一种可调锥形流量计

1.本实用新型涉及锥形流量计技术领域，具体为一种可调锥形流量计。


背景技术：

2.锥形流量计是一种高精度流量计，广泛应用于页岩气计量中，其工作原理是：流体流过节流件时，部分静压能转变为动能，产生压差，结合已知的流体条件、管道条件，运用伯努利定理和流动连续性方程求得流量。基本的流量方程为：
[0003][0004]
式中：qm质量流量，qv体积流量，c流出系数，β等效直径比，ρ流体工况密度，δp压力差，d管道内径，d锥体最大横截面直径，ε气体可膨胀系数。
[0005]
但常规的锥形流量计不能很好适应气井流量变化快的情况，在流量大时，流体经过锥形结构会存在谐振问题，影响测量精度，在流量小时，会出现计量偏差大、计量不准的问题。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型提供了一种结构简单，测量准确，可自动调整测量范围的锥形流量计，通过支撑环的固定，减小锥体振动，利用可滑动套筒覆盖锥体，改变等效直径比，进而改变测量范围，以解决上述背景技术提出的问题。
[0007]
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0008]
一种可调锥形流量计，包括测量管体1、锥形体2、正取压管3、负取压管4、电机5、套筒6、支撑环7、正取压阀8、负取压阀9、差压变送器10、流量积算仪11、控制器12、温度变送器13、引压管14。
[0009]
优选的，所述测量管体1上设有正取压管3与负取压管4。
[0010]
优选的，所述正取压阀8一端与正取压管3连接，一端与所述差压变送器10的正压导压口连接。
[0011]
优选的，所述负取压阀9一端与负取压管4连接，一端与所述差压变送器10的负压导压口连接。
[0012]
优选的，所述引压管14一端与负取压管4连接并连通，一端贯穿锥形体2。
[0013]
优选的，所述支撑环7与引压管14固定连接，螺纹连接在测量管体1内壁上，以使锥形体2的中心线与测量管体1的轴线保持重合，为锥形体2提供支撑力。
[0014]
优选的，所述支撑环7，锥形体2、负取压管4、引压管14外表面均设有防腐涂层。
[0015]
优选的，所述的差压变送器10的输出端与所述流量积算仪11、控制器12连接。
[0016]
优选的，所述温度变送器13的测量端设置于所述测量管体1内位于所述套筒6的后方，所述的温度变送器13的输出端与所述流量积算仪11连接。
[0017]
优选的，所述控制器12设在测量管体1上，内设有接收模块121、处理器122和驱动
器123，所述接收模块121接收差压变送器10的信号，所述处理器122电性输入连接接收模块121，电性输出连接驱动器123，所述驱动器123电性输出连接电机5。
[0018]
优选的，所述套筒6外壁上沿轴向设有齿条601，所述电机5输出轴上设有与所述齿条601啮合的齿轮602，通过驱动齿轮602和齿条601的配合，可带动套筒6向前移动覆盖锥形体2。
[0019]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
[0020]
1、本实用新型通过可滑动套筒可精确测量小流量范围，不用替换流量计，降低人工运营成本。
[0021]
2、本实用新型通过支撑环减少锥形体振动对测量的影响，提高测量精度。
[0022]
3、本实用新型通过控制器接收差压变送器信号，驱动电机让齿轮齿条工作，从而自动移动套筒覆盖锥形体，方便安全。
附图说明
[0023]
图1是本实用新型实施例中的可调锥形流量计结构示意图
[0024]
图2是本实用新型实施例中套筒覆盖锥形体结构示意图
[0025]
图3是本实用新型实施例中支撑环结构示意图
[0026]
图4是本实用新型实施例中控制器系统框架图
[0027]
图5是本实用新型实施例中套筒结构示意图
具体实施方式
[0028]
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。
[0029]
实施例
[0030]
本实用新型提供如下技术方案：测量管体流量足够大，锥形体压差足够高，流量计像普通v锥流量计一样工作，套筒不向前移动，当测量管体流量下降到预设值以下，压差δp下降到仪表的可测量范围以下，差压变送器输出信号到控制器，控制器接收到差压变送器传来信号后，控制电机，驱动齿轮齿条，带动套筒向前移动覆盖锥形体，减小了锥体周围流线的内径，并使压差移回到可测量范围。
[0031]
如图1所示可调锥形流量计，包括用于湿气流动的测量管体1，测量管体1内设置有用于形成压差的锥形体2，所述测量管体1上设有正取压管3与负取压管4，所述正取压管3与正取压阀8连接，正取压阀8与差压变送器10的正压导压口连接，负取压管4与负取压阀9连接，负取压阀9与差压变送器10的负压导压口连接，差压变送器10输出端与流量积算仪11、控制器12连接，所述的引压管14一端固定连接并连通负取压管4，一端贯穿锥形体2，所述的温度变送器13的测量端设置于所述的测量管体1内位于所述套筒6的后方，所述的温度变送器13的输出端与所述流量积算仪11连接。
[0032]
如图2所示套筒6通过齿轮602与齿条601配合，向前移动覆盖锥形体2，改变等效直径比，由β1改变为β2，从而改变测量范围。
[0033][0034]
式中：dm为套筒内径，d管道内径，d锥体最大横截面直径。
[0035]
如图3所示支撑环7螺纹连接在测量管体1内壁上，与引压管14固定连接，以使锥形体2的中心线与测量管体1的轴线保持重合，为锥形体2提供支撑力，避免锥形体2被大流量介质冲掉，使流量计运行稳定可靠，测量精度更高、稳定性更高。
[0036]
如图4所示控制器12内设有接收模块121，处理器122，驱动器123，接收模块121接收差压变送器10的信号，处理器122电性输入连接接收模块121，电性输出连接驱动器123，驱动器123电性输出连接电机5。
[0037]
如图5所示套筒6外壁上沿轴向设有齿条601，测量管体1上设有电机5，电机5输出轴上设有与所述齿条601啮合的齿轮602，通过驱动齿轮602和齿条601的配合，可带动套筒6向前移动覆盖锥形体2，减小了锥体周围流线的内径，并使压差移回可测量范围。
[0038]
对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理的前提下，可以对这些实施例进行多种修改、替换和改进等，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种可调锥形流量计，其特征在于：包括测量管体(1)、锥形体(2)、电机(5)、套筒(6)、支撑环(7)、差压变送器(10)、流量积算仪(11)、控制器(12)与温度变送器(13)、引压管(14)；所述测量管体(1)上分别设有正取压管(3)、负取压管(4)，所述正取压管(3)和负取压管(4)上分别设有正取压阀(8)和负取压阀(9)，正取压阀(8)一端与差压变送器(10)的正压导压口连接，一端连接正取压管(3)，负取压阀(9)一端与差压变送器(10)的负压导压口连接，一端连接负取压管(4)，所述引压管(14)一端与负取压管(4)连接并连通，一端贯穿锥形体(2)，所述支撑环(7)螺纹连接在测量管体(1)内壁上，并与引压管(14)固定连接，所述控制器(12)与电机(5)置于测量管体(1)上方，所述差压变送器(10)的输出端与流量积算仪(11)、控制器(12)连接，所述温度变送器(13)的测量端设置于所述的测量管体(1)内位于所述套筒(6)的后方，所述温度变送器(13)的输出端与所述流量积算仪(11)连接。2.根据权利要求1所述的一种可调锥形流量计，其特征在于：套筒(6)位于所述锥形体(2)后方，所述套筒(6)外壁上沿轴向设有齿条(601)，电机(5)输出轴上设有与所述齿条(601)啮合的齿轮(602)，通过驱动齿轮(602)和齿条(601)的配合，可带动套筒(6)向前移动覆盖锥形体(2)。3.根据权利要求1所述的一种可调锥形流量计，其特征在于：控制器(12)内部包括接收模块(121)、处理器(122)和驱动器(123)，接收模块(121)接收差压变送器(10)的信号，电性输出连接处理器(122)，处理器(122)电性输出连接驱动器(123)，驱动器(123)电性输出连接电机(5)。

技术总结
本实用新型提供一种可调锥形流量计，涉及锥形流量计技术领域，包括测量管体、锥形体、支撑环、控制器、电机与套筒，所述支撑环螺纹连接固定于测量管体内部上，使锥形体的中心线与测量管体的轴线保持重合，为锥形体提供支撑力，减少锥形体振动对测量的影响，提高测量精度；所述控制器设在测量管体上，接收差压变送器信号；所述套筒位于锥形体后方，套筒外壁上沿轴向设有齿条，电机输出轴上设有与齿条啮合的齿轮，驱动齿轮与齿条配合，带动套筒向前移动覆盖锥形体，改变等效直径比，进而可精确测量小流量范围，本实用新型具有结构稳定，测量准确，方便安全等优点。方便安全等优点。方便安全等优点。


技术研发人员：刘武 陈舒婷 王瑜 田乾胜 杨欣安
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/28