專利名稱：一種電磁流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁式的流量測定裝置。
目前，內(nèi)流道式電磁流量計已出現(xiàn)在市場，并在管道流體測量中得到廣泛應(yīng)用。
我單位提出的發(fā)明專利申請“井下電磁流量計”(發(fā)明專利申請?zhí)?6117840.X)敘述的是將電磁流量計用于油田井下的流量測定，這種發(fā)明裝置采用等壓艙結(jié)構(gòu)形式的探測器和非直流式進水流道結(jié)構(gòu)，適用于高壓強、小尺寸空間和任何水質(zhì)情況。但由于其驅(qū)動磁場和感應(yīng)電場都集中在中空的測量探頭(探測器)內(nèi)部，流體必須在測量探頭中間的靈敏空間流過，才能進行測量，因而使用這種電磁流量計在井下測量時，必須附加相應(yīng)的聚流裝置以使水流聚流，因而在某些不適合聚流的情況下，就不能使用。
本發(fā)明的目的在于提供一種能適用于高壓強、小尺寸空間、任何水質(zhì)情況，而且不需要附加任何聚流裝置的電磁流量計，并且特別適合于高粘度流體井下流量測定。
本發(fā)明的特征在于采用外流道式電磁流量測量裝置，流量計探測器的磁極設(shè)置在探測器內(nèi)部，而磁場延伸到探測器外的鄰近空間，感應(yīng)測量電極延伸到探測器的筒壁外側(cè)。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的外流道式電磁流量計，整體外形如

圖1所示，整體為一密封圓筒狀，包括探測器1、電路2、繩帽3和地面儀器4。探測器1、電路2、繩帽3也可合稱探頭。
本流量計的測量探測器內(nèi)密封安裝一對或多對驅(qū)動磁極(線圈+鐵芯)，磁場不設(shè)外部屏蔽，從而延伸到探測器外的鄰近空間，相對應(yīng)數(shù)量的測量感應(yīng)電極對稱分布在磁極之間，測量感應(yīng)電極頭穿出探測器筒壁，位于筒壁外側(cè)的流體流道中，電路2也密封安裝在測量探頭的圓筒內(nèi)，電路2的另一端密封連接繩帽3，繩帽3通過電纜連接地面儀器4。這樣，整個測量探頭為一密封圓筒。
本流量計測量流量的電極頭伸出探頭探測器圓筒壁外，其測量的靈敏空間在測量探頭外部，構(gòu)成了外流道式電磁流量計，在探頭上無須設(shè)置任何進水孔道，也無須改變流體流道，只要放入待測流體流道中就可直接進行測量。
在井下，流體是在注入井的油管或套管中流動，本流量計由電纜送入井下的套管中，探頭部位處在被測管道的中間測量靈敏區(qū)位置，即被測流體處在流量探頭外壁和套管之間。當(dāng)探測器內(nèi)線圈由電路通入交變電流、使鐵芯磁化時，流量計探測部分就產(chǎn)生交變磁場，磁場不設(shè)屏蔽，這樣交變磁場延伸到探測器的外部空間，從而在兩電極間感生出和靈敏區(qū)流速成正比的電信號，由電路2將電信號處理后，通過電纜傳輸?shù)降孛?，再由地面儀器記錄。
本發(fā)明的流量計除采用常規(guī)的一對電極和磁極方式外，還可采用兩對、三對、四對等多對的電極和磁極模式，使電磁流量計可以控制和選定測量靈敏區(qū)的有效空間尺寸，最佳的滿足技術(shù)要求，提高測量精度。
本電磁流量計用于油田井下測量時，為防止暴露在測量探頭外的電極在下井過程中被碰撞損壞，可以附加可活動(徑向張開或軸向位移)的機械保護裝置，該附加裝置在上、下井過程中保護電極，在流量計測量時離開電極。
本發(fā)明的電磁流量計與以往的電磁流量計相比具有以下優(yōu)點①本發(fā)明電磁流量計將測量感應(yīng)電極延伸到探頭探測器的外壁，直接位于流體流道中，不需附加任何聚流裝置就能直接進行測量，測量過程簡單、可靠性高、對井下環(huán)境條件的適應(yīng)性好，可作為“統(tǒng)注井”的注入剖面測量；②外流道式測量，不需改變注井流體的流道，適宜于地面和井下流體流量測定，特別適宜高粘度流體的測量；③設(shè)計了多對磁極和電極，可控制測量敏感區(qū)域的大小及范圍，能有效地提高測量精度。
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
圖1是本發(fā)明電磁流量計的整體組成示意圖；圖2是本發(fā)明電磁流量計在井下流體管道內(nèi)的相對位置與工作方式圖；圖3是本發(fā)明實施例1的探測器剖面示意圖；圖4是本發(fā)明實施例2的探測器剖面示意圖；圖2顯示了本發(fā)明電磁流量計在流體管道中的相對位置及測量方式。圖中，流量計探頭6處于被測流體管道的中間位置，被測流體7處在探頭外管壁12和油井套管5之間，該探頭不須設(shè)置被測流體進入孔及流道，由于探頭部分探測器的電極頭穿出探頭外壁位于流體流道中，靈敏的感應(yīng)出探測器1，外部空間的流體流速的變化，當(dāng)線圈通電后，電極頭就會將直接測得的流量電信號傳送到電路2，再通過繩帽3連接電纜傳輸?shù)降孛鎯x器記錄，完成測量工作。
實施例1圖1為本發(fā)明電磁流量計的整體外形示意圖。
本裝置為一圓筒形狀，一般為金屬筒，包括探測器1、電路2、繩帽3和地面儀器4。
探測器的驅(qū)動磁極與電極、電路2和繩帽3被依次密封安裝在圓筒內(nèi)，總體為一密封圓筒。
本實施例是一個兩電極式外流道電磁流量計，圖3為兩電極式(即一對電極)測量探頭探測器的剖面示意圖，探測器內(nèi)設(shè)置一對磁極(由線圈8和鐵芯9組成)和一對電極10，磁場不設(shè)外部屏蔽，從而延伸到探測器外的鄰近空間，電極頭10穿出筒壁，延伸到筒外壁12，直接位于流體流道中，當(dāng)線圈8通入交變電流，使鐵芯9磁化時，在測量探頭附近的外部空間11產(chǎn)生交變磁場，從而在兩電極10之間感生出和靈敏區(qū)流速成正比的電信號，電信號經(jīng)電路2處理，通過繩帽3連接電纜傳輸?shù)降孛妫傻孛鎯x器記錄。
實施例2本實施例電磁流量計整體外形及結(jié)構(gòu)與實施例1相同。
本實施例為四電極式外流道電磁流量計。
圖4為四電極式測量探頭探測器剖面示意圖。在探測器內(nèi)設(shè)置四個磁極13(每個磁極都由線圈和鐵芯組成)，磁場不設(shè)外部屏蔽，從而延伸到探測器外的鄰近空間，兩個同極性的磁極安裝在相對側(cè)，測量感應(yīng)電極14(共四個)對稱分布在磁極之間。電極頭穿出筒壁，延伸到筒外壁12，直接位于流體流道中，當(dāng)線圈通入交變電流，探測器內(nèi)的驅(qū)動電流使磁極低頻交變磁化，在測量探頭探測器附近的外部空間11產(chǎn)生交變磁場，從而在兩兩相鄰的電極間感生出和靈敏區(qū)流速成正比的電信號，電信號經(jīng)電路2處理，通過繩帽3連接電纜傳輸?shù)降孛?，由地面儀器記錄。
本實施例的多對電極和多對磁極的設(shè)置，使外流道式電磁流量計可以控制和選定測量靈敏區(qū)的有效空間的尺寸，最佳的滿足了測量技術(shù)要求。
本發(fā)明電磁流量計不僅適用于井下流體流量測量，并且適宜于地面任何環(huán)境的流體流量測定，特別適宜高粘度流體的流量測量。
權(quán)利要求
1.一種電磁流量計，包括探測器和電路系統(tǒng)，其特征是探測器內(nèi)設(shè)置的磁極無外側(cè)磁屏蔽、測量電極在探測器外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁流量計，其特征是探測器的磁極可為一對或多對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁流量計，其特征是測量電極密封安裝在探測器筒壁上，測量電極的電極頭延伸到探測器筒壁外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁流量計，其特征是探測器的測量電極可為一對或多對。
全文摘要
本發(fā)明為一種流體流量電磁法測定裝置—電磁流量計,該裝置是一種將探測器的一對或多對電極設(shè)置于探測器筒外壁的外流道式電磁流量計。該流量計作注水井注入剖面測量時,不需附加聚流裝置,直接測量探測器外部的流體速度和流量,使流體流量測量過程簡化。外流道式電磁流量計不僅適用于井下流量測定,也適宜于地面流量測定,特別適用于高粘度流體的流量測定。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量精度和靈敏度高。
文檔編號G01F1/56GK1188892SQ9710733
公開日1998年7月29日 申請日期1997年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月21日
發(fā)明者岑大剛, 殷紹忠, 趙海城 申請人:中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所