一种有缆智能分注可变节流体流量测试装置及方法与流程

本发明涉及流体流量测量，更具体地说，它涉及一种有缆智能分注可变节流体流量测试装置及方法。

背景技术：

1、注水、注气是目前油田增产的关键手段，精细化分注已成为行业的主要趋势。在这一过程中，对注入体的流量进行精确测量是井下分注工具的核心环节。现有的流量测量方式包括电磁法、超声法、涡街法等。然而，这些流量测量方法在井下长期应用后，由于感应探头容易黏附油污，导致流量计量的精度大幅下降。因此，差压法测量流量逐渐成了主导的流量测量方式。差压流量计因其结构简单、制造成本相对较低而受到青睐。

2、尽管差压法测量流量在油田应用中占据重要地位，但它也存在明显的缺点。其主要问题是量程比小、测量范围相对狭窄。当在同一口分注井中，各层位的注入流量存在较大差异时，为了满足测量需求，需要在各层段使用不同流量范围的仪器。这种施工方式不仅繁琐，而且容易出错，给油田的精细化分注工作带来了不小的挑战。

3、因此，为了解决上述技术问题本技术提出一种有缆智能分注可变节流体流量测试装置及方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种有缆智能分注可变节流体流量测试装置及方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种有缆智能分注可变节流体流量测试装置，包括测量通道上游和测量通道下游，且测量通道上游和测量通道下游分别通过上游取压管和下游取压管安装有差压传感器，差压传感器用于对流体的流量进行测量，其特征在于：所述测量通道上游和测量通道下游相互靠近的接口位置通过调节机构相连通，调节机构用于通过调节节流面积调节流体流速；

3、所述调节机构包括相互之间转动设置的转盘和导向盘，所述转盘转动设置在测量通道上游的端部，导向盘固定安装在测量通道下游的端部，所述导向盘上开设有导向槽，导向槽内滑动安装有多组表面均固定设置推力销的滑片，所述转盘上开设有多组与滑片数量相同的推力轨道，且每个推力轨道与每个滑片上的推力销一一对应，多组所述推力销远离滑片的端部分别滑动嵌合在相对应的推力轨道内，各滑片之间的空隙形成流体过流时的节流面积，在所述转盘正向旋转时，各所述推力轨道推动各推力销和滑片沿导向槽向转盘外周侧方向移动展开，节流面积增大，在所述转盘逆向旋转时，各所述推力轨道推动各推力销和滑片向转盘圆心位置移动收缩，节流面积减小，在对不同地层通过差压法测量流体流量时，能够根据实际使用需求对节流面积进行调节，从而有效解决差压法测流量量程比小的问题，即使在不同地层的分阀门开合度不一的情况下，仍然可以使用统一规格的差压传感器，便于整体维护；

4、需要说明的是，所述有缆智能分注可变节流体流量测试装置还包括驱动机构，驱动机构用于驱动转盘旋转以对节流面积进行调节；

5、所述驱动机构包括电机，所述电机的动力输出端通过传动轴固定安装有主动齿轮，所述转盘的外周侧表面上设置有传动齿，所述齿轮与传动齿啮合，通过控制驱动机构中的电机，使电机通过传动轴带动主动齿轮旋转，从而通过主动齿轮与传动齿的啮合结构而使转盘旋转，以此来对节流面积进行调节，从而适应在不同的流速的情况下使用同种规格的差压传感器，便于后期统一维护。

6、一种有缆智能分注可变节流体流量测试方法，应用于上述的一种有缆智能分注可变节流体流量测试装置，所述有缆智能分注可变节流体流量测试方法分为如下步骤：

7、a：构建一个基础数据库，该基础数据库包括各地层分阀门在不同旋转幅度的情况下，流经该分阀门的流体流速；使用统一规格的差压传感器在测量区间的最大值和最小值时的流体流速的区间，并将该区间标记为标准区间；构建分阀门在不同的旋转幅度时，驱动机构驱动转盘在不同旋转幅度下的流体流速数据；

8、b：在各地层的分阀门位置设置传感器a，传感器a用于检测分阀门的旋转幅度，从而根据基础数据库得出分阀门在该旋转幅度的情况下的流体流速；

9、c：构建一个数据处理系统和控制系统，传感器a将对分阀门的旋转幅度数据进行检测，并将检测的旋转幅度数据传输至数据处理系统中，然后数据处理系统在基础数据库中查找分阀门在该旋转幅度下所对应的流体流速，然后将该流体流速数据与标准区间进行比对，查找流体流速是否属于标准区间，若是，则控制系统控制驱动机构使转盘旋转，并使得节流面积与分阀门的开合程度相似；若不是，则通过控制系统控制驱动机构使转盘旋转，对节流面积进行改变，直到通过节流面积的流体流速数据属于标准区间之间，控制系统停止工作。

10、需要说明的是，所述步骤a中构建基础数据库的详细方法分为如下步骤：

11、a1：将有缆智能分注可变节流体流量测试装置组装至地面获取数据的实验室内，然后将流体增压后通过分阀门注入至有缆智能分注可变节流体流量测试装置中的测量通道上游内，将分阀门的旋转幅度等分为十个档位，最大档位为全部开启，最小档位为完全闭合，然后通过液体流速传感器记录分阀门在不同档位区间时的流体流速区间数据，并将该数据在基础数据库中标记为主动流体流速区间；

12、a2：通过驱动机构控制转盘旋转，直到节流面积达到最大水平，然后控制分阀门至中间档位，然后逐渐升档，直到超过差压传感器的测量极限，通过流速传感器记录差压传感器无法进行测量时的流体流速数据，然后重新将分阀门调节至中间档位，之后逐渐降档，直到超过差压传感器的测量极限，通过流速传感器记录差压传感器失效时的流体流速数据，两次测量的流体流速数据区间即为标准区间；

13、a3：将驱动机构控制转盘的转动幅度分为十个档位，最大档位为全部开启，最小档位为完全闭合，然后在分阀门的旋转幅度分别处于不同档位区间时，控制驱动机构使转盘旋转，并通过流速传感器记录转盘在不同档位区间时通过节流面积时的流体流速区间数据，并将该数据记录为从动流体流速区间，然后将分阀门的每个档位与其相对应十个从动流体流速区间相关联。

14、其中，所述步骤c中控制系统控制驱动机构控制转盘的旋转幅度的具体方式分为如下步骤：

15、c1：在靠近转盘的位置设置传感器b，该传感器b用于记录驱动机构控制转盘的转动幅度数据；

16、c2：根据传感器a所得分阀门的旋转幅度在基础数据库中查找到该旋转幅度的所属档位，并查找在该档位区间中的主动流体流速区间数据，若主动流体流速区间属于标准区间，数据处理系统在基础数据库中查找该分阀门档位所关联的十个从动流体流速区间，并在十个从动流体流速区间中选择出一个与主动流体流速区间最接近的区间，然后查找该从动流体流速区间所属的转盘旋转幅度档位，之后控制系统控制电机使转盘旋转，通过传感器b对转盘的旋转幅度进行监测，直到转盘在驱动机构的驱动下，转动至所需旋转幅度的档位后，通过控制系统关闭电机。

17、c3：根据传感器a所得分阀门的旋转幅度数据在基础数据库中查找到该旋转幅度的所属档位，并查找在该档位区间中的主动流体流速区间数据，若主动流体流速区间不属于标准区间，则数据处理系统在基础数据库中查找该分阀门档位所关联的十个从动流体流速区间，在该十个从动流体流速区间中选择出属于标准区间的从动流体流速区间，并查找到该从动流体流速区间所属的转盘旋转幅度的档位，然后控制系统控制电机使转盘转动，并通过传感器b对转盘的转动幅度形成反馈，当控制系统控制转盘的转动幅度与查找到的从动流体流速区间所属的转盘旋转幅度的档位区间一致时，控制系统关闭，驱动机构停止运行。

18、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

19、1、本发明中，通过控制驱动机构，能够对不同地层中通过差压传感器进行流量测算时的节流面积进行调控，这样在对不同地层进行注水增产时，即使在各地层的分阀门为适应不同地层原油的采集情况而开启至不同的大小，导致各地层中流体通过分阀门的流速都不同的情况下，仍然可以使用同种规格的差压传感器，从而解决了使用差压法测算流量时差压传感器的量程比小的问题，无需在各地层使用不同流量范围的仪器，这样，在各地层间使用统一规格的差压传感器，这样能够大大提高后续维护的成本，且在各个地层使用统一规格的差压传感器，提高施工和采买的便捷性，降低施工繁琐程度，防止出现错误。

20、2、本发明中，通过设置一种有缆智能分注可变节流体流量测试方法，该方法能够在各地层中，由于实际采油情况的不同，各分阀门开启量不同，来通过控制系统控制驱动机构使转盘的旋转幅度，从而使节流面积被打开到合适的大小，无需进行估算，而是通过一个详细的方法使节流面积能够被打开至最合理的程度，符合差压法对流量的测量，此方法使得在通过差压法对流量进行测量时，使其量程能够一直处于差压传感器的测量范围之内，防止出现大的流速波动而导致对差压传感器造成损坏的问题，且能够进一步降低工作的繁琐程度，自动对节流面积进行控制，提高了工作便捷性。