一種電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種流量測(cè)量傳感器，尤其設(shè)及一種用于測(cè)量油井井下油水兩相 流或油氣水立相流流量的電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 油、氣、水=相流是一種常見的多相流，其廣泛存在于現(xiàn)代石油工業(yè)中，因此對(duì)其 測(cè)量技術(shù)的研究具有重要的意義。其中，流量測(cè)量是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容，通常采用速度法 來(lái)間接測(cè)量油井管道內(nèi)流體的流量，此時(shí)速度的準(zhǔn)確測(cè)量顯得十分重要。
[0003] 電磁流量計(jì)是一種測(cè)量流量的儀表，它具有非侵入性特點(diǎn)，不產(chǎn)生壓力損失，它不 受流體溫度、壓力、密度和粘度等流體本身特性的影響，并對(duì)流體的流量變化能快速響應(yīng)。 近年來(lái)電磁流量計(jì)已開始應(yīng)用于高含水的油田注水井、注聚井的注入剖面測(cè)井中應(yīng)用中， 從目前的應(yīng)用情況來(lái)看，電磁流量計(jì)在測(cè)量高含水油水兩相流時(shí)，由于其非導(dǎo)電物質(zhì)（油 水兩相流中為油相）含量低，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小，測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確；當(dāng)電磁流量計(jì)測(cè)量 非高含水油水兩相流時(shí)，由于其非導(dǎo)電物質(zhì)含量高，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，測(cè)量結(jié)果誤差較 大。鑒于此，研制開發(fā)電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器用于測(cè)量含非導(dǎo)電相的兩相或多相流體的 流量具有重要的意義，并能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，該傳 感器可提取更多的流體流動(dòng)信息。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，包括測(cè)量管道、一對(duì) 勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件、一對(duì)帶孔的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板、四對(duì)測(cè)量電極組件和兩對(duì)電極緊固帶。其中， 勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件安裝在測(cè)量管道外側(cè)兩邊并平行放置，通過勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板固定在測(cè)量管道 上；帶孔的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板分別安裝在勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件的外側(cè)，并將勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件固定在測(cè) 量管道上，固定板板面相互平行且與測(cè)量管道軸向平行。
[0006] 所述的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件由勵(lì)磁線圈、磁巧和勵(lì)磁線圈固定架板構(gòu)成，勵(lì)磁線圈繞置 于磁巧外側(cè)，勵(lì)磁線圈呈馬鞍狀貼于測(cè)量管道外側(cè)并由固定架板將勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)固定。傳 感器的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件在測(cè)量管道的軸向長(zhǎng)度比徑向長(zhǎng)度長(zhǎng)，使得檢測(cè)電極位于勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組 件產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)中。
[0007] 所述的測(cè)量電極組件包括檢測(cè)電極和絕緣套，四對(duì)檢測(cè)電極分別穿過測(cè)量管管 壁、測(cè)量管道的襯里，并用電極緊固帶固定在測(cè)量管道上，檢測(cè)電極與測(cè)量管道之間由絕緣 套密封隔離。其中兩對(duì)檢測(cè)電極安裝在測(cè)量管同一徑向截面，一對(duì)檢測(cè)電極安置在與感應(yīng) 磁場(chǎng)方向成90度角測(cè)量管直徑兩端用于產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，另一對(duì)檢測(cè)電極安置在與感應(yīng)磁 場(chǎng)方向成0度角測(cè)量管直徑兩端起校驗(yàn)作用；在測(cè)量管軸向相距一定距離L取另一個(gè)徑向 截面，按照與上面同樣方式安置余下兩對(duì)檢測(cè)電極。
[000引本實(shí)用新型提出的電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電磁流量計(jì)傳感 器不同，將一對(duì)檢測(cè)電極變?yōu)樗膶?duì)檢測(cè)電極，其中兩對(duì)檢測(cè)電極用于測(cè)量信號(hào)，另外與感應(yīng) 磁場(chǎng)方向成0度角的兩對(duì)檢測(cè)電極起到校驗(yàn)作用，因?yàn)槠叫杏诟袘?yīng)磁場(chǎng)方向，理論上在該 兩對(duì)檢測(cè)電極兩端不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)際中可應(yīng)用該點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)試改進(jìn)，從而 起到校驗(yàn)作用；四對(duì)檢測(cè)電極同處于一對(duì)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的較均勻磁場(chǎng)中；電極檢測(cè)信號(hào)是 利用法拉第電磁感應(yīng)定律獲取的；流量測(cè)量是在檢測(cè)信號(hào)互相關(guān)運(yùn)算的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。
[0009] 本實(shí)用新型的電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，其測(cè)量原理是；在流體通過測(cè)量管道時(shí)， 與感應(yīng)磁場(chǎng)方向成90度角安裝有兩對(duì)結(jié)構(gòu)相同的檢測(cè)電極，分別稱為上游電極和下游電 極，上、下游電極相隔適當(dāng)距離L。從上、下游兩對(duì)電極上提取能反應(yīng)被測(cè)流體流動(dòng)狀況的測(cè) 量信號(hào)x(t)和y(t)。此兩路測(cè)量信號(hào)是在同一勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的較均勻磁場(chǎng)同一測(cè)量管道 相距L處獲取的，該兩路檢測(cè)信號(hào)具有相關(guān)性，所W可對(duì)測(cè)量信號(hào)x(t)和y(t)作互相關(guān)運(yùn) 算，互相關(guān)函數(shù)Rxy(T)如式（1)所示：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，其特征在于：它包括測(cè)量管道（1)、一對(duì)勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組 件（10)、一對(duì)帶孔的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板（5)、四對(duì)測(cè)量電極組件（11)和兩對(duì)電極緊固帶（6); 其中，勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件（10)安裝在測(cè)量管道（1)外側(cè)兩邊并平行放置，通過勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板 (5)固定在測(cè)量管道（1)上；帶孔的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板（5)分別安裝在勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件（10)的 外側(cè)，并將勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件（10)固定在測(cè)量管道（1)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，其特征在于：所述的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組 件（10)由勵(lì)磁線圈（2)、磁芯（3)和勵(lì)磁線圈固定架板（4)構(gòu)成，勵(lì)磁線圈（2)繞置于磁芯 (3)外側(cè)，勵(lì)磁線圈（2)呈馬鞍狀貼于測(cè)量管道（1)外側(cè)并由固定架板（4)將勵(lì)磁線圈（2) 結(jié)構(gòu)固定；傳感器的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件（10)在測(cè)量管道（1)的軸向長(zhǎng)度比徑向長(zhǎng)度長(zhǎng)，使得檢 測(cè)電極（7)位于勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件（10)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，其特征在于：所述的測(cè)量電極組 件（11)包括檢測(cè)電極（7)和絕緣套（8)，兩對(duì)檢測(cè)電極（7)分別穿過測(cè)量管管壁、測(cè)量管道 的襯里（9)，并用電極緊固帶（6)固定在測(cè)量管道⑴上，檢測(cè)電極（7)與測(cè)量管道⑴之 間由絕緣套（8)密封隔離；其中兩對(duì)檢測(cè)電極（7)安裝在測(cè)量管（1)同一徑向截面，一對(duì)檢 測(cè)電極（7)安置在與感應(yīng)磁場(chǎng)方向成90度角測(cè)量管直徑兩端用于產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，另一對(duì)檢 測(cè)電極（7)安置在與感應(yīng)磁場(chǎng)方向成0度角測(cè)量管直徑兩端起校驗(yàn)作用；在測(cè)量管（1)軸 向相距一定距離L取另一個(gè)徑向截面，按照與上面同樣方式安置余下兩對(duì)檢測(cè)電極（7)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器，其技術(shù)方案的要點(diǎn)是，它包括測(cè)量管道、一對(duì)勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件、一對(duì)帶孔的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)固定板、四對(duì)測(cè)量電極組件和兩對(duì)電極緊固帶；勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件由勵(lì)磁線圈、磁芯和勵(lì)磁線圈固定架板構(gòu)成，勵(lì)磁線圈呈馬鞍狀，勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件在測(cè)量管的軸向長(zhǎng)度比徑向長(zhǎng)度長(zhǎng)，使得檢測(cè)電極位于勵(lì)磁結(jié)構(gòu)組件產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)中；測(cè)量電極組件包括檢測(cè)電極和絕緣套，兩對(duì)檢測(cè)電極位于測(cè)量管同一徑向截面，余下兩對(duì)檢測(cè)電極在相距一定軸向距離的另一徑向截面。本實(shí)用新型涉及的電磁相關(guān)流量測(cè)量傳感器工藝簡(jiǎn)單、可連續(xù)測(cè)量，制造成本低、體積小、重量輕，流量測(cè)量范圍寬、測(cè)量準(zhǔn)確，可在線測(cè)量的兩相流或多相流流量。
【IPC分類】G01F1-56
【公開號(hào)】CN204330035
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520031988
【發(fā)明人】孔令富, 杜勝雪, 李英偉, 孔維航, 王月明
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日