[发明专利]一种用于测量井下多相流体流量的阀门系统

权利要求书

1.一种用于测量井下多相流体流量的阀门系统，其特征在于，包括：

阀座，设置有第一直通道以及均从所述第一直通道的内壁延伸到所述阀座外的入口和出口；

阀芯，设置在所述第一直通道且能沿所述第一直通道滑动，沿所述第一直通道的延伸方向上依次设置有取样槽和连通槽，所述取样槽和所述连通槽的开口方向均朝向第一直通道的内壁，所述阀芯包括活塞杆以及依次设置在所述活塞杆上的第一活塞、第二活塞和第三活塞，所述活塞杆一端连接于驱动机构且位于所述第一直通道中，所述第一活塞、所述第二活塞和所述第三活塞的外周面均抵接于所述第一直通道的内壁，所述连通槽由所述第一活塞、所述第二活塞和所述活塞杆围合而成，所述取样槽由所述第二活塞、所述第三活塞和所述活塞杆围合而成；

驱动机构，能驱动所述阀芯沿所述第一直通道往复滑动；

第一压力传感器，设置在所述入口处；

第二压力传感器，设置在所述出口处；

第三压力传感器，设置在所述取样槽的一端；

第四压力传感器，设置在所述取样槽的另一端；以及

计算组件，电连接于所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器；

其中，所述阀芯能滑动至所述取样槽与所述入口或所述出口相接通的位置，还能滑动至所述连通槽将所述入口和所述出口相接通的位置；所述计算组件用于在所述取样槽收集满从所述入口或所述出口注入的流体且所述连通槽将所述入口和所述出口相接通后，根据所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第四压力传感器所测量的压强、第三压力传感器和第四压力传感器所处位置的高度差以及出口的横截面积来计算出口输出流体的流量。

2.根据权利要求1所述的阀门系统，其特征在于，所述第一直通道为圆柱形，所述取样槽和所述连通槽均为与所述第一直通道同轴设置的环形槽。

3.根据权利要求2所述的阀门系统，其特征在于，所述连通槽的两端之间的距离大于所述入口背离所述出口的一侧与所述出口背离所述入口的一侧在第一直通道延伸方向上的距离。

4.根据权利要求1所述的阀门系统，其特征在于，

所述驱动机构包括：

丝杠机构，连接于所述活塞杆；

电机，连接于所述丝杠机构。

5.根据权利要求4所述的阀门系统，其特征在于，所述丝杠机构包括：

丝杆，一端连接于所述电机的主轴且与所述主轴同轴设置；

滚珠螺母，套设在所述丝杆上；

连接套筒，一端套装滚珠螺母上、另一端连接于活塞杆。

6.根据权利要求5所述的阀门系统，其特征在于，所述阀座的外轮廓为圆柱形，所述第一直通道与所述阀座的轴线平行且贯穿所述阀座；

所述阀芯系统还包括

外壳，构造为筒形，所述阀座设置在所述外壳内且与所述外壳同轴设置；

安装座，设置在所述外壳内，且位于所述阀座的一端；

所述电机安装在所述安装座上，所述计算组件设置在所述安装座与所述阀座之间。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的阀门系统，其特征在于，所述计算组件采用以下算式计算出口输出流体的流量：

其中，Q为出口输出流体的流量，C为流量系数，B为出口的横截面积，g为重力加速度，h为第三压力传感器与第四压力传感器所处位置的高度差，P₁为第一压力传感器所测到的压强值，P₂为第二压力传感器所测到的压强值；P₃为第三压力传感器所测到的压强值，P₄为第四压力传感器所测到的压强值。