1、產(chǎn)品概述

    天津萬(wàn)眾科技股份有限公司自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)的WZF型智能流量測(cè)控儀包括執(zhí)行器、磨輪式調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)三部分，是用于工業(yè)工程測(cè)量和控制系統(tǒng)的終端智能控制裝置，低功耗，支持太陽(yáng)能供電和市電供電，太陽(yáng)能供電直接采用DC24V供電，在無(wú)采光情況下蓄電池連續(xù)工作超過(guò)120小時(shí)。市電供電采用市電電源轉(zhuǎn)DC24V安全電壓到井口采油樹(shù)或者外輸管線。符合中石油A11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定支持瞬時(shí)流量、配注等參數(shù)就地顯示和遠(yuǎn)程設(shè)置功能?？刂凭?.5%，具有保護(hù)，配套流量計(jì)采用液體渦輪流量計(jì)，計(jì)量精度可達(dá)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(cè)控儀，可以對(duì)油田原有設(shè)備的有效利用，只要在原有流量計(jì)的后端安裝配套的智能流量控制器即可。流量計(jì)及智能流量控制器負(fù)責(zé)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(dòng)態(tài)調(diào)控。

3、主要功能

? 調(diào)節(jié)閥部分采用精密而簡(jiǎn)練的設(shè)計(jì)思路，采用磨輪式調(diào)節(jié)方式，使得整個(gè)閥門(mén)只有十多個(gè)零部件組成，使用壽命長(zhǎng)。其關(guān)鍵零件“磨輪”選用耐磨損、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)材料制作，同時(shí)又經(jīng)過(guò)技術(shù)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(qiáng)度可達(dá)到65MPa。調(diào)節(jié)閥體精細(xì)化設(shè)計(jì)，關(guān)閉嚴(yán)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(diǎn)，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(gòu)，調(diào)節(jié)流量費(fèi)力耗時(shí)，閥座易堵易卡，關(guān)閉不嚴(yán)，使用壽命短等缺陷。而磨輪式調(diào)節(jié)閥，設(shè)計(jì)了兩塊各帶有二個(gè)圓孔的磨輪作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變介質(zhì)的流通截面積，進(jìn)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(mén)的進(jìn)口端進(jìn)入閥腔內(nèi)，假設(shè)閥門(mén)正在關(guān)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(dāng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一定的銳角角度，并通過(guò)閥桿的連接傳遞，使動(dòng)磨輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)銳角，這時(shí)兩個(gè)磨輪的相對(duì)位置就形成了如圖（b）所示，工作面上的流道為兩個(gè)月牙孔，流體通過(guò)兩月牙孔被分成兩股支流，以后再合并為一股從閥門(mén)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(dòng)，改變由兩塊動(dòng)、靜磨輪組成的流道流通面積的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其工作面上流道變化的全過(guò)程就似天體月亮的圓缺變化的模樣，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)至全開(kāi)位置時(shí)，流道被打開(kāi)，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(mén)在工作中，流體對(duì)磨輪產(chǎn)生了一定的壓力，使得動(dòng)、靜磨輪始終緊貼在一起，更加強(qiáng)了工作面的氣密性，即使在逆流工況時(shí)，也具良好的密封性能。

（a）調(diào)節(jié)閥關(guān)閉        （b）調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟       （c）調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟

圖：磨輪原理結(jié)構(gòu)圖

? 監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)***注水，能準(zhǔn)確掌握地層能量變化，及時(shí)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(zhǔn)而引起的電能消耗，同時(shí)，裝置采用微功耗設(shè)計(jì)，大大節(jié)省電能。同時(shí)也能根據(jù)管線壓力和來(lái)水壓力大小，控制閥門(mén)實(shí)行動(dòng)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?？刂破鞲鶕?jù)接收到的日配注量、控制精度等控制信息以及流量計(jì)的瞬時(shí)流速的反饋信號(hào)，自主的調(diào)節(jié)閥門(mén)的流通面積。同時(shí)控制器自主累加當(dāng)日凈注水量，以實(shí)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(hù)功能以及獨(dú)特的凸輪和機(jī)械機(jī)構(gòu)，有效的提供了系統(tǒng)的電氣保護(hù)、極限位置監(jiān)測(cè)以及機(jī)械保護(hù)保護(hù)，防止系統(tǒng)超限。

? 裝置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流量24小時(shí)穩(wěn)流控制，在無(wú)人值守時(shí)自動(dòng)計(jì)量各種參數(shù)；控制閥根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境，自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉操作，解決注水失控和“倒灌”現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)干線壓力低于注水起動(dòng)壓力時(shí)，系統(tǒng)將快速自動(dòng)關(guān)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(guò)油田內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)等方式傳送到服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

? 具有良好的人機(jī)界面和故障檢測(cè)、角度極限檢測(cè)和各種保護(hù)功能。具有RS485通訊接口，遠(yuǎn)傳控制功能。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便利、流量調(diào)節(jié)精度高、線性度好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。顯示注水瞬時(shí)流量、累積流量、設(shè)定流量、注水干線壓力及井口壓力等參數(shù)。

? 注水流量自動(dòng)/手動(dòng)、遠(yuǎn)程/就地控制功能。在自動(dòng)狀態(tài)下，能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制面板、遠(yuǎn)程上位機(jī)人工設(shè)定瞬時(shí)流量，儀表根據(jù)設(shè)定流量自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥（PID控制），實(shí)現(xiàn)對(duì)注水流量的控制要求；在手動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)按鍵或現(xiàn)場(chǎng)控制器設(shè)定，直接實(shí)現(xiàn)對(duì)注水流量的控制。

? 注水流量遠(yuǎn)程監(jiān)視及控制功能。裝置通過(guò)網(wǎng)路將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)傳輸至中控室，值班人員可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、修改設(shè)定注水流量，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守化管理功能。

? 具有自動(dòng)補(bǔ)水功能。裝置通過(guò)對(duì)每天注水量完成情況進(jìn)行分析，根據(jù)日注水量和實(shí)際注水量進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，自動(dòng)調(diào)整當(dāng)前設(shè)定流量，確保完成每天的配注量。

? 防井底反返吐功能。當(dāng)注水停止時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉注水調(diào)節(jié)閥門(mén)防止返吐的功能。當(dāng)干線壓力低于注水起動(dòng)壓力時(shí)，系統(tǒng)將快速自動(dòng)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。

? 裝置具備內(nèi)部存儲(chǔ)功能，采用EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)可防止數(shù)據(jù)丟失；當(dāng)網(wǎng)路出現(xiàn)故障數(shù)據(jù)丟失時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在設(shè)備中，一旦網(wǎng)路正常數(shù)據(jù)將自動(dòng)搜索補(bǔ)齊丟失的數(shù)據(jù)，始終保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整。

? 裝置具有在線標(biāo)定功能。裝置配標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼直管段，利用超聲波流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行標(biāo)定，使用、操作方便。公司提供可在線標(biāo)定設(shè)備的測(cè)試能力。

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

? 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(cè)報(bào)告證明。壓力變送器為有線信號(hào)輸出方式，信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)通信方式，通訊誤碼率不大于1.5％。具有RS485通訊雙接口，可實(shí)現(xiàn)雙向通訊控制及無(wú)線遠(yuǎn)傳控制功能；具有超流量保護(hù)及流量計(jì)故障限流功能。

? 角度校準(zhǔn)功能，更準(zhǔn)確的顯示動(dòng)靜磨輪之間的偏差角度。采用“微功耗”設(shè)計(jì)理念，有效的保障了光伏供電的分注井實(shí)施。

? 流量超限（過(guò)低或過(guò)高報(bào)警功能）實(shí)時(shí)報(bào)警功能。針對(duì)流量計(jì)或者自身設(shè)備被盜，該設(shè)備能向RTU自主的發(fā)送報(bào)警信息，然后RTU將報(bào)警信息傳遞到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

? 分體式智能流量控制器，可以對(duì)油田原有設(shè)備的有效利用，只要在原有流量計(jì)的后端安裝配套的智能流量控制器即可?？刂破餍栌辛己玫娜藱C(jī)界面和故障檢測(cè)、角度極限檢測(cè)和各種保護(hù)功能。具有RS485通訊接口，可實(shí)現(xiàn)雙向通訊控制及無(wú)線遠(yuǎn)傳控制功能。

4、主要技術(shù)參數(shù)和指標(biāo) 

? 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(gòu)，包括流量計(jì)、執(zhí)行器和磨輪式調(diào)節(jié)閥三部分，便于拆卸、標(biāo)定和移機(jī)互換；

? 智能流量測(cè)控儀具備獨(dú)立4G無(wú)線通信接口，內(nèi)置4G無(wú)線通信模塊，可不接RTU直接通過(guò)4G無(wú)線通信方式獨(dú)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(yuǎn)程故障手動(dòng)調(diào)節(jié)功能，現(xiàn)場(chǎng)可顯示閥體角度、日配注量、控制精度、動(dòng)態(tài)日配注量、工作電壓、日累積流量、全開(kāi)工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)；壓力等級(jí)范圍可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝需求定制不同壓力等級(jí)（PN16 MPa 、PN25MPa 、PN35 MPa 、PN60MPa）；

? 電機(jī)功率：≤10W；靜態(tài)電流：30mA；轉(zhuǎn)動(dòng)角度：0°～90°；手動(dòng)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(dòng)控制裝置外形尺寸：長(zhǎng)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(jí)：Ex d ⅡBT4 Gb；防護(hù)等級(jí)：IP65。