流量計標定器和流量測量系統技術方案

本公開內容公開了一種流量計標定器以及一種流量測量系統。此外，本公開內容公開了一種用于確定流量計標定器中的置換器位置的設備，該設備用于對流量計進行標定。在一個實施例中，流量計標定器包括流動管、置換器以及信號分析器。置換器可在流動管的流動通道中移動。磁性目標布置在置換器上。一個或多個感應換能器布置在流動管上，并且被配置成在置換器在流動管中移動時檢測磁性目標。信號分析器被配置成檢測由換能器響應于穿越換能器的磁性目標而生成的信號的上升沿和下降沿的最大斜率。信號分析器進一步被配置成基于所檢測的最大斜率而確定置換器速度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本公開內容涉及一種用于確定流量計標定器中的置換器位置的設備。
技術介紹
在從地面去除碳氫化合物之后，流體流(諸如原油或天然氣)經由管線從一個地方運輸到另一個地方。期望準確地知道在流中流動的流體的量，并且在流體轉手或者“密閉輸送”時需要特別準確。密閉輸送可以發生在流體財政(fiscal)傳輸測量站或撬(skid)上，該流體貿易傳輸測量站或撬可包括關鍵的傳輸部件，諸如測量裝置或流量計、標定裝置、相關聯的管道和閥，以及電控制裝置。對流過全部遞送管線系統的流體流的測量開始于流量計，流量計可包括例如渦輪流量計、正排量計、超聲波測量儀、科里奧利流量計或渦流計。流體流的流動特性可以在產品遞送期間改變，從而影響對正遞送的產品的準確測量。通常，通過操作者的干預而獲知壓力、溫度和流率的改變。這些改變被表示為流動特性的改變，并且通常通過操作者經由改變的影響以及其對測量裝置的影響來驗證。流量計性能會受流體的特性和/或管道傳送部件的布置的影響。通常，流量計性能的驗證通過利用標定裝置或標定器對流量計進行標定來進行。在撬上與測量裝置相鄰的并且與測量裝置流體連通的校準后的標定器對流體的體積進行采樣，并且所采樣的體積與測量裝置的通過體積進行比較。如果在所比較的體積之間存在統計上的重大差別，則調整測量裝置的通過體積，以反映標定器所識別的實際流動體積。標定器具有被校準為已知且接受的準確度標準(諸如美國石油組織(API)或國際標準化組織(ISO)規定的標準)的精確已知體積。標定器的精確已知體積可以被定義為兩個檢測器開關之間的產品的體積，該體積被置換器(諸如彈性球或活塞)的通道所置換。標定器中被置換的已知體積與流量計的通過量進行比較。如果比較產生了為零的體積差或可接受的變化，則認為流量計在允許的容限的限制內是準確的。如果體積差超過所允許的限制，則證明流量計可能不準確。此后，可以調整流量計通過體積，以反映標定器所識別的實際流動體積。調整可利用流量計校正因子來進行。為了獲得精確的校準，必須利用通過標定器的流體的動態流來準確地確定標定器中的置換器位置。標定器是現場參考標準，相對于該現場參考標準對流量計進行校準。
技術實現思路
用于對流量計進行標定的設備和方法。在一個實施例中，流量計標定器包括流動管、置換器以及信號分析器。置換器可在流動管的流動通道中移動。磁性目標布置在置換器上。一個或多個感應換能器布置在流動管上并且被配置成在置換器在流動管中移動時檢測磁性目標。信號分析器被配置成檢測表示由移動跨越換能器的磁性目標引起的各個換能器的感應改變的信號。信號分析器進一步被配置成基于信號的沿確定置換器速度。在另一實施例中，用于對流量計進行標定的方法包括通過流體流引起標定器的流動管中的置換器的移動。耦接到流動管的感應換能器的感應基于置換器的磁體目標到換能器的接近程度而改變。檢測表示感應改變的信號。基于信號的沿確定置換器速度。在另一實施例中，流量測定系統包括流量計標定器。流量計標定器包括布置在流動管中的置換器。流動管包括沿流動管的長度布置的多個感應換能器。流量計標定器還包括耦接到各個換能器的脈沖發生電路。脈沖發生電路被配置成生成脈沖，該脈沖的斜率與移動跨越換能器的置換器產生的換能器的感應改變速率對應。附圖說明為了詳細地描述示例性實施例，現在將參照附圖，其中圖I是根據各個實施例的用于對流量計進行標定的系統的示意表示；圖2是根據各個實施例的單向標定器的示意表示；圖3是根據各個實施例的雙向標定器的示意表示；圖4是根據各個實施例的包括標定器流動管、置換器以及接近換能器的標定系統的示意表示；圖5是根據各個實施例的、示出在置換器通過換能器時產生的輸出信號的標定系統的示意表示；以及圖6示出了根據各個實施例的、用于對流量計進行標定的方法的流程圖。具體實施方式以下描述和所附權利要求中使用特定術語來提及特定系統部件。如本領域技術人員所理解的，公司可以以不同的名稱來提及部件。該文獻不旨在名稱不同而功能相同的部件之間進行區分。除非另外指出，在以下討論和所附權利要求中，術語“包括(including)”和“包括(comprising)”以開放形式來使用，并且因此應被解釋為表示“包括而不限于…”。對術語“連接”、“嚙合”、“耦接”、“附接”或描述元件之間的交互的任何其它術語的任何形式的使用不意在將交互限制于元件之間的直接交互，而是還可包括所描述的元件之間的間接交互。術語“流體”可指的是液體或氣體，并且不是僅與任何特定類型的流體(諸如碳氫化合物)相關。術語“管道”、“導管”、“線”、“管”等指的是任何流體傳輸裝置。弓I用“基于”旨在表示“至少部分基于”。因此，如果X基于Y，則X可基于Y以及多種另外的因素。在以下的附圖和描述中，相同的部分通常在說明書和附圖中以相同的附圖標記來標注。附圖圖像不一定是按比例的。本技術的某些特征可以在尺度上放大或者以某種示意形式來示出，并且為了清楚和簡潔起見，常用元件的一些細節可不示出。本公開內容涉及不同形式的實施例。詳細描述了具體實施例并且在附圖中示出了具體實施例，其中應理解，本公開內容被視為本公開內容的原理的例示，并且不旨在將本公開內容限于此處示出和描述的內容。應全面認識到，以下討論的實施例的不同教導和部件可單獨采用或以任何適當的組合來使用，以產生期望的結果。本公開內容的實施例可以用于流量計標定器，該流量計標定器用于精確地確定流量計標定器的流動管中內的動態的置換器位置。實施例適用于具有通過標定器流動管的雙向或單向流體移動的標定器。在流量計標定器的描述中一個常用術語是“置換式標定器”。實施例不限于“置換式標定器”，而是也可用于“小體積標定器(small volume prover)”或“輕便式標定器(compact prover)”或者期望準確地確定活塞型或類似置換器的動態位置的任何其它裝置。實施例可應用于利用傳統置換式標定器以每單位體積輸出的脈沖對流量計進行標定，其中對于傳統置換式流量計，流量計使用如美國石油學會(API)標準中描述的雙測時或脈沖內插技術，在標定期間生成最少10，000個脈沖或少于10，000個脈沖。具有替選類型的輸出的流量計也可用于此處描述的實施例，其中在流量計標定器的流動管上的檢測器之間施加流量計登記(registration)的適當選通。使用了多種方法和裝置來確定流量計標定器中的置換器的位置。其中，這些包括機械壓桿型開關、由從流動管內的置換器延伸到流動管外的位置的棒致動的光學開關、磁簧開關以及利用利用磁性材料來使致動開關的磁體移位的磁型開關。所有這些都限于小于此處描述的實施例所提供的溫度范圍的溫度范圍，并且因此不能在低溫處或高溫下使用，并且在較小的溫度和動態平移的范圍中呈現出小于期望的準確度。本公開內容的實施例采用如下技術通過該技術，通過新的且創新的技術來增強感應換能器的輸出，以提供對跨越換能器的面平移的(例如，跨越面垂直平移的)置換器的精確動態位置檢測。根據此處公開的實施例的標定器可工作于從大約380° F (_230°C)上至大約800° F(425°C)的溫度范圍內。實施例與API、國際標準化組織(ISO)或用于將在操作溫度下測量的流體體積校正為“標準”或基礎溫度以及用于流體的密閉輸送的壓力條件的其它標準兼容。圖I是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種流量計標定器，其特征是，包括：流動管；置換器，能夠在所述流動管的流動通道中移動；磁性目標，布置在所述置換器上；布置在所述流動管上的至少兩個感應換能器，所述換能器被配置成在所述置換器在所述流動管中移動時檢測所述磁性目標；以及信號分析器，被配置成：檢測表示由移動跨越所述換能器的所述磁性目標引起的各個換能器的感應改變的信號；以及基于所述信號的沿確定置換器速度。

【技術特征摘要】
2011.01.21 US 61/435,1731.一種流量計標定器，其特征是，包括 流動管； 置換器，能夠在所述流動管的流動通道中移動； 磁性目標，布置在所述置換器上； 布置在所述流動管上的至少兩個感應換能器，所述換能器被配置成在所述置換器在所述流動管中移動時檢測所述磁性目標；以及 信號分析器，被配置成 檢測表示由移動跨越所述換能器的所述磁性目標引起的各個換能器的感應改變的信號；以及 基于所述信號的沿確定置換器速度。2.根據權利要求I所述的流量計標定器，其特征是，還包括耦接到各個換能器的信號調節電路，所述信號調節電路被配置成針對各個換能器，生成包括下述脈沖的信號所述脈沖具有與所述換能器的感應改變速率對應的斜率。3.根據權利要求2所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成基于所述脈沖的最大斜率點，確定所述流動管中的所述置換器的位置。4.根據權利要求2所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成識別作為所述脈沖的上升沿的最大斜率點的第一檢測點以及作為所述脈沖的下降沿的最大斜率點的第二檢測點。5.根據權利要求4所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成基于所述第一檢測點和所述第二檢測點，確定所述置換器的速度。6.根據權利要求4所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成基于所述置換器移動跨越各個換能器時所確定的所述置換器的速度，確定所述置換器的速度在所述流動管的長度上是否是均勻的。7.根據權利要求4所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成通過在給定的置換器速度下，將所述第一檢測點與所述第二檢測點之間的時間與先前記錄的所述第一檢測點與所述第二檢測點之間的時間進行比較，來驗證所述流量計標定器的性能。8.根據權利要求4所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成通過對由一個所述換能器的所述第一檢測點和所述第二檢測點之一以及另一所述換能器的所述第一檢測點和所述第二檢測點之一定義的多個體積進行驗證，來驗證所述流量計標定器的性能。9.根據權利要求4所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成基于所述第一檢測點和所述第二檢測點，確定所述置換器在所述流動管中的行進方向。10.根據權利要求2所述的流量計標定器，其特征是，所述信號分析器被配置成通過將給定流率下的各個換能器的所述信號調節電路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：德魯·S·韋弗，
申請(專利權)人：丹尼爾測量和控制公司，
類型：實用新型
國別省市：