专利名称：基于自动补偿靶式流量计的测控方法
技术领域：
本发明涉及一种基于自动补偿靶式流量计的测控方法。
背景技术：
在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。泥浆工艺技术已成为现代油气钻井工程的重要组成部分。国内外大量研究资料表明泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等直接关系到钻井成本，甚至影响到钻井成败的重要作用。钻井实践也证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理措施是否妥当，直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。因此，对泥浆性能参数进行实时的监测就显得很重要。钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称钻井泥浆或简称为泥浆(Muds)，本文将钻井液简称为泥浆。泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等作用。如今泥浆工艺技术已成为油气钻井工程的重要组成部分。钻井实践表明，泥浆性能的好坏，使用、维护措施是否妥当直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。近40年来，国内外大量室内和工业现场试验研究证明，在一般情况下，固相含量增加会导致泥浆的密度、粘度、切力、泥饼厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而这些性能的变化将会明显降低钻速、增加钻头用量、甚至有可能增加井漏、气侵、卡钻等情况，使得钻井成本大幅度上升。泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、设备构成了一整套泥浆循环系统。在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、泥浆工艺技术是现代油气钻井工程的重要组成部分。泥浆在钻井过程中有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头及钻具、传递水动力等几方面的作用。钻井实践证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理是否得当，直接关系到钻井的机械钻速、钻头寿命、井下问题、地面设备磨损、泥浆费用以及整个钻井综合成本，甚至关系到钻井的成败。因此，很有必要对泥浆性能参数进行实时的测量、反馈，以便及时发现问题。靶式流量计与差压式流量计相比，它的流量系数趋于常数的临界雷诺数较小，因此适合于测量粘度较大的液体的流量，例如泥浆粘度。但一般的靶式流量计的流量与测试信号(力)之间的关系是非线性的，这就给使用带来很大的不便，并且限制了流量计的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于自动补偿靶式流量计的测控方法，该基于自动补偿靶式流量计的测控方法除了保证输出电量与被测流量之间为线性关系外，还有较好的动态性能和较高的测试精度。本发明的目的通过下述技术方案实现:基于自动补偿靶式流量计的测控方法，包括以下步骤:(a)液体流经管道的过程中，对设置在摆杆一端的靶形成推力；(b)靶带动摆杆形成偏移，位置传感器测量到该偏移量，并传给控制器；(C)控制器根据预先设置的参数，输出控制信号到电压电流转换器和开关网络；(d)电压电流转换器和开关网络将控制信号转换以后传给电磁控制元件，进而通过电磁控制元件保证输出电量与被测流量之间为线性关系。本发明所用的自动补偿靶式流量计，主要由管道、以及一端贯穿设置在管道内部的摆杆构成，所述摆杆位于管道内部的一端安装有靶，其另一端安装有电磁控制元件。所述电磁控制元件上连接有控制器，所述控制器的另一端连接在摆杆上。所述控制器与电磁控制元件之间还并联有电压电流转换器和开关网络。所述控制器与摆杆之间还设置有位置传感器。综上所述，本发明的有益效果是:除了保证输出电量与被测流量之间为线性关系夕卜，还有较好的动态性能和较高的测试精度。
图1为本发明所用的流量计的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例:本发明涉及的基于自动补偿靶式流量计的测控方法，包括以下步骤:(a)液体流经管道2的过程中，对设置在摆杆3 —端的靶I形成推力；(b)靶I带动摆杆3形成偏移，位置传感器5测量到该偏移量，并传给控制器6 ；(C)控制器6根据预先设置的参数，输出控制信号到电压电流转换器7和开关网络8 ；(d)电压电流转换器7和开关网络8将控制信号转换以后传给电磁控制元件4，进而通过电磁控制元件4保证输出电量与被测流量之间为线性关系。本发明所用的流量计如图1所示，主要由管道2、以及一端贯穿设置在管道2内部的摆杆3构成，所述摆杆3位于管道2内部的一端安装有靶1，其另一端安装有电磁控制元件4。所述电磁控制元件4上连接有控制器6，所述控制器6的另一端连接在摆杆3上。所述控制器6与电磁控制元件4间还并联有电压电流转换器7和开关网络8。所述控制器6与摆杆3之间还设置有位置传感器5。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.基于自动补偿靶式流量计的测控方法，其特征在于，包括以下步骤: (a)液体流经管道(2)的过程中，对设置在摆杆(3)—端的靶(I)形成推力； (b)靶(I)带动摆杆(3)形成偏移，位置传感器(5)测量到该偏移量，并传给控制器(6)； (c)控制器(6)根据预先设置的参数，输出控制信号到电压电流转换器(7)和开关网络(8)； (d)电压电流转换器(7)和开关网络(8)将控制信号转换以后传给电磁控制元件(4)，进而通过电磁控制元件(4)保证输出电量与被测流量之间为线性关系。
全文摘要
本发明公开了一种基于自动补偿靶式流量计的测控方法，包括(a)液体流经管道的过程中，对设置在摆杆一端的靶形成推力；(b)靶带动摆杆形成偏移，位置传感器测量到该偏移量，并传给控制器；(c)控制器根据预先设置的参数，输出控制信号到电压电流转换器和开关网络；(d)电压电流转换器和开关网络将控制信号转换以后传给电磁控制元件，进而通过电磁控制元件保证输出电量与被测流量之间为线性关系。本发明除了保证输出电量与被测流量之间为线性关系外，还有较好的动态性能和较高的测试精度。
文档编号G01F15/02GK103105208SQ20111037016
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者吕宪冬 申请人:吕宪冬