一種兩相流測量裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兩相流測量裝置,至少包括:裝置本體、彈性部件、形變測量部件及處理器;所述彈性部件與所述裝置本體連接;所述形變測量部件設置在所述彈性部件上;所述處理器設置在所述裝置本體中;所述形變測量部件的信號輸出端與所述處理器的信號輸入端通信連接。當兩相流沖擊彈性部件時,彈性部件會產(chǎn)生變形,該變形量由形變測量部件測量得到,并將測量到的變形量發(fā)送到處理器,從而得到兩相流數(shù)據(jù),避免了利用固定體積的機械測量原件反復對已知的流體進行連續(xù)分割,從而減少了裝置的體積。此外,將處理器設置在裝置本體中,提高了本發(fā)明的密封性,從而實現(xiàn)了能夠應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量的技術效果。
【專利說明】
_種兩相流測垔裝置
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及測量裝置的技術領域,尤其涉及一種兩相流測量裝置。
【背景技術】
[0002]中國煤層氣儲量豐富,其中埋深淺于2000米的煤層氣資源為36.81萬億立方米,儲量位居世界第三位。為充分利用煤層氣資源,近年來政府加大了對煤層氣開采技術的研發(fā)力度,鉆出了多口試驗井來探究煤層氣多分支水平井開采的成套技術。但受技術條件的制約,中國的煤層氣開采仍以垂直井居多。
[0003]對于垂直井而言,煤層氣在抽采過程中的井底兩相流流體狀況(包括壓力、流量及溫度等相關參數(shù))是煤層氣開發(fā)過程中的重要參數(shù),它對于考量排采力度、判斷井下故障及估算產(chǎn)氣潛力等均具有舉足輕重的作用,是合理制定排采工藝的客觀依據(jù)。
[0004]現(xiàn)有的容積式流量計的測量原理是利用固定體積的機械測量原件反復對已知的流體進行連續(xù)分割,從而對流體的體積流量進行測量。但是由于這種流量計是采用機械元件對流量進行測量的,因此體積較大,無法安裝于井筒環(huán)空不足25mm的井下空間。此外,現(xiàn)有的流量計的密封條件較差,測量精度達不到井下環(huán)境的使用要求。
[0005]綜上所述,現(xiàn)有的流量計不能應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量。因此,研制出一種能夠適用于井下工況環(huán)境的氣液兩相流流量傳感器就顯得非常有必要。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明通過提供一種兩相流測量裝置,解決了現(xiàn)有技術中無法安裝于井下空間和密封條件差的技術問題,實現(xiàn)了能夠應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量的技術效果。
[0007]本發(fā)明提供了一種兩相流測量裝置,至少包括:裝置本體、彈性部件、形變測量部件及處理器;所述彈性部件與所述裝置本體連接;所述形變測量部件設置在所述彈性部件上;所述處理器設置在所述裝置本體中;所述形變測量部件的信號輸出端與所述處理器的信號輸入端通信連接。
[0008]進一步地,所述彈性部件為片狀結構,且所述片狀結構的形狀為等腰梯形、等腰三角形或等邊三角形。
[0009]進一步地,所述裝置本體至少包括:底板、壓蓋及外殼;所述彈性部件與所述外殼連接;所述壓蓋設置在所述外殼中;所述處理器設置在所述壓蓋上;所述底板與所述外殼連接,對所述外殼進行密封。
[0010]進一步地,還至少包括:密封圈;所述密封圈設置在所述壓蓋與所述外殼的連接處、所述底板與所述外殼的連接處。
[0011 ] 進一步地,所述處理器至少包括:
[0012]通信模塊,用于接收由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù);
[0013]數(shù)據(jù)分析模塊,用于基于由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù)得到兩相流數(shù)據(jù)。
[0014]進一步地,所述處理器還至少包括:
[0015]數(shù)據(jù)庫,用于存儲形變數(shù)據(jù)與兩相流數(shù)據(jù)的對應關系;
[0016]所述數(shù)據(jù)分析模塊,具體用于基于所述數(shù)據(jù)庫得到與由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù)對應的兩相流數(shù)據(jù)。
[0017]進一步地,所述處理器還至少包括:
[0018]放大模塊,用于對由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù)進行放大。
[0019]進一步地,所述通信模塊為無線通信模塊。
[0020]進一步地,所述無線通信模塊為藍牙模塊、WIFI模塊或GSM模塊。
[0021]進一步地,還至少包括:電纜密封部件;所述電纜密封部件設置在連接所述形變測量部件的信號輸出端和所述通信模塊的信號輸入端的電纜的外部。
[0022]本發(fā)明中提供的一個或多個技術方案,至少具有如下技術效果或優(yōu)點:
[0023]1、當兩相流沖擊彈性部件時,彈性部件會產(chǎn)生變形,該變形量由形變測量部件測量得到,并將測量到的變形量發(fā)送到處理器,從而得到兩相流數(shù)據(jù),避免了利用固定體積的機械測量原件反復對已知的流體進行連續(xù)分割,從而減少了裝置的體積。此外,將處理器設置在裝置本體中,提高了本發(fā)明的密封性。因此,本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中無法安裝于井下空間和密封條件差的技術問題,從而實現(xiàn)了能夠應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量的技術效果。
[0024]2、彈性部件為片狀結構,且片狀結構的形狀為等腰梯形、等腰三角形或等邊三角形,該結構可確保兩相流沖擊彈性部件時,彈性部件上每一點都受力均勻,從而避免了因形變測量部件設置位置的不同而引起誤差,從而提高了本發(fā)明的測量精度。
[0025]3、通過對密封圈的應用,提高了本發(fā)明的密封性。
[0026]4、本發(fā)明提供了處理器與形變測量部件的兩種通訊方式,從而提高了本發(fā)明的適用性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例提供的兩相流測量裝置的主視剖面圖;
[0028]圖2為本發(fā)明實施例提供的兩相流測量裝置的俯視圖;
[0029]圖3為本發(fā)明實施例提供的兩相流測量裝置的右視圖;
[0030]圖4為本發(fā)明實施例提供的兩相流測量裝置中彈性部件I的結構示意圖;
[0031]圖5為本發(fā)明實施例提供的兩相流測量裝置中處理器3的電路圖。
[0032]其中,丨-彈性部件,2-形變測量部件,3-處理器,4-底板,5-壓蓋,6_外殼,7_密封圈,8-電纜密封部件,9-固定螺栓,I O-螺釘,11 -螺母,12-雙頭螺栓。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明實施例通過提供一種兩相流測量裝置,解決了現(xiàn)有技術中無法安裝于井下空間和密封條件差的技術問題,實現(xiàn)了能夠應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量的技術效果。
[0034]本發(fā)明實施例中的技術方案為解決上述技術問題,總體思路如下:
[0035]當兩相流沖擊彈性部件時,彈性部件會產(chǎn)生變形,該變形量由形變測量部件測量得到,并將測量到的變形量發(fā)送到處理器,從而得到兩相流數(shù)據(jù),避免了利用固定體積的機械測量原件反復對已知的流體進行連續(xù)分割,從而減少了裝置的體積。此外,將處理器設置在裝置本體中,提高了本發(fā)明實施例的密封性。因此,本發(fā)明實施例解決了現(xiàn)有技術中無法安裝于井下空間和密封條件差的技術問題,從而實現(xiàn)了能夠應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量的技術效果。
[0036]為了更好地理解上述技術方案,下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0037]參見圖1-圖3,本發(fā)明實施例提供的兩相流測量裝置,至少包括:裝置本體、彈性部件1、形變測量部件2及處理器3;彈性部件I與裝置本體連接;形變測量部件2設置在彈性部件I上;處理器3設置在裝置本體中;形變測量部件2的信號輸出端與處理器3的信號輸入端通信連接。
[0038]為了提高本發(fā)明實施例的密封性,當形變測量部件2設置在彈性部件I上之后,在形變測量部件2的表面和彈性部件I上涂抹一層硅膠進行密封。
[0039]參見圖4,在本實施例中,彈性部件I為片狀結構,且片狀結構的形狀為等腰梯形、等腰三角形或等邊三角形。
[0040]具體地,彈性部件I為彈性靶;形變測量部件2為應變片。
[0041]對裝置本體的結構進行說明,裝置本體至少包括:底板4、壓蓋5及外殼6;彈性部件I與外殼6連接;壓蓋5設置在外殼6中;處理器3設置在壓蓋5上;底板4與外殼6連接,對外殼6進行密封。
[0042]為了提高本發(fā)明實施例的密封性,還至少包括:密封圈7;密封圈7設置在壓蓋5與外殼6的連接處、底板4與外殼6的連接處。
[0043]本發(fā)明實施例提供了裝置本體的一種具體結構,具體為:
[0044]外殼6為階梯凹槽結構,凹槽內部有螺紋盲孔。固定螺栓9通過與外殼6內部的螺紋盲孔相連接將彈性部件I固定于外殼6上。外殼6內部的階梯上亦開有螺紋盲孔。密封圈7放置于外殼6內部的階梯上,壓蓋5放置于密封圈7上,螺釘10穿過壓蓋5及密封圈7上的通孔后旋入外殼6階梯上的螺紋盲孔。壓蓋5的中心加工有螺紋通孔,電纜密封部件8通過該螺紋通孔旋接到壓蓋5的中心。壓蓋5上加工有螺紋盲孔,雙頭螺栓12的下端接入該螺紋盲孔內,雙頭螺栓12的上端由螺母11固定。外殼6上加工有一階梯凹槽,密封圈7放置于該階梯凹槽內,底板4通過螺紋與外殼6相連接的同時將密封圈7壓緊實現(xiàn)密封。
[0045]需要說明的是,本發(fā)明實施例中的裝置本體不限于上述結構,本發(fā)明實施例對裝置本體的結構不做出具體的限制。
[0046]在本實施例中,處理器至少包括:
[0047]通信模塊,用于接收由形變測量部件2輸出的形變數(shù)據(jù);
[0048]數(shù)據(jù)分析模塊,用于基于由形變測量部件2輸出的形變數(shù)據(jù)得到兩相流數(shù)據(jù)。
[0049]具體地,處理器還至少包括:
[0050]數(shù)據(jù)庫,用于存儲形變數(shù)據(jù)與兩相流數(shù)據(jù)的對應關系;
[0051 ]數(shù)據(jù)分析模塊,具體用于基于數(shù)據(jù)庫得到與由形變測量部件2輸出的形變數(shù)據(jù)對應的兩相流數(shù)據(jù)。
[0052]進一步地,處理器還至少包括:
[0053]放大模塊,用于對由形變測量部件2輸出的形變數(shù)據(jù)進行放大。
[0054]對放大模塊的結構進行說明,參見圖5,放大模塊由接線端子Hl、電源芯片Al205S-2W及信號調理芯片AD8230-HT芯片組成。Hl的3腳、2腳分別用于接入+9V電源的正極及負極,同時Hl的3腳還與A1205S-2W的I引腳相連接,Hl的2腳還與整個電路的地線GND相連接,Hl的I腳與AD8230-HT的8腳相連接。Hl的2腳、3腳用于將+9V的電源接入放大模塊,Hl的I腳用于輸出調理后的信號。A1205S-2W的2腳與GND相連接,A1205S-2W的3腳、4腳分別與AD8230-HT的2腳、I腳相連接,A1205S-2W的I腳、2腳分別用于輸入+9V電源的正極及負極,A1205S-2W的3腳、4腳分別用于輸出+5V電源正極及-5V電源正極。AD8230-HT的I腳、2腳還分別與電容C2、Cl相連接后接入地,AD8230-HT的3腳、6腳與GND相連接,AD8230-HT的4腳、5腳分別與全橋應變片輸出信號的正極及負極相連接,AD8230-HT的7腳與Rl串聯(lián)后接入地,同時AD8230-HT的7腳還與R2串聯(lián)后接入AD8230-HT的8腳,AD8230-HT的8腳為最終調理后的信號輸出端,AD8230-HT的8腳與Hl的I腳相連接。由接線端子Hl引出的三根線為本發(fā)明實施例的最終引出線,這三根線分別為Hl的3引腳:+9V電壓供電電源正極;Hl的2引腳:-9V電壓供電電源負極;Hl的I引腳:裝置輸出信號線。
[0055]需要說明的是,在本實施例中,處理器3可以通過無線或有線的方式與形變測量部件2進行通訊,當處理器3與形變測量部件2進行無線通訊時,通信模塊為無線通信模塊。
[0056]具體地,無線通信模塊為藍牙模塊、WIFI模塊或GSM模塊。
[0057]當處理器3與形變測量部件2進行有線通訊時,處理器3與形變測量部件2通過電纜進行通訊。在這種情況下,為了進一步提高本發(fā)明實施例的密封性,還至少包括:電纜密封部件8;電纜密封部件8設置在連接形變測量部件2的信號輸出端和通信模塊的信號輸入端的電纜的外部。
[0058]本發(fā)明實施例的工作原理為:
[0059]當兩相流沖擊彈性靶時,彈性靶產(chǎn)生微弱變形,該變形量由粘貼于其上的全橋應變片測量得到,流量越大則彈性靶變形越大,彈性靶變形越大則全橋應變片輸出信號越大,因此兩相流流量的大小與彈性靶的變形信號成正比關系。全橋應變片的輸出信號線經(jīng)外殼6上的小孔進入外殼6凹槽內部,隨后信號線經(jīng)過電纜密封部件8的密封后接入處理器3,得到相應的兩相流數(shù)據(jù)。
[0060]【技術效果】
[0061]1、當兩相流沖擊彈性部件I時,彈性部件I會產(chǎn)生變形,該變形量由形變測量部件2測量得到,并將測量到的變形量發(fā)送到處理器3,從而得到兩相流數(shù)據(jù),避免了利用固定體積的機械測量原件反復對已知的流體進行連續(xù)分割,從而減少了裝置的體積。此外,將處理器3設置在裝置本體中,提高了本發(fā)明實施例的密封性。因此,本發(fā)明實施例解決了現(xiàn)有技術中無法安裝于井下空間和密封條件差的技術問題,從而實現(xiàn)了能夠應用于井下環(huán)境進行氣液兩相流的測量的技術效果。
[0062]2、彈性部件I為片狀結構,且片狀結構的形狀為等腰梯形、等腰三角形或等邊三角形,該結構可確保兩相流沖擊彈性部件I時,彈性部件I上每一點都受力均勻,從而避免了因形變測量部件2設置位置的不同而引起誤差,從而提高了本發(fā)明實施例的測量精度。
[0063]3、通過對密封圈7的應用,提高了本發(fā)明實施例的密封性。
[0064]4、本發(fā)明實施例提供了處理器3與形變測量部件2的兩種通訊方式,從而提高了本發(fā)明實施例的適用性。
[0065]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例,但本領域內的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以,所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0066]顯然,本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種兩相流測量裝置,其特征在于,至少包括:裝置本體、彈性部件、形變測量部件及處理器;所述彈性部件與所述裝置本體連接;所述形變測量部件設置在所述彈性部件上;所述處理器設置在所述裝置本體中;所述形變測量部件的信號輸出端與所述處理器的信號輸入端通信連接。2.如權利要求1所述的裝置,其特征在于,所述彈性部件為片狀結構,且所述片狀結構的形狀為等腰梯形、等腰三角形或等邊三角形。3.如權利要求1所述的裝置,其特征在于,所述裝置本體至少包括:底板、壓蓋及外殼;所述彈性部件與所述外殼連接;所述壓蓋設置在所述外殼中;所述處理器設置在所述壓蓋上;所述底板與所述外殼連接,對所述外殼進行密封。4.如權利要求3所述的裝置,其特征在于,還至少包括:密封圈;所述密封圈設置在所述壓蓋與所述外殼的連接處、所述底板與所述外殼的連接處。5.如權利要求1-4中任一項所述的裝置,其特征在于,所述處理器至少包括: 通信模塊,用于接收由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù); 數(shù)據(jù)分析模塊,用于基于由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù)得到兩相流數(shù)據(jù)。6.如權利要求5所述的裝置,其特征在于,所述處理器還至少包括: 數(shù)據(jù)庫,用于存儲形變數(shù)據(jù)與兩相流數(shù)據(jù)的對應關系; 所述數(shù)據(jù)分析模塊,具體用于基于所述數(shù)據(jù)庫得到與由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù)對應的兩相流數(shù)據(jù)。7.如權利要求5所述的裝置,其特征在于,所述處理器還至少包括: 放大模塊,用于對由所述形變測量部件輸出的形變數(shù)據(jù)進行放大。8.如權利要求5所述的裝置,其特征在于,所述通信模塊為無線通信模塊。9.如權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述無線通信模塊為藍牙模塊、WIFI模塊或GSM模塊。10.如權利要求5所述的裝置,其特征在于,還至少包括:電纜密封部件;所述電纜密封部件設置在連接所述形變測量部件的信號輸出端和所述通信模塊的信號輸入端的電纜的外部。
【文檔編號】G01F1/20GK106052770SQ201610629153
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月3日
【發(fā)明人】吳川, 李 瑞, 李炯, 劉恒偉
【申請人】中國地質大學(武漢)