专利名称：井口流量传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种井口流量传感器，属于容积式流量仪表，也称正排量流 量仪表。
技术背景
目前，各大油田采油井的单井计量方式大多采用人工计量站手工计量，劳动 强度大，效率低，计量数据少、时间短，数据代表性差；还有些采用容积式流量 仪表进行计量，在运行中又产生许多问题由于原油粘度较高，含蜡、含砂，经 常造成仪表停转，如果巡井人员不能及时发现，有可能造成管道压力增大，产生 安全隐患，严重的造成安全事故，影响油井及人员安全；计量仪表一旦停转，由 于普通员工无法进行拆卸，需安排相应仪表人员进行维护，使得油田仪表工陷于 简单维护工作而消耗大量精力；为得到每口井的定期计量数据，巡井人员不得不 频繁往返于极其分散的各油井之间。目前，油田都尽量将相距较近的油井通过管 道引入计量间，减少人员劳动强度，增加劳动效率，有效防止安全隐患。但这会 增加大量基础建设投资，而且对部分极为分散的油井进行集中计量投资过大，可 行性较差。也不符合国家节能降耗的方针政策，而且，人工抄表也不符合现代化 企业实行自动化管理的要求。 发明内容:
本实用新型就是针对以上现实存在的问题，提供一种计量精确、维护简单、 智能抄表、智能报警的新型井口计量流量传感器。 本实用新型采用的技术方案
井口流量传感器具有一计量腔本体，计量腔本体上安装有信号发生器、后 盖和电子表头；所述的计量腔本体包括一计量腔壳体，计量腔壳体上有流体进口 和出口，计量腔壳体内有三个圆形计量室，每个圆形计量室内均安装有一转子， 其中两个为刮板类排量转子、 一个为阻漏转子，排量转子和阻漏转子间以及各个 转子和圆形计量室间分别为平面和圆柱曲面两种啮合面，排量转子和阻漏转子 间、各个转子和圆形计量室相互间隙控制在0. 04--0. 06mm，每个转子两端各有 一片轴承盖板支撑，转子轴末端从轴承盖板中伸出，阻漏转子齿轮安装在阻漏转子轴末端，排量转子齿轮安装在排量转子轴末端，阻漏转子齿轮同时和两个排量 转子齿轮相互啮合，通过这样齿轮传动结构使三转子保持同步旋转，阻漏转子圆 心分别和两个排量转子的圆心所形成的两条连心线相互成90°夹角，排量转子 齿轮的齿数是阻漏转子齿轮的齿数的一半，模数相同，阻漏转子的转速是两个排 量转子转速的一半；
所述的信号发生器由安装在阻漏转子上的磁钢和安装在壳体上的磁敏传感
器组件组成，磁钢是N极、S极交替成对安装在阻漏转子的圆弧密封面上，磁敏 传感器采用零功耗韦根传感器；
所述的计量腔本体上安装有安全溢流阀，所述的安全溢流阀由阀体、阀芯、 压縮弹簧组成，阀体安装于计量腔本体上的计量腔后盖上，阀体内有流通腔，流 通腔的进口开孔与计量腔本体的流体进口联通，流通腔的出口开孔与计量腔本体 的流体出口联通，阀体一侧开有一通孔，阀芯通过通孔插入流通腔中并正好堵住 流通腔的出口开孔；压縮弹簧套装在阔芯上，压縮弹簧一端抵在阀体上，另一端 与阀芯接触连接。
所述的计量腔本体上安装有摇柄机构，所述的摇柄机构由摇柄轴、卡爪、密 封圈、压縮弹簧、安装座、压盖组成，所述的安装座安装于计量腔壳体上，安装 座上有弹簧槽，弹簧槽内容置有弹簧，所述的弹簧槽外安装有压盖，所述的摇柄 轴穿过压盖、弹簧槽内的弹簧及计量腔壳体上的开孔伸入到计量腔壳体内，摇柄 轴上有限位块，弹簧套装在摇柄轴外， 一端顶在弹簧槽，另一端顶在限位块上， 摇柄轴前端安装有卡爪，卡爪上有凸台与阻漏转子轴上的同步齿轮上槽口相对 应；摇柄轴摇柄轴的外端有手柄。
所述的电子表头内包括有电子控制板、显示模块、远程通讯模块；电子控制 板连接到计量腔壳体上的磁敏传感器。
本实用新型的设计思路和工作原理
井口流量传感器的计量腔本体(1)采用一个内室为圆柱形的腔体和三个同 步旋转的特殊转子组成。当流体流进腔体时，进出口压差推动转子同步转动，转 子每转一周排出相同体积的流体，安装在转子上的信号发生器(6)将转子转动 的次数转换成电信号，提供给智能电子表头(20)进行运算。在同步旋转的任意 位置，计量腔内室、阻漏转子和至少一个排量转子间形成一个连续的毛细密封层，相互之间没有金属接触，也就不会产生磨损，以保持精度的长久不变；流体流入 计量腔内室产生的动力与转子的表面垂直，且在安装中保证转子轴处于水平位 置，这样就不会有轴向力的产生，转子可自动寻定上下盖板中心位置，极大减少 了转子与上下盖板的金属磨损，延缓了金属的疲劳和变形。其非磨损设计、毛细 密封层设计以及独特的旋转设计保证了仪表的精度、寿命和工作可靠性。
刮板式转子设计以及毛细密封层间的微小间隙可有效防止杂质进入毛细密 封层，而是被刮板式排量转子(3)刮向出口，极大避免容积式流量仪表不能容 纳稍大杂质，容易卡表停转的弊病。
即使仪表一旦发生卡表停转，智能电子表头(20)也能进行自我诊断，远程 通信模块(23)及时通过GSM、 GPRS网络将报警信息通知油田网络管理中心； 中心接获报警后，指派附近工作人员前往确认故障原因；如果工作人员赶到之前， 管道里压力升高，达到安全溢流阀(9)设计开启范围时，安全溢流阀(9)打开 泄压，防止压力继续积聚，产生安全隐患。
工作人员赶到现场，如确认为仪表停转，也无需请求专业仪表人员前往，在 不拆卸零部件的情况下，只需将摇柄机构(13)的摇柄轴(14)向里推进，使卡 爪(15)上凸台和阻漏转子轴上的同步齿轮(4)上槽口相对应卡入，然后往复 摇动摇柄几圈，排出杂质。然后放开摇柄，摇柄轴(14)在弹簧的作用下向外复 位，使卡爪(15)和阻漏转子轴上的同步齿轮(4)脱离。仪表工作即可恢复正 常。摇柄机构(13)设计使卡表故障排除异常简单，任何人几分钟就可排除故障、 恢复正常运行。
考虑到采油井均分散分布在野外，缺乏供电条件，信号发生器(6)采用零 功耗韦根传感器，以适应智能电子表头(20)的微功耗设计要求。磁钢(7)的N 极、S极交替安装设计，可防止转子抖动可能产生的误信号，进一步保证计量 精度。
为适应自动化管理要求，智能电子表头(20)可通过远程通信模块(23)采 用GSM、 GPRS方式与远程网络管理中心实现远程无线通讯，可按程序设定定时与 远程网络管理中心通讯，提供日报、月报等计量数据，供中心日常统计汇总；也 可根据远程网络管理中心发出的査询指令提供实时数据，实现实时数据采集；还 可实现故障报警，最大限度减少对生产的影响。本实用新型的优点
本实用新型所提供的一揽子设计方案具有极高的测量精度、极其简单的故障 排除、智能化的故障报警、远程自动化的数据采集，以及可靠性高的优点。是在 国家提倡节能降耗大背景下油田单井计量极为理想的计量仪表。若在本行业推广 普及，能够极大的节约人力和资金。
图1是本实用新型井口流量传感器的整体结构示意图主视图； 图2是本实用新型井口流量传感器的整体结构示意图左视图； 图3是本实用新型井口流量传感器的安全溢流阀的结构示意图； 图4是本实用新型井口流量传感器的摇柄机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1、 2所示；
本实用新型井口流量传感器包括计量腔本体1、信号发生器6、安全溢流阀
9、摇柄机构13、带无线远传通讯功能的智能电子表头20。流体由进口流入计量 腔本体1，计量腔本体1采用一个内室为圆柱形的腔体和三个同步旋转的特殊转 子组成。当流体流进腔体时，排量转子3靠进出口压差推动，通过各转子轴上同 步齿轮4、 5带动阻漏转子2往复旋转，每转一圈排出等同于计量腔腔体体积量 的流体体积；安装在阻漏转子2上的信号发生器6将转子转动的次数转换成电信 号，提供给智能电子表头20进行运算。
智能电子表头20将脉冲数进行计算，转换为瞬时流量和累积流量，在液晶 显示屏22上进行显示；并可按照程序设定周期，通过远程通信模块23采用GSM、 GPRS方式与远程网络管理中心实现远程无线通讯联络，定时与远程网络管理中 心通讯，提供日报、月报等累积计量数据，供中心日常统计汇总；当远程网络管 理中心发出査询指令时，也及时将当前实时数据反馈给管理中心，实现远程互动。
当仪表发生故障时，智能电子表头20检测到流量发生异常，比如设定时间 内都没有采集到信号发生器6发出的正负脉冲无流量信号，或压力传感器压力超 过某个警戒值时，自动启动报警程序，通过远程通信模块23将报警信息发往管 理中心，等待人工干预。
在工作人员来到之前，如果管道内压力升高，达到安全溢流阀9设计开启范围时，进口压力将推动安全溢流阀9的阀芯(11)克服弹簧阻力，在进出口处形成 一条旁路通道，从而减小进口管道压力，防止压力长时间积聚，产生安全隐患。 工作人员来到现场后，如确认为仪表停转，可在不拆卸任何零部件的情况下， 只需将摇柄机构13的摇柄轴14向里推进，使卡爪15上凸台和阻漏转子轴上的 同步齿轮4上槽口相对应卡入，然后往复摇动摇柄几圈，排出杂质。然后放开摇 柄，摇柄轴14在弹簧的作用下向外复位，使卡爪15和阻漏转子轴上的同步齿轮 4脱离。仪表工作即可恢复正常。
权利要求1、井口流量传感器，其特征在于具有一计量腔本体、计量腔本体上安装有信号发生器、后盖、电子表头；所述的计量腔本体包括一计量腔壳体，计量腔壳体上有流体进口和出口，计量腔壳体内有三个圆形计量室，每个圆形计量室内均安装有一转子，其中两个为刮板类排量转子、一个为阻漏转子，排量转子和阻漏转子间以及各个转子和圆形计量室间分别为平面和圆柱曲面两种啮合面，排量转子和阻漏转子间、各个转子和圆形计量室相互间隙控制在0.04-0.06mm，每个转子两端各有一片轴承盖板支撑，转子轴末端从轴承盖板中伸出，阻漏转子齿轮安装在阻漏转子轴末端，排量转子齿轮安装在排量转子轴末端，阻漏转子齿轮同时和两个排量转子齿轮相互啮合，通过这样齿轮传动结构使三转子保持同步旋转，阻漏转子圆心分别和两个排量转子的圆心所形成的两条连心线相互成90°夹角，排量转子齿轮的齿数是阻漏转子齿轮的齿数的一半，模数相同，阻漏转子的转速是两个排量转子转速的一半。
2、 根据权利要求1所述的井口流量传感器，其特征在于所述的信号发生器由 安装在阻漏转子上的磁钢和安装在壳体上的磁敏传感器组件组成，磁钢是N 极、S极交替成对安装在阻漏转子的圆弧密封面上，磁敏传感器采用零功耗 传感器。
3、 根据权利要求1所述的井口流量传感器，其特征在于所述的计量腔本体上 安装有安全溢流阀，所述的安全溢流阀由阀体、阀芯、压缩弹簧组成，阀体 安装于计量腔本体上的计量腔后盖上，阀体内有流通腔，流通腔的进口开孔 与计量腔本体的流体进口联通，流通腔的出口开孔与计量腔本体的流体出口 联通，阀体一侧开有一通孔，阀芯通过通孔插入流通腔中并正好堵住流通腔 的出口开孔；压缩弹簧套装在阀芯上，压縮弹簧一端抵在阀体上，另一端与 阀芯接触连接。
4、 根据权利要求l所述的井口流量传感器，其特征在于所述的计量腔本体上 安装有摇柄机构，所述的摇柄机构由摇柄轴、卡爪、密封圈、压缩弹簧、安 装座、压盖组成，所述的安装座安装于计量腔壳体上，安装座上有弹簧槽， 弹簧槽内容置有弹簧，所述的弹簧槽外安装有压盖，所述的摇柄轴穿过压盖、 弹簧槽内的弹簧及计量腔壳体上的开孔伸入到计量腔壳体内，摇柄轴上有限位块，弹簧套装在摇柄轴外， 一端顶在弹簧槽，另一端顶在限位块上，摇柄 轴前端安装有卡爪，卡爪上有凸台与阻漏转子轴上的同步齿轮上槽口相对应; 摇柄轴的外端有手柄。
5、根据权利要求1所述的井口流量传感器，其特征在于所述的电子表头内包 括有电子控制板、显示模块、远程通讯模块；电子控制板连接到计量腔壳体上的磁敏传感器，远程通信模块可以与远程网络管理中心实现远程无线通讯。
专利摘要本实用新型涉及一种井口流量传感器，属于容积式流量仪表。包括计量腔本体、信号发生器、安全溢流阀、摇柄机构、智能电子表头。计量腔本体采用一个内室为圆柱形的腔体和三个同步旋转的特殊转子组成。其非磨损设计、毛细密封层设计以及独特的旋转设计保证了仪表的精度、寿命和工作可靠性。仪表发生卡表停转，智能电子表头时可进行自我诊断，并将报警信息通知油田网络管理中心；当管道压力升高，安全溢流阀打开泄压，防止压力积聚；工作人员可在不拆卸零部件的情况下，利用摇柄机构排出杂质，恢复仪表正常运行。本实用新型就是专为油田单井自动化计量提供的一揽子设计方案，具有极高的测量精度、极其简单的故障排除、智能化的故障报警、远程自动化的数据采集，以及可靠性高的优点。
文档编号E21B47/00GK201310343SQ20082021141
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者周守泉, 宏 陈 申请人:合肥宏峰仪表制造有限公司