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申请/专利权人：郑州忠林智能科技有限公司

摘要：本发明涉及压差计量设备领域，特别是一种计量站用三压差三相流量计及配套的计量方法。旨在解决现有技术中流体状况测量困难的问题。本发明连接单个标准金属量器组，包括计量液压缸和控制计量液压缸内液流流向的换向管路组，换向管路组包括一个进口，一个出口和对称安装的两对四个控制管路启闭的控制器，每对控制器对应启闭以形成不同流向的回路，进口与单个标准金属量器连通，出口连接后续管路，计量液压缸连接有位置传感器和计时元件，在计量液压缸的两侧分别安装油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路。优点在于：测量精准，步骤简单，对工人技能要求低、成本低。

主权项：1.一种计量站用三压差三相流量计的计量方法，其是基于计量站用三压差三相流量计实施的，其特征在于：包括如下步骤：（1）管路换向间计量流量，活塞在计量液压缸内往复移动，计量液压缸内的内腔的半径为A，高度为C，活塞的厚度为D，单位时间t内的计量液压缸内活塞往复的次数为B，设定单位时间内流量为S，S=πA2（C-D）Bt；（2）压差测量；在活塞的对应位置安装3条压差显示计以对应三条管路，分别是，一条油水比例压差计量管路和两条气液比例压差计量管路，所述油水比例压差计量管路的一端处于所述计量液压缸对应活塞底部极限工位的上方处，另一端处于所述计量液压缸的中部H厘米处，第一气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞两个极限工位的上方，第二气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞两个极限工位的下方，设各计量结果为v兆帕，换算为代表的重力单位u克,在活塞缸处于上部极限位置时，阀门电路开启、油水比例压差计量管路上的压差计和第二气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值，当阀门活塞（9）处于下部极限位置时，阀门电路开启油水比例压差计量管路上的压差计和第一气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值；（3）计量油水比例；油水比例压差计量管路上的压差计的重力单位的重量值u1克，测量得计量液压缸内液体的密度Q=u1H*πA2，水占液体比例为X，HQ=X+0.8H-X；（4）计量气液比例：在活塞缸处于步骤（2）的相同位置时，触发开关控制重量相关气液比例压差计量管路工作，测得对应气液比例压差计量管路的压差计内部液体的重量值u2克，测量得出液位高K=u2Q*πA2，进而得出气体所占比例Y=（C-K）C；其中，计量站用三压差三相流量计，连接单个标准金属量器组，包括竖直安装的计量液压缸和控制计量液压缸内液流流向的换向管路组，所述换向管路组包括一个进口，一个出口和对称安装的两对四个控制管路启闭的控制器，每对控制器各与所述计量液压缸的一端相连通，瞬时每对控制器中之一与所述计量液压缸相连通而另一个控制器关闭，以形成不同流向的回路，所述进口与所述单个标准金属量器连通，出口连接后续管路，所述计量液压缸连接有位置传感器和计时元件,所述位置传感器和所述计时元件与单片机电路连接，在所述计量液压缸的两侧分别安装油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路；所述油水比例压差计量管路，包括两端连通所述计量液压缸不同位置的压差计，所述压差计为外部感知的重力式压差计；所述气液比例压差计量管路包括两条分别测量活塞（9）两个极限位置的气液比例显示元件，两条气液比例压差计量管路各自连接活塞（9）上、下极限位置的计量液压缸上下两端。

全文数据：计量站用三压差三相流量计及配套的计量方法技术领域本发明涉及单井形式的容积式计量站领域，特别是一种计量站用三压差三相流量计及配套的计量方法。背景技术计量站是油田的重要组成部分，通过计量站对油田生产情况的分析，可以及时了解没口油井的工作情况，同时被油田地质部门提供油藏工程资料。现阶段计量站的计量方式主要包括同时连接多组标准单元的计量方式和单一连接一个独立的油井的单井形式的计量站，而在实际的工作中，单井形式的计量站与多井形式的计量站主要区别在于流速和流量。现有技术中，不足之处主要在于，对油品的质量监控一直处于空白的位置，虽然也有单独的油品监控的工步，然而多为独立设备进行的独立工步，成本高，在计量站的相关设备中，缺少可以同时监控油液质量的设备。但是工作人员认为现有技术中，仍旧存在流量计内流体状况测量困难的不足之处：1.无法同时测量水油比例和气液比例，测量设备体积大，测量难度高；2.针对性高而而互换性低。发明内容本发明的目的就是为了解决现有技术中流体状况测量困难、测量过程繁琐复杂、测量设备庞杂、体积过大的问题。本发明的具体方案是：设计一种计量站用三压差三相流量计，连接单个标准金属量器组，包括竖直安装的计量液压缸和控制计量液压缸内液流流向的换向管路组，所述换向管路组包括一个进口，一个出口和对称安装的两对四个控制管路启闭的控制器，每对控制器各与所述计量液压缸的一端相连通，瞬时每对控制器中之一与所述计量液压缸相连通而另一个控制器关闭，以形成不同流向的回路，所述进口与所述单个标准金属量器连通，出口连接后续管路，所述计量液压缸连接有位置传感器和计时元件,所述位置传感器和所述计时元件与单片机电路连接，在所述计量液压缸的两侧分别安装油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路。所述油水比例压差计量管路，包括两端连通所述计量液压缸不同位置的压差计，所述压差计为外部感知的重力式压差计。所述气液比例压差计量管路包括两条分别测量活塞两个极限位置的气液比例显示元件，两条气液比例压差计量管路各自连接活塞再上、下极限位置的计量液压缸上下两端。所述单片机电路的输入端连接所述位置传感器、所述计时元件、所述油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路，所述单片机的输出端连接所述控制器。所述气液比例显示元件由压差计制成。所述位置传感器包括安装在单个标准金属量器上对应位置的接近开关。所述进口和所述出口所在的管路上设有连接法兰。本申请还涉及到的一种计量站用三压差三相流量计的计量方法，包括如下步骤：（1）管路换向间计量流量，活塞在计量液压缸内往复移动，计量液压缸内的内腔的半径为A，高度为C，活塞的厚度为D，单位时间t内的计量液压缸内活塞往复的次数为B，设定单位时间内流量为S，S=πA2（C-D）Bt；（2）压差测量；在活塞的对应位置安装3条压差显示计以对应三条管路，分别是，一条油水比例压差计量管路和两条气液比例压差计量管路，所述油水比例压差计量管路的一端处于所述计量液压缸对应活塞底部极限工位的上方处，另一端处于所述计量液压缸的中部A厘米处，第一气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞量个极限工位的上方，第二气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞两个极限工位的下方，设各计量结果为v兆帕，换算为代表的重力单位u克，u=50v49,在活塞缸处于上部或下部极限位置时，阀门电路开启、油水比例压差计量管路上的压差计和第二气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值，当阀门活塞（9）处于下部极限位置时，阀门电路开启油水比例压差计量管路上的压差计和第一气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值；（3）计量油水比例；油水比例压差计量管路上的压差计的重力单位的重量值u1克，测量得计量液压缸内液体的密度Q=u1A，水占液体流量比例为X，AQ=X+0.8A-X，（4）计量气液比例：在活塞缸处于步骤的相同位置时，触发开关控制重量相关气液比例压差计量管路工作，测得对应气液比例压差计量管路的压差计内部液体的重量值u2克，测量得出液位高K=u2Q，进而得出气体所占比例Y=C-KC。本发明的有益效果在于：采用同一套设备，依次测量管道流量、流体的油水比例和气液比例测量快速且精准，两条油水比例压差计量管路。整体的说，本申请的设计的混合式油、气、水三相流测量设备及方案，比起分离式测量相对结构简单一些，体积小一点，造价低一点，便于单井上的应用，适应大面积推广；法兰的设计便于设备整体的拆装，降低设备的维护保养的难度；两个气液比例显示计的设计可以适应两个活塞的极限工位，测量准确。附图说明图1是本发明结构的主视图；图2是本发明中油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路的安装示意图；图3是本发明中控制器输入端的示意图；图中各部件名称：1.第一电动锁紧阀；2.第二电动锁紧阀；3.第三电动锁紧阀；4.第四电动锁紧阀；5.法兰；6.第一电涡流接近开关；7.第二电涡流接近开关；8.活塞虚位；9.活塞；10.计量液压缸；11.油水比例压差计量管路；12.气液比例压差计量管路；13.控制器。具体实施方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1实施例1：一种计量站用三压差三相流量计，参见图1至图3，设计连接单个标准金属量器组，包括竖直安装的计量液压缸和控制计量液压缸内液流流向的换向管路组，所述换向管路组包括一个进口，一个出口和对称安装的两对四个控制管路启闭的控制器，每对控制器各与所述计量液压缸的一端相连通，瞬时每对控制器中之一与所述计量液压缸相连通而另一个控制器关闭，以形成不同流向的回路，所述进口与所述单个标准金属量器连通，出口连接后续管路，所述计量液压缸连接有位置传感器和计时元件,所述位置传感器和所述计时元件与单片机电路连接，在所述计量液压缸的两侧分别安装油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路。所述油水比例压差计量管路，包括两端连通所述计量液压缸不同位置的压差计，所述压差计为外部感知的重力式压差计。所述气液比例压差计量管路包括两条分别测量活塞两个极限位置的气液比例显示元件，两条气液比例压差计量管路各自连接活塞9上、下极限位置的计量液压缸上下两端。所述单片机电路的输入端连接所述位置传感器、所述计时元件、所述油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路，所述单片机的输出端连接所述控制器。所述气液比例显示元件由压差计制成。所述位置传感器包括安装在单个标准金属量器上对应位置的接近开关。所述进口和所述出口所在的管路上设有连接法兰5。本申请还涉及到的一种计量站用三压差三相流量计的计量方法，包括如下步骤：（1）管路换向间计量流量，活塞9在计量液压缸内往复移动，计量液压缸内的内腔的半径为A，高度为C，活塞9的厚度为D，单位时间t内的计量液压缸内活塞9往复的次数为B，设定单位时间内流量为S，S=πA2（C-D）Bt；（2）压差测量；在活塞9的对应位置安装3条压差显示计以对应三条管路，分别是，一条油水比例压差计量管路和两条气液比例压差计量管路，所述油水比例压差计量管路的一端处于所述计量液压缸对应活塞9底部极限工位的上方处，另一端处于所述计量液压缸的中部A厘米处，第一气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞9量个极限工位的上方，第二气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞9两个极限工位的下方，设各计量结果为v兆帕，换算为代表的重力单位u克，u=50v49,在活塞9缸处于上部或下部极限位置时，阀门电路开启、油水比例压差计量管路上的压差计和第二气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值，当阀门活塞9处于下部极限位置时，阀门电路开启油水比例压差计量管路上的压差计和第一气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值；（3）计量油水比例；油水比例压差计量管路上的压差计的重力单位的重量值u1克，测量得计量液压缸内液体的密度Q=u1A，水占液体流量比例为X，AQ=X+0.8A-X，（4）计量气液比例：在活塞9缸处于步骤（3）的相同位置时，触发开关控制重量相关气液比例压差计量管路工作，测得对应气液比例压差计量管路的压差计内部液体的重量值u2克，测量得出液位高K=u2Q，进而得出气体所占比例Y=C-KC。通过流体为气、水、油混合流体，从三相流计量器进口进入，假设，第一电动锁紧阀打开，第二电动锁紧阀锁紧，第三电动锁紧阀锁紧，第四电动锁紧阀打开，流体从进口流入，通过下管路进入第一电动锁紧阀，顶开阀门，进入油缸下端口，流体通过油缸下端口进入，推动活塞9向上运动，当活塞9到达油缸上顶端时，第二电涡流接近开关感应后将信号传送给控制器，控制器发换向控制指令，第一电动锁紧阀1锁紧，第二电动锁紧阀2打开，第三电动锁紧阀3打开，第四电动锁紧阀4锁紧，完成换向，流体从进口流入，经右管路向进入第二电动锁紧阀，顶开阀门，流体通过上管路进人油缸上端入口，（这时因第四电动锁紧阀锁紧，流体不能通过，只能从油缸上端口进入。）活塞9向下运动，活塞9下端的流体，通过油缸下端口流入下管路，顶开第三电动锁紧阀，进入左管路，从出口流出，当活塞9到达油缸下顶端时，第一电涡流接近开关6感应后将信号传送给控制器，控制器发换向控制指令，第二电动锁紧阀2锁紧，第一电动锁紧阀1打开，第四电动锁紧阀打开，第三电动锁紧阀3锁紧，重复上述动作，往复运动如此工作。下面给出具体算法实施例：算法：（1）当安装A差压计高度600mm，计量液压缸高度为1100mm时，由于水密度1克，油密度0.8克，假设：测量压差值50克，（若纯水应是60克，纯油48克。）油、水混合密度Q为=0.833333克。计算油、水比例：设水占X，油占（600-X），得方程：600＊0.83333=X+（600-X）0.8，解方程，水=x=100，油=（600-x）=500，油、水比例15，1分水，5分油，各占总体比例：水占16，油占56.继续气，液比例计算：假设，差压计测得压差为80克，液位高应是：设液位高Kcm,得方程：0.83333K=80，解方程K=96cm，液位高96cm，油缸高110cm,气体占110-96=14cm，气、液比1496=748，占总体比，气，14110,液96110。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种计量站用三压差三相流量计，其特征在于：连接单个标准金属量器组，包括竖直安装的计量液压缸和控制计量液压缸内液流流向的换向管路组，所述换向管路组包括一个进口，一个出口和对称安装的两对四个控制管路启闭的控制器，每对控制器各与所述计量液压缸的一端相连通，瞬时每对控制器中之一与所述计量液压缸相连通而另一个控制器关闭，以形成不同流向的回路，所述进口与所述单个标准金属量器连通，出口连接后续管路，所述计量液压缸连接有位置传感器和计时元件,所述位置传感器和所述计时元件与单片机电路连接，在所述计量液压缸的两侧分别安装油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路。2.如权利要求1所述的计量站用三压差三相流量计，其特征在于：所述油水比例压差计量管路，包括两端连通所述计量液压缸不同位置的压差计，所述压差计为外部感知的重力式压差计。3.如权利要求1所述的计量站用三压差三相流量计，其特征在于：所述气液比例压差计量管路包括两条分别测量活塞（9）两个极限位置的气液比例显示元件，两条气液比例压差计量管路各自连接活塞（9）上、下极限位置的计量液压缸上下两端。4.如权利要求1所述的计量站用三压差三相流量计，其特征在于：所述单片机电路的输入端连接所述位置传感器、所述计时元件、所述油水比例压差计量管路和气液比例压差计量管路，所述单片机的输出端连接所述控制器。5.如权利要求4所述的计量站用三压差三相流量计，其特征在于：所述气液比例显示元件由压差计制成。6.如权利要求1所述的计量站用三压差三相流量计，其特征在于：所述位置传感器包括安装在单个标准金属量器上对应位置的接近开关。7.如权利要求1所述的计量站用三压差三相流量计，其特征在于：所述进口和所述出口所在的管路上设有连接法兰（5）。8.一种计量站用三压差三相流量计的计量方法，包括如下步骤：（1）管路换向间计量流量，活塞在计量液压缸内往复移动，计量液压缸内的内腔的半径为A，高度为C，活塞的厚度为D，单位时间t内的计量液压缸内活塞往复的次数为B，设定单位时间内流量为S，S=πA2（C-D）Bt；（2）压差测量；在活塞的对应位置安装3条压差显示计以对应三条管路，分别是，一条油水比例压差计量管路和两条气液比例压差计量管路，所述油水比例压差计量管路的一端处于所述计量液压缸对应活塞底部极限工位的上方处，另一端处于所述计量液压缸的中部A厘米处，第一气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞量个极限工位的上方，第二气液比例压差计量管路的两端分别处于活塞两个极限工位的下方，设各计量结果为v兆帕，换算为代表的重力单位u克，u=50v49,在活塞缸处于上部或下部极限位置时，阀门电路开启、油水比例压差计量管路上的压差计和第二气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值，当阀门活塞（9）处于下部极限位置时，阀门电路开启油水比例压差计量管路上的压差计和第一气液比例压差计量管路的压差计记录压差数值；（3）计量油水比例；油水比例压差计量管路上的压差计的重力单位的重量值u1克，测量得计量液压缸内液体的密度Q=u1A，水占液体流量比例为X，AQ=X+0.8A-X，（4）计量气液比例：在活塞缸处于步骤的相同位置时，触发开关控制重量相关气液比例压差计量管路工作，测得对应气液比例压差计量管路的压差计内部液体的重量值u2克，测量得出液位高K=u2Q，进而得出气体所占比例Y=C-KC。

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