1、產(chǎn)品概述

    天津萬眾科技股份有限公司自主設計、研發(fā)、生產(chǎn)的WZF型智能流量測控儀包括執(zhí)行器、磨輪式調(diào)節(jié)閥、流量計三部分，是用于工業(yè)工程測量和控制系統(tǒng)的終端智能控制裝置，低功耗，支持太陽能供電和市電供電，太陽能供電直接采用DC24V供電，在無采光情況下蓄電池連續(xù)工作超過120小時。市電供電采用市電電源轉(zhuǎn)DC24V安全電壓到井口采油樹或者外輸管線。符合中石油A11標準規(guī)定支持瞬時流量、配注等參數(shù)就地顯示和遠程設置功能?？刂凭?.5%，具有保護，配套流量計采用液體渦輪流量計，計量精度可達1%。

2、用途及工作模式

    用于壓力管道內(nèi)的液流、氣流、蒸汽流等介質(zhì)流通的流量調(diào)節(jié)和截止。分體式智能流量測控儀，可以對油田原有設備的有效利用，只要在原有流量計的后端安裝配套的智能流量控制器即可。流量計及智能流量控制器負責接收RTU指令，完成流量、流速數(shù)據(jù)的采集和傳送以及注水井日配注水量的動態(tài)調(diào)控。

3、主要功能

? 調(diào)節(jié)閥部分采用精密而簡練的設計思路，采用磨輪式調(diào)節(jié)方式，使得整個閥門只有十多個零部件組成，使用壽命長。其關鍵零件“磨輪”選用耐磨損、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)材料制作，同時又經(jīng)過技術的納米陶瓷鍍工藝處理，經(jīng)處理后的磨輪耐磨性是硬锘的13倍，是硬質(zhì)合金的3倍，是耐磨鑄鐵的19倍，其結(jié)合強度可達到65MPa。調(diào)節(jié)閥體精細化設計，關閉嚴密，不易堵、卡、損、漏，方便人工調(diào)節(jié)。

? 磨輪式調(diào)節(jié)閥是注水智能監(jiān)控裝置重要部件之一，其較之傳統(tǒng)形式的調(diào)節(jié)閥有著諸多優(yōu)點，傳統(tǒng)形式的調(diào)節(jié)閥一般采用螺紋閥桿升降式結(jié)構，調(diào)節(jié)流量費力耗時，閥座易堵易卡，關閉不嚴，使用壽命短等缺陷。而磨輪式調(diào)節(jié)閥，設計了兩塊各帶有二個圓孔的磨輪作相對旋轉(zhuǎn)運動，通過改變介質(zhì)的流通截面積，進行流量調(diào)節(jié)，其工作原理如圖1所示。介質(zhì)流體從閥門的進口端進入閥腔內(nèi)，假設閥門正在關閉狀態(tài)，如圖（a）所示，兩磨輪上的節(jié)流孔處于垂直相向位置，流道被堵死；隨后當電動執(zhí)行機構開始轉(zhuǎn)動一定的銳角角度，并通過閥桿的連接傳遞，使動磨輪也隨之轉(zhuǎn)動了一個銳角，這時兩個磨輪的相對位置就形成了如圖（b）所示，工作面上的流道為兩個月牙孔，流體通過兩月牙孔被分成兩股支流，以后再合并為一股從閥門的出口處流出。

? 調(diào)節(jié)流量的大小也就是使閥桿在90°角度內(nèi)的任意轉(zhuǎn)動，改變由兩塊動、靜磨輪組成的流道流通面積的大小來實現(xiàn)的，其工作面上流道變化的全過程就似天體月亮的圓缺變化的模樣，當執(zhí)行機構繼續(xù)轉(zhuǎn)至全開位置時，流道被打開，工作面上的流道截面好像兩顆滿月的月亮，如圖（c）所示。另外，閥門在工作中，流體對磨輪產(chǎn)生了一定的壓力，使得動、靜磨輪始終緊貼在一起，更加強了工作面的氣密性，即使在逆流工況時，也具良好的密封性能。

（a）調(diào)節(jié)閥關閉        （b）調(diào)節(jié)閥開啟       （c）調(diào)節(jié)閥開啟

圖：磨輪原理結(jié)構圖

? 監(jiān)控裝置實現(xiàn)***注水，能準確掌握地層能量變化，及時調(diào)節(jié)注水量，穩(wěn)產(chǎn)控水，從而大量節(jié)約由于注水不準而引起的電能消耗，同時，裝置采用微功耗設計，大大節(jié)省電能。同時也能根據(jù)管線壓力和來水壓力大小，控制閥門實行動態(tài)調(diào)節(jié)，滿足日調(diào)節(jié)精度。如圖九所示的流量調(diào)節(jié)的控制框圖，其核心算法集成在裝于執(zhí)行器內(nèi)部的控制器。控制器根據(jù)接收到的日配注量、控制精度等控制信息以及流量計的瞬時流速的反饋信號，自主的調(diào)節(jié)閥門的流通面積。同時控制器自主累加當日凈注水量，以實現(xiàn)更高精度的控制要求。

圖：PID調(diào)節(jié)原理

? 多重超限調(diào)節(jié)保護功能以及獨特的凸輪和機械機構，有效的提供了系統(tǒng)的電氣保護、極限位置監(jiān)測以及機械保護保護，防止系統(tǒng)超限。

? 裝置實現(xiàn)系統(tǒng)流量24小時穩(wěn)流控制，在無人值守時自動計量各種參數(shù)；控制閥根據(jù)實際工作環(huán)境，自動進行開啟和關閉操作，解決注水失控和“倒灌”現(xiàn)象發(fā)生。當干線壓力低于注水起動壓力時，系統(tǒng)將快速自動關閉調(diào)節(jié)閥，起到單流控制作用。可將采集到的注水井各種參數(shù)，通過油田內(nèi)部網(wǎng)絡等方式傳送到服務器，實現(xiàn)遠程控制。

? 具有良好的人機界面和故障檢測、角度極限檢測和各種保護功能。具有RS485通訊接口，遠傳控制功能。具有結(jié)構簡單、操作便利、流量調(diào)節(jié)精度高、線性度好、使用壽命長等優(yōu)點。顯示注水瞬時流量、累積流量、設定流量、注水干線壓力及井口壓力等參數(shù)。

? 注水流量自動/手動、遠程/就地控制功能。在自動狀態(tài)下，能夠通過現(xiàn)場控制面板、遠程上位機人工設定瞬時流量，儀表根據(jù)設定流量自動開啟或者關閉流量調(diào)節(jié)閥（PID控制），實現(xiàn)對注水流量的控制要求；在手動狀態(tài)下，通過按鍵或現(xiàn)場控制器設定，直接實現(xiàn)對注水流量的控制。

? 注水流量遠程監(jiān)視及控制功能。裝置通過網(wǎng)路將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)傳輸至中控室，值班人員可以通過上位機對其進行遠程控制、修改設定注水流量，實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守化管理功能。

? 具有自動補水功能。裝置通過對每天注水量完成情況進行分析，根據(jù)日注水量和實際注水量進行數(shù)據(jù)自動分析，自動調(diào)整當前設定流量，確保完成每天的配注量。

? 防井底反返吐功能。當注水停止時，具有自動關閉注水調(diào)節(jié)閥門防止返吐的功能。當干線壓力低于注水起動壓力時，系統(tǒng)將快速自動關閉調(diào)節(jié)閥。

? 裝置具備內(nèi)部存儲功能，采用EEPROM數(shù)據(jù)存儲技術可防止數(shù)據(jù)丟失；當網(wǎng)路出現(xiàn)故障數(shù)據(jù)丟失時，數(shù)據(jù)存儲在設備中，一旦網(wǎng)路正常數(shù)據(jù)將自動搜索補齊丟失的數(shù)據(jù)，始終保持數(shù)據(jù)的完整。

? 裝置具有在線標定功能。裝置配標準不銹鋼直管段，利用超聲波流量計在現(xiàn)場直接進行標定，使用、操作方便。公司提供可在線標定設備的測試能力。

? 裝置具有可拆卸標定功能。公司可提供規(guī)格相同的流量標定測試體，流量計表芯可以拆卸下來安裝到流量測試體送到油田公司標定所進行標定校準。

? 控制閥供電電壓采用DC24V安全電壓供電，小于并安全度高于AC220V供電，可提供第三方出具的節(jié)能檢測報告證明。壓力變送器為有線信號輸出方式，信號輸出為4-20mA。

? 注水智能監(jiān)控裝置與RTU模塊之間，采用485總線有線傳輸方式，采用Modbus485標準通信方式，通訊誤碼率不大于1.5％。具有RS485通訊雙接口，可實現(xiàn)雙向通訊控制及無線遠傳控制功能；具有超流量保護及流量計故障限流功能。

? 角度校準功能，更準確的顯示動靜磨輪之間的偏差角度。采用“微功耗”設計理念，有效的保障了光伏供電的分注井實施。

? 流量超限（過低或過高報警功能）實時報警功能。針對流量計或者自身設備被盜，該設備能向RTU自主的發(fā)送報警信息，然后RTU將報警信息傳遞到后臺數(shù)據(jù)庫。

? 分體式智能流量控制器，可以對油田原有設備的有效利用，只要在原有流量計的后端安裝配套的智能流量控制器即可。控制器需有良好的人機界面和故障檢測、角度極限檢測和各種保護功能。具有RS485通訊接口，可實現(xiàn)雙向通訊控制及無線遠傳控制功能。

4、主要技術參數(shù)和指標 

? 公稱口徑：DN15、DN25、DN32、DN40；

? 公稱壓力：PN16 MPa 、PN25MPa 、PN35 MPa 、PN60MPa；

? 采用分體式結(jié)構，包括流量計、執(zhí)行器和磨輪式調(diào)節(jié)閥三部分，便于拆卸、標定和移機互換；

? 智能流量測控儀具備獨立4G無線通信接口，內(nèi)置4G無線通信模塊，可不接RTU直接通過4G無線通信方式獨立發(fā)送數(shù)據(jù)和接收控制指令；

? 工作電源采用DC24V；具備兩路RS485通信接口；

? 調(diào)節(jié)閥選用磨輪式低功耗調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥控制精度±5 %FS；

? 具備遠程故障手動調(diào)節(jié)功能，現(xiàn)場可顯示閥體角度、日配注量、控制精度、動態(tài)日配注量、工作電壓、日累積流量、全開工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)；壓力等級范圍可根據(jù)實際生產(chǎn)工藝需求定制不同壓力等級（PN16 MPa 、PN25MPa 、PN35 MPa 、PN60MPa）；

? 電機功率：≤10W；靜態(tài)電流：30mA；轉(zhuǎn)動角度：0°～90°；手動操作：附帶手柄；

? 連接方式：卡瓦或法蘭連接；磨輪材料：3Cr13；

? 流量自動控制裝置外形尺寸：長度472mm；法蘭螺栓垂直孔距：101.5mm；法蘭要求：4孔法蘭、螺栓尺寸：4-Φ26；

? 工作溫度：-40～+80℃；工作濕度：≤95％；

? 隔爆型防爆合格證，防爆等級：Ex d ⅡBT4 Gb；防護等級：IP65。