一种用于测量油田注水井流量的外流式电磁流量计的制作方法

1.本发明涉及油田采油技术领域，具体涉及一种用于测量油田注水井流量的外流式电磁流 量计。


背景技术：

2.油田在作业时，由于井下压力不够，需要对油田注水，通过注水井实现对油层注水增压， 在注水的过程中，需要控制注水量，以保证采油作业能正常操作，在高压的注水井下管道内， 由于电磁流量测量装置中，线圈和电极所在的外壳侧壁非常薄，在高压的情况下，会造成在 线圈和电极处的外壳被压扁，增加外壳厚度又会无法通过配水器内部通道,并且增加外壳的厚 度,会影响线圈产生的磁场的信号接收,因此,会导致一般装置难以测量注水井的流量。


技术实现要素：

3.因此发明了一种用于测量油田注水井流量的外流式电磁流量计，在井下可以耐高压、可 以在狭小管道内有效测量注入水流量的装置，采用油压与水压平衡巧妙的解决了压力平衡的 问题和测量读取数据的问题。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.一种用于测量油田注水井流量的外流式电磁流量计，包括外壳，所述外壳的内部设有中 空的通道，所述通道内自上而下依次设有第一插头、平衡油囊、线圈、电极、集成电路板以 及第二插头；
6.所述外流式电磁流量装置通过所述第一插头和第二插头与用于对注水井进行测量和/或 调试和/或验封的外接设备连接；
7.所述第一插头的下端连接有通信/定位模块；
8.所述通信/定位模块的下端设置有上过线密封装置，所述电极的下端设置有下过线密封装 置；
9.所述外壳上设置有若干水流孔，若干所述水流孔通过设置在所述外壳内部的环形的水流 通道连通，所述水流通道位于所述平衡油囊的外侧；
10.所述平衡油囊用于平衡所述水流通道内的水压，且所述上过线密封装置和下过线密封装 置之间设有与所述平衡油囊配合的平衡油液；
11.所述线圈用于产生磁场；
12.所述电极用于接收水流磁场所产生的流量信号；
13.所述集成电路板用于对电极接收的信号进行放大并计算。
14.作为优化，所述上密封装置包括上密封圈和上密封塞。
15.作为优化，所述下密封装置包括下密封圈和下密封塞。
16.作为优化，所述平衡油囊包括环形凹槽板以及与所述环形凹槽板匹配的软皮囊，且所述 环形凹槽板的底部设有若干通孔，所述环形凹槽板固定连接在所述软皮囊的内侧，
所述软皮 囊延伸出所述环形凹槽板的部分固定连接在水流孔正对的水流通道内部的侧壁上，使得所述 环形凹槽板形成密封的环形凹槽。
17.作为优化，所述线圈固定连接在所述通道的内侧壁上,所述电极的信号收集端位于所述外 壳的外部，所述电极的信号传输端位于所述外壳的内部，且所述电极的信号传输端与所述集 成电路板电连接。
18.作为优化，所述上密封塞和下密封塞之间设置有中间密封塞，所述上密封塞、中间密封 塞和下密封塞的中心设有导线，所述通信/定位模块通过所述导线与集成电路板连接。
19.作为优化，还包括用于检测外部水压的压力计，所述压力计设置在通道内部，所述压力 计位于所述下密封装置与集成电路板之间，且所述压力计通过导线与集成电路板连接。
20.作为优化，所述集成电路板包括外流式励磁驱动模块、同步模块、中央控制中心、前级 放大电路、滤波电路、后级放大电路、a/d信号采集单元以及存储单元，所述线圈通过所述 外流式励磁驱动模块与同步模块连接，所述电极依次通过所述前级放大电路、滤波电路、后 级放大电路、a/d信号采集单元和所述中央控制中心连接，所述同步模块还与所述a/d信号 采集单元以及中央控制中心连接，所述中央控制中心还与所述存储单元连接。
21.作为优化，所述电磁流量装置的两端均安装有扶正器。
22.作为优化，所述线圈的轴线与所述电极的信号接收端的轴线平行同轴设置。
23.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
24.1.本发明通过设计和实用结构的融合设计，将第一插头、上过线密封装置、平衡油囊、 线圈、电极、下过线密封装置、压力计、集成电路板、第二插头，实现仪器的小型化，在高 压的地下注水井中实现精确测量流量的目的。
25.2.通过外壳的水流孔，将水压引入流量装置内，与平衡油囊的硅油的油压平衡，起到在 不断变化的水压条件下平衡压力。
26.3.通过内部过线通道，实现通信导线(电线)的内部过线，保证仪器两端可以正常通信， 与上下两端的仪器实现连接和信号传输。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是 对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
28.图1为本发明所述的一种用于测量油田注水井流量的外流式电磁流量计的结构示意图；
29.图2为图1中a的放大结构示意图；
30.图3为图2中b的放大结构示意图。
31.附图中标记及对应的零部件名称：
32.1-第一插头，2-上过线密封装置，2a-上密封圈，2b-上密封塞，3-平衡油囊，3a-环形凹 槽板，3b-软皮囊，4-外壳，4a-水流孔，4b-水流通道，5-线圈，6-电极，7-下过线密封装
3b延伸出环形凹槽板3a的部分固定连接在水流孔正对的水流通道4b内部的侧壁上，使得环 形凹槽板3a形成密封的环形凹槽。当水压大于流量装置内部的压力时，水流通道中的水压挤 压软皮囊，将水压通过环形凹槽板引入流量装置内部，由于环形凹槽板的底部设有若干通孔， 当水压挤压软皮囊时，挤压环形凹槽板内的平衡油液向通道内移动，对外部水压的压力进行 抵消，达到与平衡油液的油压平衡的效果，起到在不断变化的水压条件下平衡压力的作用， 缓解对水流通道壁的压力，环形凹槽板可以为金属板，金属板的抗压性较好。
39.本实施例中，上密封塞2b和下密封塞7b之间设置有中间密封塞12，上密封塞2b、中间 密封塞12和下密封塞7b的中心设有导线，通信/定位模块11通过导线与集成电路板9连接。 上密封塞、中间密封塞和下密封塞可以一体成型，导线从密封塞的中间经过，实现通信导线 的内部过线，保证装置两端可以正常通信，与上下两端的装置实现连接和信号传输。
40.本实施例中，还包括用于检测外部水压的压力计8，压力计8设置在通道内部，压力计8 位于下密封装置7与集成电路板9之间，且压力计8通过导线与集成电路板9连接。
41.这样，压力计的探头与外界连通，通过密封塞进行密封，防止外界的水进入装置内部。
42.本实施例中，集成电路板9包括外流式励磁驱动模块、同步模块、中央控制中心、前级 放大电路、滤波电路、后级放大电路、a/d信号采集单元以及存储单元，线圈5通过外流式 励磁驱动模块与同步模块连接，电极6依次通过前级放大电路、滤波电路、后级放大电路、a/d信号采集单元和中央控制中心连接，同步模块还与a/d信号采集单元以及中央控制中心 连接，中央控制中心还与存储单元连接。
43.这样，采用外流式励磁驱动模块，使得励磁磁场均匀分布于流量装置和流道的环形空间； 电极感应到的信号通过前级放大电路进行初步放大，然后通过滤波电路对信号中的杂质进行 清除，再通过后级放大电路对滤波后的信号进行放大，a/d信号采集单元对放大后的信号进 行采集，中央控制中心通过控制同步模块使得励磁驱动模块和a/d信号采集单元的硬同步。
44.本实施例中，电磁流量装置的两端均安装有扶正器。
45.这样，可以保证电磁流量装置始终能够垂直工作，防止电磁流量装置在测量时晃动。
46.当然，根据实际的操作，还可以增加其他模块设置在上过线密封装置的上端或者下密封 装置的下端。
47.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。