[发明专利]一种用于测量井下多相流体流量的阀门系统

说明书

一种用于测量井下多相流体流量的阀门系统，其包括：阀座、阀芯、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和计算组件，其中，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。该阀门系统能测量多相流体的流量。

技术领域

本文涉及原油生产井井下测量领域，特别涉及一种用于测量井下多相流体流量的阀门系统。

背景技术

在分层采油测控系统中，通过分层流量的测量可以掌握生产井的状态，提高生产效率，实现多储层的优化组合开采。

中国计量学院的学位论文“基于调节阀的流量测量方法研究”提出了一种集流量调节和流量测量于一体的调节阀，但在计算流量时，是根据已知的流体密度计算的。在原油生产井中，由于油、气、水的比例不确定，因而混合流体的密度是未知的，必须通过在线测量才能计算出流量。

期刊Technology and health Care发表的论文“Alternative control volumegeometries for measuring regurgitant flow through a valve”提出了一种具有流量测量功能的调节阀，主要用于反流瓣膜近端会聚流场的磁共振速度编码电影图像，通过流道横截面的网格测量确定反向血流量，测量的是单一流体的流量，需要观测过流面积才能确定流量。

专利CN210153258U所述的“一种水流量及压力调节阀”含有筒型阀门，在该阀门的阀壁上开设多个圆锥孔，该圆锥孔进水一侧孔大，出水一侧孔小。通过控制阀门闸的移动调节阀壁上圆锥形过流孔的数量实现流量的调节。该调节阀解决了调节范围小，调节精度低的问题。但只能起到调节流量的功能，不能计量流量。

专利CN110630776A所述的“一种电子调节阀”由上阀体、下阀体、进水口、出水口、阀座、阀盖、控制器等组成。上阀体在调节阀的顶部，下阀体在调节阀的底部。上下阀体是连通的，阀体的两端有一个进水口和一个出水口。通过调节阀芯的移动实现流量的调节，该系统的结构比较简单，在调节的过程中压力损失比较小，调节十分方便。同时它的控制精度高，生产成本相对比较低。该调节阀可实现水流量的调节，但不具有流量测量功能。

综上所述，现有流量调节阀测量流量的方法主要有两种，一是将流量测量时用到的流体密度作为已知量，这对单一介质是合理的，但对油气水三相流并不适应。二是医学等领域用的流量调节阀，流量是通过观测过流面积确定的，这种方法不适合井下大压差情况下的流量测量。

发明内容

本申请提供了一种用于测量井下多相流体流量的阀门系统，可以测量多相流体的流量。该阀门系统包括：

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；

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；