[發(fā)明專利]流量計(jì)校準(zhǔn)儀和流量計(jì)校準(zhǔn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410709260.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN104501914A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐納德·M·戴;德魯·S·韋弗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹尼爾測(cè)量和控制公司
• 主分類號(hào): G01F25/00
• 分類號(hào): G01F25/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;江河清

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮椤?01210391752.6”、題為“低溫校準(zhǔn)儀和方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求2011年10月14日提交的題為“Low?Temperature?Prover?and?Method(低溫校準(zhǔn)儀和方法)”序列號(hào)為61/547,547的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。

關(guān)于聯(lián)邦政府發(fā)起的研究或開發(fā)的聲明

無(wú)

背景技術(shù)

在從地下開采出碳?xì)浠衔镏螅?jīng)由管線將流體流(如原油或天然氣)從一個(gè)地方運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)地方。期望精確地知道流體流中流動(dòng)的流體的量，尤其需要精確地知道流體何時(shí)轉(zhuǎn)手或“密閉輸送”。在流體財(cái)政輸送測(cè)量站或平臺(tái)處進(jìn)行密閉輸送，流體財(cái)政輸送測(cè)量站或平臺(tái)可以包括關(guān)鍵輸送部件，如測(cè)量裝置或流量計(jì)、校準(zhǔn)裝置、相關(guān)聯(lián)的管道和閥以及電控制器。流過(guò)整個(gè)傳送管線系統(tǒng)的流體流的測(cè)量開始于流量計(jì)，流量計(jì)可以包括渦輪流量計(jì)、正排流量計(jì)(positive?displacement?meter)、超聲流量計(jì)、科里奧利流量計(jì)或旋渦流量計(jì)。

流體流的流動(dòng)特征可能在產(chǎn)品傳送期間有所變化，這可能影響對(duì)所傳送的產(chǎn)品的精確測(cè)量。典型地，通過(guò)操作員的介入來(lái)確認(rèn)壓力、溫度和流速的變化。這些變化被表示為流動(dòng)特征的改變，并且通常由操作員經(jīng)由這些變化的影響和對(duì)測(cè)量裝置的影響來(lái)驗(yàn)證。通常，通過(guò)用校準(zhǔn)裝置或校準(zhǔn)儀對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)來(lái)實(shí)施該驗(yàn)證。與平臺(tái)上的測(cè)量裝置鄰近的并與測(cè)量裝置流體連通的校準(zhǔn)后的校準(zhǔn)儀被采樣，并且采樣后的體積與測(cè)量裝置的吞吐體積進(jìn)行比較。如果在所比較的體積之間在統(tǒng)計(jì)上有重大差異，則測(cè)量裝置的吞吐體積被調(diào)整以反映校準(zhǔn)儀所識(shí)別的實(shí)際流動(dòng)體積。

校準(zhǔn)儀具有精確已知的體積，該體積被校準(zhǔn)為已知的接受的精確標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)或國(guó)際性接受的ISO標(biāo)準(zhǔn)所描述的那些精確標(biāo)準(zhǔn)。校準(zhǔn)儀的精確已知體積可以被定義為兩個(gè)檢測(cè)器開關(guān)之間的產(chǎn)品體積，該體積被置換器(displacer)的經(jīng)過(guò)所置換，置換器如彈性球體或活塞。被校準(zhǔn)儀置換的已知體積與流量計(jì)的吞吐體積相比較。如果該比較產(chǎn)生零的體積差異或可接受的變化，則流量計(jì)被說(shuō)成在允許容差的限制內(nèi)是精確的。如果體積差異超過(guò)所允許的限制，則提供證據(jù)來(lái)表明該流量計(jì)可能不精確。然后，流量計(jì)吞吐體積可以被調(diào)整以反映校準(zhǔn)儀所識(shí)別的實(shí)際流動(dòng)體積。可以用流量計(jì)校正因數(shù)來(lái)進(jìn)行該調(diào)整。

一種類型的流量計(jì)是脈沖輸出式流量計(jì)，其可以包括渦輪流量計(jì)、正排流量計(jì)、超聲流量計(jì)、科里奧利流量計(jì)或旋渦流量計(jì)。通過(guò)示例的方式，圖1示出了用于對(duì)流量計(jì)12如渦輪流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)的系統(tǒng)10。渦輪流量計(jì)，基于流體流11內(nèi)的渦輪狀結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生電脈沖15，其中每個(gè)脈沖與一定體積成比例，脈沖的速率與體積流速成比例。流量計(jì)12的體積可以通過(guò)使置換器在校準(zhǔn)儀20中流動(dòng)而與校準(zhǔn)儀20的體積相關(guān)。一般而言，首先強(qiáng)制性地使置換器經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)儀20中的上游檢測(cè)器16然后經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)儀20中的下游檢測(cè)器18。檢測(cè)器16和18之間的體積是校準(zhǔn)的校準(zhǔn)儀體積。流動(dòng)的置換器首先開動(dòng)或啟動(dòng)檢測(cè)器16，使得向處理器或計(jì)算機(jī)26表明開始時(shí)刻t₁₆。然后，處理器26經(jīng)由信號(hào)線14收集來(lái)自流量計(jì)12的脈沖15。流動(dòng)的置換器最終啟動(dòng)檢測(cè)器18以表明停止時(shí)刻t₁₈，并從而表明針對(duì)置換器的單次經(jīng)過(guò)而收集到的脈沖15的系列17。渦輪流量計(jì)12在置換器在雙向上單次經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的校準(zhǔn)儀體積期間所產(chǎn)生的脈沖15的數(shù)量17表示流量計(jì)在時(shí)刻t₁₆至?xí)r刻t₁₈期間測(cè)量到的體積。需要置換器多次經(jīng)過(guò)來(lái)達(dá)到校準(zhǔn)儀體積。通過(guò)比較校準(zhǔn)儀體積與流量計(jì)測(cè)得的體積，可以按照校準(zhǔn)儀的限定來(lái)校正流量計(jì)的體積吞吐量。

圖2示出了用于利用轉(zhuǎn)接時(shí)間技術(shù)來(lái)對(duì)超聲流量計(jì)52進(jìn)行校準(zhǔn)的另一系統(tǒng)50。系統(tǒng)50還包括校準(zhǔn)儀20和處理器26。通過(guò)超聲意味著在流體流51兩端來(lái)回發(fā)送超聲信號(hào)，并且可以基于超聲信號(hào)的各種特征來(lái)計(jì)算流體流量。超聲流量計(jì)成批地產(chǎn)生流速數(shù)據(jù)，其中每批包括在流體兩端來(lái)回發(fā)送的許多組超聲信號(hào)，并因此每批持續(xù)一段時(shí)間(例如，1秒)。流量計(jì)所確定的流速對(duì)應(yīng)于批次時(shí)段的平均流速，而非特定時(shí)間點(diǎn)的流速。