容積式泵流量計(jì)的制作方法
【專利說明】容積式累流量計(jì)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明與測(cè)量工作流量的計(jì)量儀器有關(guān)，尤其與計(jì)量水泥漿流量的計(jì)量裝置有關(guān)。[000引【背景技術(shù)】： 油田在固井(將井壁筒沉到井底找正操平后，通過管路向井壁筒外側(cè)與井幫之間的環(huán) 形空間注入比重大于泥漿的膠凝狀漿液，將泥漿自下而上地置換出來并固結(jié)井壁筒的作 業(yè))、壓裂(用壓裂車，把高壓大排量具有一定粘度的液體擠入油層，當(dāng)把油層壓出許多裂縫 后，加入支撐劑充填進(jìn)裂縫，提高油氣層的滲透能力，W增加注水量或產(chǎn)油量）過程中需使 用固井車、壓裂車向井下注水泥漿(壓裂液)。水泥漿是由水、水泥、外加劑和外滲料組成，具 有很強(qiáng)的磨蝕性，現(xiàn)有的水泥漿測(cè)量方法所使用的流量計(jì)(例如：禍輪流量計(jì)、電磁流量計(jì) 等）在計(jì)量水泥漿流量的時(shí)候往往使用壽命很低。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)：固井車安裝有禍輪式流 量計(jì)的情況往往流量計(jì)使用壽命3-10井次（由于水泥漿成分不同有使用壽命不同)。流量 計(jì)價(jià)格不菲，如此短的使用壽命顯然不符合節(jié)約成本的要求，同時(shí)流量計(jì)的損壞也可能造 成流量計(jì)量的不準(zhǔn)確，為了減少過量注入泥漿導(dǎo)致污染和浪費(fèi)，造成成本增加，需盡量精確 控制泥漿注入量和控制注入速度，需要一種能夠在客觀惡劣環(huán)境下仍然能夠穩(wěn)定測(cè)量工作 流量的計(jì)量儀器。W下僅W固井車為例說明，在注水泥漿之前需要對(duì)井深、井徑等井況進(jìn)行 分析，計(jì)算出單井水泥漿使用量，再根據(jù)該個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行固井作業(yè)，因此在固井作業(yè)時(shí)對(duì)瞬時(shí) 流量的測(cè)量和累計(jì)流量的統(tǒng)計(jì)就顯得十分重要。
[000引
【發(fā)明內(nèi)容】
； 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶輕便、能夠在惡劣環(huán)境使用、計(jì)量準(zhǔn)確、故障 率低的的容積式累流量計(jì)。
[0004] 本發(fā)明是該樣實(shí)現(xiàn)的： 柱塞累1與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸2傳動(dòng)配合，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)永磁鐵3,霍爾傳感器4 與永磁鐵相對(duì)布置，兩者之間存在空隙，霍爾傳感器的輸出與信號(hào)處理電路連接，信號(hào)處理 電路由光禪隔離電路，定時(shí)器、組成，霍爾傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過光禪隔離電路處理，轉(zhuǎn)化 為定時(shí)器能識(shí)別的脈沖信號(hào)，并能隔離外部的高頻干擾，定時(shí)器測(cè)量轉(zhuǎn)速脈沖的周期輸出 到單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)算單位沖次的排量，就可W確定柱塞累1的流量，測(cè)量的數(shù)據(jù)通過串口 通訊模塊發(fā)送到顯示器，并發(fā)送到無線發(fā)射器中，將轉(zhuǎn)速、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奖O(jiān)控 電腦中。
[0005] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便、能夠克服惡劣使用環(huán)境、計(jì)量準(zhǔn)確、故障率低。本發(fā)明在油 田固井和壓裂過程中通過計(jì)量大累排量從而實(shí)現(xiàn)有效控制流體注入量。由于井場(chǎng)環(huán)境惡 劣，油污泥水多，水泥漿等對(duì)于一般流量計(jì)磨蝕、腐蝕嚴(yán)重等客觀因素，本發(fā)明有W下優(yōu)勢(shì)： 不直接接觸液體，完全避免磨蝕、腐蝕。利用傳感器4的霍爾效應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)，通過大累 沖次和柱塞缸容積計(jì)算排量，保證準(zhǔn)確性。磁片體積小、重量輕安裝方便，安裝后無需對(duì)聯(lián) 軸器進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。本發(fā)明體積小，攜帶便捷，功能強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的設(shè)置、瞬時(shí)流量 采集、累計(jì)流量計(jì)算、工作時(shí)間統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并通過USB接口或遠(yuǎn)傳實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0006]
【附圖說明】： 圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
[0007] 圖2為本發(fā)明電路圖。
[0008]
【具體實(shí)施方式】； 柱塞累1與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸2傳動(dòng)配合，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)永磁鐵3,霍爾傳感器4 與永磁鐵相對(duì)布置，兩者之間存在空隙，霍爾傳感器的輸出與信號(hào)處理電路連接，信號(hào)處理 電路由光禪隔離電路，定時(shí)器、組成，霍爾傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過光禪隔離電路處理，轉(zhuǎn)化 為定時(shí)器能識(shí)別的脈沖信號(hào)，并能隔離外部的高頻干擾，定時(shí)器測(cè)量轉(zhuǎn)速脈沖的周期輸出 到單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)算單位沖次的排量，就可W確定柱塞累1的流量，測(cè)量的數(shù)據(jù)通過串口 通訊模塊發(fā)送到顯示器，并發(fā)送到無線發(fā)射器中，將轉(zhuǎn)速、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奖O(jiān)控 電腦中。
[0009] 霍爾傳感器為NJK-5002A，單片機(jī)為STM32F103。
[0010] 工作原理：容積式累在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)膠凝狀漿液的排出，在電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)永磁鐵，霍爾傳感器與永磁鐵相對(duì)布置，兩者之間存在空隙，在工作過程 中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，在霍爾傳感器上就會(huì)感應(yīng)一個(gè)脈沖，信號(hào)處理電路采集所感應(yīng) 出來的脈沖周期，既可W得到電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，在容積式累工作過程中，累的排量=沖次X 排量/沖次，而沖次與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，因此，通過測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，即可完成對(duì)容積 式累的排量測(cè)量。在測(cè)量完成后，可W通過顯示器顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，也可W通過無線發(fā)射器將 數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控電腦中。
[0011] 轉(zhuǎn)速一沖次一瞬時(shí)排量一累計(jì)排量關(guān)系 沖次=小齒輪軸轉(zhuǎn)速/傳動(dòng)比 瞬時(shí)排量=缸截面積X3X沖程X沖次一 累計(jì)排量=瞬時(shí)排量X時(shí)間 小齒輪轉(zhuǎn)速為測(cè)量量，傳動(dòng)比由檔位決定，缸截面積和沖程是柱塞累1的設(shè)計(jì)參數(shù)可 查表獲得。
[0012] 轉(zhuǎn)速一沖次一瞬時(shí)排量一累計(jì)排量關(guān)系
其中《為小齒輪軸轉(zhuǎn)速，：為傳動(dòng)比 瞬時(shí)排量^ = 3XJX!X?;王 其中S為缸截面積，！為沖程 累計(jì)排量?Xr 其中r為時(shí)間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.容積式泵流量計(jì)，其特征在于柱塞泵（I)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸（2)傳動(dòng)配合，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 軸上固定一個(gè)永磁鐵（3)，霍爾傳感器（4)與永磁鐵相對(duì)布置，兩者之間存在空隙，霍爾傳 感器的輸出與信號(hào)處理電路連接，信號(hào)處理電路由光耦隔離電路，定時(shí)器、組成，霍爾傳感 器測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過光耦隔離電路處理，轉(zhuǎn)化為定時(shí)器能識(shí)別的脈沖信號(hào)，并能隔離外部的 高頻干擾，定時(shí)器測(cè)量轉(zhuǎn)速脈沖的周期輸出到單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)算單位沖次的排量，就可以 確定柱塞泵（1)的流量，測(cè)量的數(shù)據(jù)通過串口通訊模塊發(fā)送到顯示器，并發(fā)送到無線發(fā)射器 中，將轉(zhuǎn)速、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奖O(jiān)控電腦中。
【專利摘要】本發(fā)明為容積式泵流量計(jì)，解決現(xiàn)有的渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)在計(jì)量水泥漿流量的時(shí)候使用壽命很低的問題。柱塞泵（1）與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸（2）傳動(dòng)配合，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)永磁鐵（3），霍爾傳感器（4）與永磁鐵相對(duì)布置，兩者之間存在空隙，霍爾傳感器的輸出與信號(hào)處理電路連接，信號(hào)處理電路由光耦隔離電路，定時(shí)器、組成，霍爾傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過光耦隔離電路處理，轉(zhuǎn)化為定時(shí)器能識(shí)別的脈沖信號(hào)，并能隔離外部的高頻干擾，定時(shí)器測(cè)量轉(zhuǎn)速脈沖的周期輸出到單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)算單位沖次的排量，就可以確定柱塞泵（1）的流量，測(cè)量的數(shù)據(jù)通過串口通訊模塊發(fā)送到顯示器，并發(fā)送到無線發(fā)射器中，將轉(zhuǎn)速、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奖O(jiān)控電腦中。
【IPC分類】G01F11/04
【公開號(hào)】CN104964722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510400522
【發(fā)明人】李穎, 代向楠, 梁明亮
【申請(qǐng)人】成都金陵能源裝備有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日