，所述位置編碼器安裝于所述回轉(zhuǎn)軸上，所述回轉(zhuǎn)軸固定于所述回轉(zhuǎn)支架 的回轉(zhuǎn)部上，所述可編程控制器電連接于所述工控機。作為一種優(yōu)選方式，所述回轉(zhuǎn)軸安裝所述位置編碼器的一端伸出所述計量罐體 外部。由于采用了上述技術(shù)方案，在本發(fā)明翻斗式計量裝置中，根據(jù)力矩平衡原理， 左右兩個料斗自動輪流翻轉(zhuǎn)稱重，可編程控制器采集并存儲稱重傳感器測出的料斗空斗 和滿斗的重量所對應(yīng)的數(shù)值，并將此數(shù)值傳送至工控機，工控機計算出料斗中原油的凈 重。本發(fā)明與傳統(tǒng)的計量方式相比，計量方法為實時在線的計量，計量結(jié)果為料斗中原 油的實際重量，解決了原油粘稠掛壁帶來的計量誤差，本發(fā)明計量時間縮短、計量次數(shù) 提高，每次計量都可以根據(jù)稱重傳感器測得的數(shù)值計量出此段時間的原油產(chǎn)量，并且根 據(jù)多次計量的結(jié)果得出全天原油產(chǎn)量平均值，計量精度顯著提高。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是一種多路原油計量系統(tǒng)的工作原理示意圖；圖2是圖1中翻斗式原油計量裝置的翻斗順時針翻轉(zhuǎn)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中翻斗式原油計量裝置的翻斗逆時針翻轉(zhuǎn)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中100-多通閥；200-翻斗式原油計量裝置；300-氣體流量計；400-加熱 器；500-泵；600-儲油罐；700-可編程控制器(PLC) ； 800-工控機；201-計量罐體； 202-左料斗；203-油氣分離器；205-回轉(zhuǎn)座；206-支撐架；207-稱重傳感器；208-翻 斗限位座；209-右料斗。
具體實施例方式圖1示出了一種多路原油計量系統(tǒng)，多路進(jìn)油管線直接與多通閥100連接；由 多通閥100選擇需要計量的某口油井進(jìn)油管線，該口油井的原油從計量罐體201上部的入 口管線進(jìn)入到翻斗式原油計量裝置200進(jìn)行稱重計量。進(jìn)入翻斗式原油計量裝置200的 原油經(jīng)油氣分離器203分離后進(jìn)入計量翻斗進(jìn)行計量，計量后的原油在計量罐體201內(nèi)的 氣體壓力與泵500的共同作用下流進(jìn)儲油罐600。多通閥100與可編程控制器(PLC) 700 電氣連接，計量罐體201內(nèi)的溫度、壓力等信號通過傳輸導(dǎo)線與可編程控制器(PLC) 700 相連，可編程控制器(PLC) 700將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C800。油氣分離后的氣體由計量罐體 201頂部側(cè)口進(jìn)入到氣體流量計300進(jìn)行計量。加熱源400與計量罐體201相連，直接 對計量罐體201內(nèi)原油進(jìn)行加熱，以保證原油具有良好的流動性；泵500與計量罐體201 底部管線相連，以保證計量罐體201內(nèi)原油液面保持在一定高度，防止油氣流出。計量 罐體201罐底出油管線通過泵500與儲罐600相連，未被多通閥100選中的進(jìn)油管線直接與儲油罐600相連，兩部分原油都進(jìn)入儲罐600。圖2示出了翻斗式原油計量裝置200的具體結(jié)構(gòu)。在計量罐體201的內(nèi)部安裝有一個回轉(zhuǎn)支架。所述回轉(zhuǎn)支架具有一個回轉(zhuǎn)部和 兩個鉸接部，所述兩個鉸接部相對于回轉(zhuǎn)部對稱設(shè)置，所述回轉(zhuǎn)支架的回轉(zhuǎn)部通過回轉(zhuǎn) 軸O轉(zhuǎn)動安裝于所述計量罐體201內(nèi)，所述回轉(zhuǎn)軸O固定于所述回轉(zhuǎn)支架的回轉(zhuǎn)部上。 優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)支架包括固定連接在一起的回轉(zhuǎn)座205和支撐架206，所述回轉(zhuǎn)部和兩 個鉸接部均設(shè)置于所述回轉(zhuǎn)座205上，所述支撐架206用于連接所述稱重傳感器207。所 述回轉(zhuǎn)座205是三角形的，所述回轉(zhuǎn)部和鉸接部分別位于三角形的回轉(zhuǎn)座205的三個頂點 位置上。左料斗202和右料斗209的底部分別通過左料斗鉸接軸O1和右料斗鉸接軸O2鉸 接于所述回轉(zhuǎn)支架的兩個鉸接部上；兩個(左、右)稱重傳感器207分別連接于所述支撐 架206與所述左料斗202和右料斗209的相應(yīng)側(cè)部之間，分別對左右料斗進(jìn)行稱重。左料斗202、右料斗209、回轉(zhuǎn)座205、支撐架206和稱重傳感器207共同構(gòu)成了
計量翻斗。在計量罐體201內(nèi)固定有兩個翻斗限位座208，這兩個翻斗限位座208相對于所 述回轉(zhuǎn)軸O對稱設(shè)置，用于限制計量翻斗的翻轉(zhuǎn)位置。所述回轉(zhuǎn)軸O的一端伸出所述計量罐體201外部并安裝有位置編碼器，所述位置 編碼器用于在計量翻斗翻轉(zhuǎn)時使可編程控制器(PLC) 700采集并存儲稱重傳感器207的數(shù) 值，所以它和可編程控制器(PLC)的組合實際上是一個數(shù)據(jù)采集控制裝置。作為數(shù)據(jù)采 集控制裝置來說，它不局限于位置編碼器和可編程控制器(PLC)的組合，還可以采用其 它檢測元件與可編程控制器(PLC)組合，例如，行程開關(guān)、接近開關(guān)等，當(dāng)然，位置編 碼器具有調(diào)節(jié)方便，檢測翻斗翻轉(zhuǎn)時位置精度高等優(yōu)點。在圖2和圖3中，各符號的含義如下W1-左料斗未工作時(空斗)的重量；W2-右料斗工作時(斗內(nèi)裝油)的重量；O1-左料斗鉸接軸；O2-右料斗鉸接軸；O"回轉(zhuǎn)軸；a-左、右稱重傳感器作用力中心線與Op O2連線的距離；b"左料斗未工作時重心到回轉(zhuǎn)軸O在鉛垂方向上的距離；b〃 “左料斗未工作時重心到鉸接軸O1在鉛垂方向上的距離；C"右料斗工作時重心到回轉(zhuǎn)軸0(或O2)在鉛垂方向上的距離；W1' _左料斗工作時(斗內(nèi)裝油)的重量；W2'“右料斗未工作時(空斗)的重量；b' _左料斗工作時重心到回轉(zhuǎn)軸0(或O1)在鉛垂方向上的距離；c'-右料斗未工作時重心到回轉(zhuǎn)軸O在鉛垂方向上的距離；C〃 -右料斗未工作時重心到鉸接軸O2在鉛垂方向上的距離。本發(fā)明的工作原理及核心思想是如圖2所示，當(dāng)左料斗202空斗，右料斗209計量時，O、O2連線處于鉛垂位 置，右料斗209內(nèi)的原油不斷增加，當(dāng)力矩平衡的條件被破壞的時刻，即\￥^>\￥山，計量翻斗繞回轉(zhuǎn)軸O開始順時針翻轉(zhuǎn)，右料斗209開始瀉油、左料斗202開始工作，在翻轉(zhuǎn) 的一刻，位置編碼器動作，可編程控制器(PLC) 700采集并存儲兩個稱重傳感器207的數(shù)
值和F￡2，并將這兩個數(shù)值傳送至工控機，工控機計算出左料斗202的空斗重量 和右料斗209的滿斗重量’。如圖3所示，當(dāng)左料斗202工作時，右料斗209瀉完油且處于空斗狀態(tài)，O、O1 連線處于鉛垂位置，左料斗202內(nèi)的原油不斷增加，當(dāng)力矩平衡的條件被破壞的時刻， 即，W1T/>W〗c'，計量翻斗繞回轉(zhuǎn)軸ο開始逆時針翻轉(zhuǎn)，左料斗202開始瀉油，右料斗 209開始工作，在翻轉(zhuǎn)的一刻，位置編碼器動作，可編程控制器(PLC) 700采集并存儲兩 個稱重傳感器207的數(shù)值Fu*!^。，并將這兩個數(shù)值傳送至工控機，工控機計算出右料
斗209的空斗重量￥和左料斗202的滿斗重量￥。一個工作周期內(nèi)，計量翻斗順時針、逆時針各翻轉(zhuǎn)一次，則左料斗202、右料斗
209計量得到的原油重量分別是，
權(quán)利要求
1.翻斗式原油計量裝置，包括計量罐體；其特征在于所述翻斗式原油計量裝置還包括回轉(zhuǎn)支架，所述回轉(zhuǎn)支架具有一個回轉(zhuǎn)部和兩個鉸接部，所述兩個鉸接部相對于回 轉(zhuǎn)部對稱設(shè)置，所述回轉(zhuǎn)支架的回轉(zhuǎn)部通過回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝于所述計量罐體內(nèi)；左料斗和右料斗，所述左料斗和右料斗的底部分別鉸接于所述回轉(zhuǎn)支架的兩個鉸接 部上；兩個稱重傳感器，所述兩個稱重傳感器分別連接于所述回轉(zhuǎn)支架與所述左料斗和右 料斗的相應(yīng)側(cè)部之間；用于在所述左料斗和右料斗翻轉(zhuǎn)時采集并存儲稱重傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集控制裝 置，所述數(shù)據(jù)采集控制裝置分別與工控機和所述稱重傳感器電連接；兩個翻斗限位座，所述兩個翻斗限位座固定于所述計量罐體內(nèi)并相對于所述回轉(zhuǎn)軸 對稱設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的翻斗式原油計量裝置，其特征在于所述回轉(zhuǎn)支架包括固定 連接在一起的回轉(zhuǎn)座和支撐架，所述回轉(zhuǎn)部和鉸接部均設(shè)置于所述回轉(zhuǎn)座上，所述支撐 架連接所述稱重傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的翻斗式原油計量裝置，其特征在于所述回轉(zhuǎn)座是三角形 的，所述回轉(zhuǎn)部和鉸接部分別位于三角形的回轉(zhuǎn)座的三個頂點位置上。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的翻斗式原油計量裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控 制裝置包括電連接在一起的位置編碼器和可編程控制器，所述位置編碼器安裝于所述回 轉(zhuǎn)軸上，所述回轉(zhuǎn)軸固定于所述回轉(zhuǎn)支架的回轉(zhuǎn)部上，所述可編程控制器電連接于所述 工控機。
5.如權(quán)利要求4所述的翻斗式原油計量裝置，其特征在于所述回轉(zhuǎn)軸安裝所述位 置編碼器的一端伸出所述計量罐體外部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種翻斗式原油計量裝置包括，計量罐體，具有一個回轉(zhuǎn)部和兩個鉸接部的回轉(zhuǎn)支架，左料斗和右料斗，兩個稱重傳感器，用于在料斗翻轉(zhuǎn)時使可編程控制器采集并存儲稱重傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，兩個固定于所述計量罐體內(nèi)的翻斗限位座。本發(fā)明的效果是左料斗和右料斗輪流翻轉(zhuǎn)稱重，可編程控制器采集稱重傳感器檢測出的數(shù)值并傳送至工控機，工控機計算出料斗中原油的凈重，計量方法為實時在線的計量，解決了原油粘稠掛壁帶來的計量誤差，本發(fā)明計量時間縮短、計量次數(shù)提高，每次計量都可以根據(jù)稱重傳感器測得的數(shù)據(jù)，計算出此段時間的原油產(chǎn)量凈值，并且根據(jù)多次循環(huán)計量結(jié)果得出全天原油產(chǎn)量平均值，計量精度顯著提高。
文檔編號G05B19/05GK102012254SQ20101054113
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者石成江, 顏軍 申請人:山東歐龍電子科技有限公司