【技术领域】

本发明涉及一种机械装置， 尤其涉及一种能翻转式移动油气分离计量系 统的装置。

【背景技术】

说

为了准确计量多相流体中一种或数种介质的数 量，采用分离计量系统， 把 需要计量的介质从混合介质中分离出来单独计 量。此时分离效果直接影响着分 书

离计量系统的计量精度。

但在油田单井计量等实际应用工程中，强烈要 求分离计量系统具有可移动 性和撬块化。 为了实现可移动性和撬块化， 需要适应道路运输的高度限制， 并 实际预防高度与长度、 宽度之比过大潜伏的机械失稳技术安全隐患。

改善分离计量效果要求增加高度，但大量实际 应用工程中运输移动需要控 制高度。 为了解决这一矛盾， 现有技术中有三种思路：

1、 牺牲分离效果， 降低高度；

2、 牺牲分离效果， 降低高度， 通过增加管路长度、 通径补偿分离效果， 但重量增加淡化了运输优势；

3、 把油气计量分离计量系统设计成分体式， 运输时分解成数个单元， 工 作时组装起来； 但反复拆装容易造成密封和连接元件的损坏， 并造成污染， 更 严重的是， 分离计量系统作为中压（设计输送压力 40大气压）设备， 对装配技 术要求较高。

4、 依靠外部转矩把油气分离计量系统翻倒在车厢 运输。 需要外部固定支 撑点支承， 作用力距离较长， 初始需要翻转力较大， 后期推动翻转的重力作用 较大， 不易控制， 有冲击的隐患。

【发明内容】 本发明旨在提供一种翻转式移动油气分离计量 系统的装置， 该装置能平稳 轻巧地将油气分离计量系统至少翻转 90° 。

本发明所述的翻转式移动油气分离计量系统的 装置，该装置包括一支撑框 架、 主支撑臂、 主支撑臂转动控制装置和副支撑臂、 副支撑臂转动控制装置， 所述的支撑框架下设有与之固定连接的支撑臂 转动轴， 主支撑臂、副支撑臂均 绕支撑臂转动轴转动； 主支撑臂下表面的侧向投影为一曲线， 该曲线的二阶导 数大于 0， 并且支撑框架前端下侧的棱线与该曲线相交。

优选地，所述的主支撑臂转动控制装置是设置 在支撑框架下与支撑框架活 动连接的主支撑杆，所述的主支撑臂一端与支 撑框架相连， 另一端与主支撑杆 底部相连。其中可以更优选地， 使所述的主支撑杆与主支撑臂滑动连接， 主支 撑臂中设有滚动槽，主支撑杆中设有与滚动槽 相匹配的滚动轴承，其中所述的 滚动槽是向下凸起的上凹渐开线形，其渐开线 的基圆圆心为支撑臂转动轴的轴 心， 基圆半径为支撑臂转动轴轴心到主支撑杆的垂 直距离。

在另一个进一步优选的实施例或者上述实施例 中，所述的副支撑臂转动控 制装置是设置在支撑框架下与支撑框架活动连 接的副支撑杆，所述的副支撑臂 一端与支撑框架相连， 另一端与副支撑杆底部相连。

在另一个更进一步优选的实施例中，所述的主 支撑臂与下表面的侧向投影 为渐开线或变异渐开线形， 其方程为-

其中， ρ为极径； φ为极角； r为基圆半径； Θ为渐开线的展开角； a为变 异系数， 0 a l ; 并且基圆圆心为装置载重后的重心。

在上述实施例中， 当 0<a l时， 渐开线或变异渐开线的基圆半径优选为 10 - 680mm。 其中最优选的基圆半径为 50ram。

在另一个更进一步优选的实施例或者上述实施 例中，所述的主支撑臂至少 对称地设有两个， 各主支撑臂之间连接至少有三根稳定杆。

本发明所述的装置在载上油气分离计量系统后 ，通过主支撑臂转动控制装 置控制主支撑臂的转动， 同时副支撑臂转动控制装置控制副支撑臂的转 动，通 过改变油气分离计量系统重心对地面接触点的 位置，改变重力对油气分离计量 系统与地面接触点法线之间的夹角， 调整重力对在地面滚动翻转的转矩，通过 与地面接触点平稳连续顺畅不断单向移动改变 的滚动，主支撑臂控制装置与副 支撑臂控制装置的行程之和不及现有固定点翻 转行程的 1/3， 也就是支撑点由 现有技术的固定点改进为适应性变化点， 抑制冲击以减小最大阻力， 把分离计 量系统平稳地转到两个位置。工作时在高度基 本最大位置， 以寻求最佳分离效 果； 运输移动时在高度基本最小位置， 满足运输高度和安全性要求。

【附图说明】

图 1是本发明实施例一的结构示意图；

图 2-图 4是本发明实施例一的翻转示意图；

图 1-图 4中， 1-支撑框架、 2-油气分离计量系统、 3-主支撑臂、 4-副支撑 臂、 5-主支撑杆、 6-滚动槽、 7-支撑轮、 8-滚动轮、 9-副支撑杆、 10-支撑臂 转动轴。

【具体实施方式】

实施例一

如图所示， 本发明所述的翻转式移动油气分离计量系统 2的装置， 包括一 支撑框架 1、主支撑臂 3和副支撑臂 4， 所述的支撑框架 1下设有与之固定连接的 支撑臂转动轴 10， 主支撑臂 3、 副支撑臂 4均绕支撑臂转动轴 10转动； 主支撑臂 3下表面的侧向投影为一曲线， 该曲线的二阶导数大于 0， 并且支撑框架 1前端 下侧的棱线与该曲线相交。

其中主支撑臂 3、 副支撑臂 4的转动分别受与其对应相连的主支撑杆 5、 副 支撑杆 9控制， 主支撑杆 5与主支撑臂 3是活动连接， 主支撑臂 3中设有滚动槽 6， 主支撑杆 5中设有与滚动槽 6相匹配的滚动轴承，其中为了避免径向载荷� �别是 弯矩对作为细长杆的主支撑杆 5稳定性的破坏，同时提高主支撑杆 5直线传动副 的灵活性， 在本实施例中， 所述的滚动槽 6是向下凸起的上凹渐幵线形， 其渐 开线的基圆圆心为支撑臂转动轴 10的轴心，基圆半径为支撑臂转动轴 10轴心到 主支撑杆 5的垂直距离。 这样可以使支撑力即接触面之间的正压力理论 上与主 支撑杆 5轴线同轴， 同时保证主支撑杆 5推开时滚动槽 6与滚柱接触位置的曲率 方向相同， 缩小接触应力， 改善受力状况， 减轻移动式设备的重量。 连接副支 撑臂 4与副支撑杆 9的推杆槽轮机构原理与主支撑杆 5可以相同或相似。

在本实施例中是使用主支撑杆 5、 副支撑杆 9来分别控制主支撑臂 3、 副支 撑臂 4的转动， 在实际运用中也可以使用其它公知的方式来控 制主支撑臂 3、副 支撑臂 4的转动。

支撑框架 1用于装载油气分离计量系统 2， 在本实施例中， 它与油气分离计 量系统 2是一体化设置的。 在具体应用中， 也可以根据需要做成分体式。此外， 也可以根据需要装载其它重物， 而不仅限于装载油气分离计量系统 2。

支撑框架 1下固定地设置了一组滚动轮 8，它在装置被运输的过程中辅助外 力拖动装置。 此外， 为了增加装置的稳定性， 还可以在支撑框架 1下设置一个 可收放的支撑轮 7， 当装置被运输时， 支撑轮 7收起； 当准备翻转装置前， 支撑 轮 7辅助滚动轮 8—起支撑装置； 当主支撑臂 3压实在地面上后， 支撑轮 7再次收 起， 从而不会妨碍装置的翻转。支撑轮 7和滚动轮 8的相对位置可以根据情况选 择最优的设置， 在本实施例中，支撑轮 7是优选地设置在支撑框架 1水平位置的 前端点处。 此外为了便于移动， 该装置上还设有牵引装置。

使用时， 将主支撑杆 5向下滑动， 于是向下推开主支撑臂 3， 当其底部接触 地面后， 将支撑框架 1向上顶起， 使主支撑臂 3向前滚动， 由于主支撑臂 3为二 阶导数大于 0的曲线， 支撑点不断连续顺畅稳定地单向移动改变式滚 动， 抑制 了最大力矩和冲击， 因此可以明显减小所需的外力。 当转到副支撑臂 4与地面 压实时， 副支撑臂 4可以在副支撑杆 9的控制下转动地收回， 辅助装置翻转， 使 其平稳地翻转立起。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同， 但是在本实施例中， 主支撑臂 3的下表面 (即与地面接触面） 的侧向投影为渐幵线形， 其方程为：

f p2:r ² (1+a X θ ^) , 9=6-arctan (aX Θ )。

其中， p为极径； φ为极角； r为基圆半径； Θ为渐开线的展开角，； _a 为变 异系数， a=l ; 并且基圆圆心为装置载重后的重心。 渐开线的基圆半径可以根 据地面的软硬情况， 在 10-680mra中选择， 最优选的基圆半径为 50mm。

这样可以提高翻转的平稳性， 当基圆圆心为装置载重后的重心时， 就可以. 使重力对地面支承点的力臂在翻转过程中等于 基圆半径， 即保持不变，也就是 力矩恒定， 能够抑制翻转冲击， 有利于保证翻转平稳性。 实施例三

本实施例与实施例一基本相同， 但是在本实施例中， 渐开线方程 a=0， 其 基圆半径即为支撑框架 1前端下侧的棱线到重心之间的距离。 此时渐开线变异 为圆形， 虽然牺牲了翻转动力均匀性， 但制造工艺性改善。 实施例四

本实施例与实施例一基本相同，但是在本实施 例中，主支撑臂 3下表面（即 与地面接触面） 的侧向投影为渐开线方程 0<a< l , 这种设置可以进一步减小 主支撑臂 3从压在地面到把系统翻转到重力越过前端顶� �所需转过的角度， 从 而可以减小主支撑臂 3的行程。 实施例五

本实施例与实施例四基本相同， 但是在本实施例中， 主支撑臂 3对称地设 有两个， 各支撑臂之间连接有三根稳定杆， 支撑臂与稳定轴一起形成 "日"字 形结构， 从而可以便于折弯并提高刚性及受此影响的翻 转平稳性。