[发明专利]一种智能涡轮式液体流量测量工具

说明书

一种智能涡轮式液体流量测量工具。其包括流量测量探头、测量系统和数据接收终端；流量测量探头包括外壳本体、左导向轮、涡轮、旋转轴、右导向轮、两个紧固套筒和测量芯片；测量系统包括：单片机、A/D模数转换模块、Flash数据存储模块、无线通信模块、通信模块、测量探头接口、电源接口和锂电池。本发明提供的智能涡轮式液体流量测量工具是通过内部涡轮的转速来实时测量液体流量，能将测量的数据实时地进行传输并存储，并可通过手持终端上的APP查看测量参数与参数曲线，并可根据不同流体性质设定流量标定系数。本工具具有测量精度高、测量功能全、稳定性高等特点。

技术领域

本发明属于石油开发装置技术领域，特别是涉及一种智能涡轮式液体流量测量工具。

背景技术

在石油勘探开发过程中，液体的使用量较大，如常规钻井过程中的钻井液。钻井液出入口流量的准确测量是发现石油勘探开发过程中出现异常现象的重要手段之一(如：地层漏失、坍塌等)，因此准确及时地测量出钻井液出入口的流量，对于油气资源的安全开采具有重要的意义。

目前，在石油工程中，对液体排量进行测量的工具主要包括：1)靶体流量计，其主要是通过钻井液的冲击使靶体发生位移，由此产生信号变化，从而反映出钻井液的流量变化；2)超声波传感器，其主要是通过超声波测量出流过固定尺寸管线或槽体钻井液的液位高度来反映出钻井液的流量。

而根据目前这两种工具的使用情况来看，靶体流量计的成本相对较低，但是安装条件要求严格，现场环境对传感器的影响较大，使得测量的误差较大。超声波传感器测量的精度较高，且不受温度的影响，稳定性较高，但是其测量结果和钻井液的性质直接相关，对测量的条件要求比较苛刻。

涡轮流量计使用较为普遍，在一定条件下，流体流量与叶轮转速呈一定的比例关系。但往往涡轮流量计设计时仅仅针对单一流体，使用了固定的流量系数，因此当流体类型改变时，流量测量值与真实值会出现一定的偏差。

在现代固井工程中，对工具的智能化具有更高的要求，需要大量的钻井过程中的参数，并通过对这些参数的分析做出相应的判断，从而实现智能固井。其中，流量作为固井过程中的一个重要参数，对该参数进行准确及时的监测对高质量固井可起到很重要的作用。

因此，为了提高固井质量，优化固井参数，在现代固井过程中，需要研制新型的液体流体测量工具。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能涡轮式液体流量测量工具。

为了达到上述目的，本发明提供的智能涡轮式液体流量测量工具包括：流量测量探头、测量系统和数据接收终端；

所述的流量测量探头包括：外壳本体、左导向轮、涡轮、旋转轴、右导向轮、两个紧固套筒和测量芯片；

其中，外壳本体呈圆管状，两端内圆周面上形成有内螺纹，两侧内圆周面上沿圆周方向均匀分布有多个键槽，分别用于左导向轮和右导向轮的安装和定位；

旋转轴由一个大径段和两个分别连接在大径段两端的小径段一体构成，以与外壳本体同心的方式设置在外壳本体的内中部；

涡轮的中心孔以能够转动的方式设置在旋转轴的大径段上，因此涡轮能以旋转轴为轴进行转动，外部均布有多个螺旋叶片；

左导向轮设置在涡轮的一侧，中部形成有一个用于插入旋转轴上一个小径段的圆孔，外部均布有多个直叶片，并且每个直叶片的外端插入固定在外壳本体11上的一个相应键槽内；右导向轮与左导向轮为左右对称的结构，设置在涡轮的另一侧；

紧固套筒的外圆周面上带有外螺纹，每个紧固套筒与外壳本体的一个外端的内螺纹相连接，用于分别将左导向轮和右导向轮压紧固定；

测量芯片为转速测量传感器，安装在外壳本体内部靠近涡轮的位置，其测量输出端与设置在外壳本体外部的测量系统电连接；