專利名稱：油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)量裝置，尤其涉及一種油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置。屬于石油 工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)油田油井計(jì)量生產(chǎn)方式有多種，如計(jì)量分離器量油、功圖法量油(其 對高含氣油井計(jì)量不適應(yīng))等，其中，最為普遍的計(jì)量生產(chǎn)方式是采用計(jì)量分離器量油。計(jì) 量分離器量油通常采用臥式或立式兩相及三相分離器進(jìn)行油井產(chǎn)量計(jì)量。現(xiàn)有的重力分離型立式計(jì)量分離器主要包括計(jì)量罐、儲(chǔ)存油氣混合物并使其分 離的分離筒、量油玻璃管、加水漏斗與閘門、出氣管、安全閥、分離傘、進(jìn)油管、散油帽、排油 管及支架等，計(jì)量罐下部設(shè)有一小水包，小水包中的水與分離器隔板以下的大水包及玻璃 管相連通；計(jì)量罐頂部及小水包上安裝有相通的量油玻璃管；計(jì)量罐上還安裝有分離筒、 加水漏斗與閘門、進(jìn)油管、出氣管等。工作原理油氣混合物經(jīng)進(jìn)油管線進(jìn)入計(jì)量罐后，噴灑在散油帽上，擴(kuò)散后的油靠 重力沿管壁下滑到計(jì)量罐的下部，經(jīng)排油管排出。同時(shí)，氣體上升經(jīng)分離傘集中，將氣體中 的小油滴粘附在傘壁上，聚集后附壁而下，脫油后的氣體經(jīng)計(jì)量罐頂部出氣管進(jìn)入管線進(jìn) 行測氣。在計(jì)量罐側(cè)壁裝一高壓玻璃管和分離筒構(gòu)成連通器，當(dāng)計(jì)量罐內(nèi)液柱上升到一定 高度時(shí)，玻璃管內(nèi)水柱也相應(yīng)上升一定高度，因液、水密度不同，計(jì)量罐內(nèi)液柱和玻璃管中 的水柱上升高度也不相同。只要知道玻璃管內(nèi)水柱高度，就可以計(jì)算出計(jì)量罐內(nèi)液柱上升 高度，記錄玻璃管內(nèi)水柱上升高度所需時(shí)間，則可計(jì)算出分離器內(nèi)液柱重量，就可求出該井 日產(chǎn)量。由于現(xiàn)有量油分離器體積大、分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、十分笨重，一般普通的900 型立式量油分離器高度也多在2. 3至2. 8米，重量超過一噸以上；因此，不便于撬裝化和現(xiàn) 場安裝，且不便實(shí)現(xiàn)井口計(jì)量。而GLCC(Gas-Liquid Cylindrical Cyclone—圓柱型氣液旋流分離器)旋流式分 離器是一個(gè)垂直安裝管，沒有任何運(yùn)動(dòng)部件和內(nèi)部裝置，裝有一個(gè)下傾切向入口。管的上部 和底部都有出口，流體沿切向進(jìn)入形成旋渦運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生離心力。進(jìn)來的兩相混合物在重力 和離心力的作用下分離。密度大的液體在力的作用下沿徑向滾向筒壁，在底部收集起來。氣 體則流向旋流器中心，從頂部排出，實(shí)現(xiàn)兩相充分分離，分離后氣液滿足高精度儀表計(jì)量的 要求，可實(shí)現(xiàn)氣液準(zhǔn)確計(jì)量。如單獨(dú)使用GLCC—旋流分離器配合流量計(jì)進(jìn)行油井計(jì)量，雖然，克服了上述計(jì)量 分離器體積大，笨重的缺點(diǎn)，但是，由于受GLCC—旋流分離器自身的特點(diǎn)的限制，GLCC-M 流分離器對原油的粘度有很高要求，因此，對于粘度高的原油不適用，不如傳統(tǒng)分離器對油 品物性適應(yīng)范圍廣，并且，GLCC—旋流分離器的高度過高，通常超過3米(完全分離方式) 或只能部分分離，且必須在其后面配套使用昂貴的多相流流量計(jì)，計(jì)量的穩(wěn)定性不高，精度 差。
3[0008]由于GLCC—旋流分離器的直徑小液位控制比較困難；同時(shí)，由于使用流量計(jì)進(jìn)行 產(chǎn)量計(jì)量時(shí)，裝置的量程受到流量計(jì)量程的限制，當(dāng)油井液量小于流量計(jì)量程下限或碰到 油井間斷出油等特殊工況時(shí)，采用流量計(jì)計(jì)量方式則無法進(jìn)行計(jì)量，量程范圍窄。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種油田單井 三相自動(dòng)計(jì)量裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小量，量程范圍大，可以實(shí)現(xiàn)單井的三相計(jì)量，尤其是 高含氣的單井產(chǎn)量計(jì)量；同時(shí)，便于撬裝化和現(xiàn)場安裝，實(shí)現(xiàn)井口計(jì)量。本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，包括計(jì)量罐，其特征在于該計(jì)量罐經(jīng)管道依次 與氣體流量計(jì)、氣路控制閥及安裝在入口管道上的三通控制閥的一端相連；計(jì)量罐的一端 經(jīng)管道與預(yù)分離器一端相連；預(yù)分離器的另一端與計(jì)量罐另一端相連，預(yù)分離器的一端經(jīng) 管道與三通控制閥的另一出口端相連；計(jì)量罐上分別安裝有數(shù)個(gè)液位計(jì)、液路控制閥，計(jì)量 罐內(nèi)安裝有差壓變送器。所述預(yù)分離器的入口傾斜向下與垂直方向成傾角。所述預(yù)分離器為旋流預(yù)分離器。所述計(jì)量罐底部的進(jìn)液匯管上設(shè)有排污口。所述三通控制閥為電動(dòng)三通球閥。所述控制閥為電動(dòng)控制球閥。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，具有1、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小量，量程范圍大，可以實(shí)現(xiàn)單井的三相計(jì)量，尤其是高含氣的
單井產(chǎn)量計(jì)量；2、不僅能實(shí)現(xiàn)原來量油分離器的計(jì)量功能，而且，在處理量相同的情況下體積和 重量小于原立式量油分離器50%以上；3、適合對高含氣及原油粘度高的油井計(jì)量；4、便于撬裝化和現(xiàn)場安裝，實(shí)現(xiàn)井口計(jì)量。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中主要標(biāo)號說明1.三通控制球閥，2.差壓變送器，3.液位計(jì)，4.浮子液位計(jì)，5.控制球閥，6.液路 電動(dòng)防爆控制球閥，7.氣體流量計(jì)，8.排污口，9.入口管，10.預(yù)分離器，11.計(jì)量緩沖罐， 12.底部進(jìn)液匯管。
具體實(shí)施方式
參閱圖1所示，本實(shí)用新型包括計(jì)量罐，計(jì)量罐為計(jì)量緩沖罐11，計(jì)量緩沖罐11 上端經(jīng)管道與氣體流量計(jì)7出口端相連；氣體流量計(jì)7的入口端經(jīng)管道與氣路電動(dòng)防爆控 制球閥5出口端相連；氣路電動(dòng)防爆控制球閥5的入口端經(jīng)管道與電動(dòng)防爆三通控制球閥 1的一出口端相連；電動(dòng)防爆三通控制球閥1安裝在入口的管道上。[0026]計(jì)量緩沖罐11的的上端經(jīng)管道與圓柱形旋流預(yù)分離器10的上端相連，計(jì)量緩沖 罐11的下端與預(yù)分離器10的下端相連；圓柱形旋流預(yù)分離器10經(jīng)入口管9與三通控制球 閥1的另一出口端相連。計(jì)量緩沖罐11的上端安裝有液位計(jì)3，計(jì)量緩沖罐11的側(cè)面安裝有一浮子液位 計(jì)4，計(jì)量緩沖罐11上安裝有液路電動(dòng)防爆控制球閥6，在計(jì)量緩沖罐11的計(jì)量罐內(nèi)安裝 一臺(tái)差壓變送器2。計(jì)量緩沖罐11底部的進(jìn)液匯管12上設(shè)有排污口 12，排污口 12上安裝 有法蘭或控制閥門，用以實(shí)現(xiàn)底部排污。本實(shí)用新型在計(jì)量裝置的前端設(shè)置圓柱形旋流預(yù)分離器10，用于單井的氣液分 離，預(yù)分離器10的入口傾斜向下與垂直方向成傾角。在預(yù)分離器10的后面串聯(lián)有計(jì)量緩 沖罐11，計(jì)量緩沖罐11的上部氣路管線設(shè)有氣體流量計(jì)7實(shí)現(xiàn)單井氣體計(jì)量，計(jì)量緩沖罐 11上設(shè)有液位計(jì)4用于單井的產(chǎn)量計(jì)量，計(jì)量緩沖罐11上還設(shè)有液位計(jì)3和差壓變送器2 利用密度法測量含水率，電動(dòng)防爆控制球閥在計(jì)算機(jī)控制下可以自動(dòng)計(jì)量和單井的三相計(jì) 量。本實(shí)用新型的工作原理開始計(jì)量時(shí)，首先，打開入口電動(dòng)三通控制球閥1，使單井來液進(jìn)入自動(dòng)計(jì)量裝置， 關(guān)閉液路電動(dòng)防爆控制球閥6進(jìn)入計(jì)量模式；當(dāng)液位上升到浮子液位計(jì)4下設(shè)定點(diǎn)時(shí)，計(jì)時(shí) 開始；同時(shí)，氣體流量計(jì)7開始累計(jì)氣相的氣量；當(dāng)液位上升至浮子液位計(jì)4上設(shè)定點(diǎn)時(shí)， 計(jì)時(shí)結(jié)束，通過以兩點(diǎn)的時(shí)間差求算單井液的日產(chǎn)量，同時(shí)，氣相氣量計(jì)量結(jié)束，系統(tǒng)計(jì)算
輸出液產(chǎn)量及氣產(chǎn)量。然后，再進(jìn)行油水比計(jì)算由測量密度結(jié)合濃度計(jì)算法計(jì)算油水比，在計(jì)量緩沖罐 11的計(jì)量罐外加液位計(jì)3，同時(shí)，在計(jì)量緩沖罐11的計(jì)量罐內(nèi)安裝一臺(tái)差壓變送器2。當(dāng) 產(chǎn)量計(jì)算完成時(shí)，先關(guān)閉入口電動(dòng)三通控制球閥1，將預(yù)分離器10旁路，緩沖罐11靜置5 分鐘。根據(jù)計(jì)量緩沖罐11罐內(nèi)液位高度、差壓的大小，算出油水混合物的密度(根據(jù)P = Phg公式計(jì)算出混合液密度P，液位高度h，重力加速度g)。此時(shí)，打開液路電動(dòng)防爆控制 球閥6，然后，關(guān)閉氣路電動(dòng)防爆控制球閥5開始排液，完成單井的三相計(jì)量。再根據(jù)此前取 樣測量得到的油、水相分別的密度。由于混合液密度P、混合液密度P水混合液密度P油和h水+h油的數(shù)值為實(shí)測 的值已知，根據(jù)濃度計(jì)算公式(設(shè)h油/h水=X，則公式P水h水+P油h油=P (h水 +h油)將P、P水P油和h水+h油的數(shù)值代入公式變?yōu)镻水+ P油X = P (1+χ)則X =(P水-P)/(P-P油)可以計(jì)算得到X = h油/h水即油水比)。三通控制球閥1、差壓變送器2、液位計(jì)3，浮子液位計(jì)4，控制球閥、氣體流量計(jì)7、 法蘭8為市售產(chǎn)品，預(yù)分離器10及計(jì)量緩沖罐11為采用已知技術(shù)制作。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與 修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，包括計(jì)量罐，其特征在于該計(jì)量罐經(jīng)管道依次與氣體流量計(jì)、氣路控制閥及安裝在入口管道上的三通控制閥的一端相連；計(jì)量罐的一端經(jīng)管道與預(yù)分離器一端相連；預(yù)分離器的另一端與計(jì)量罐另一端相連，預(yù)分離器的一端經(jīng)管道與三通控制閥的另一出口端相連；計(jì)量罐上分別安裝有數(shù)個(gè)液位計(jì)、液路控制閥，計(jì)量罐內(nèi)安裝有差壓變送器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于所述預(yù)分離器的 入口傾斜向下與垂直方向成傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于所述預(yù)分離 器為旋流預(yù)分離器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于所述計(jì)量罐底部 的進(jìn)液匯管上設(shè)有排污口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于所述三通控制閥 為電動(dòng)三通球閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，其特征在于所述控制閥為電 動(dòng)控制球閥。
專利摘要一種油田單井三相自動(dòng)計(jì)量裝置，包括計(jì)量罐，該計(jì)量罐經(jīng)管道依次與氣體流量計(jì)、氣路控制閥及安裝在入口管道上的三通控制閥的一端相連；計(jì)量罐的一端經(jīng)管道與預(yù)分離器一端相連；預(yù)分離器的另一端與計(jì)量罐另一端相連，預(yù)分離器的一端經(jīng)管道與三通控制閥的另一出口端相連；計(jì)量罐上分別安裝有數(shù)個(gè)液位計(jì)、液路控制閥，計(jì)量罐內(nèi)安裝有差壓變送器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，體積小量，量程范圍大，可以實(shí)現(xiàn)單井的三相計(jì)量，尤其是高含氣的單井產(chǎn)量計(jì)量；同時(shí)，便于撬裝化和現(xiàn)場安裝，實(shí)現(xiàn)井口計(jì)量。
文檔編號E21B43/34GK201635722SQ20102013669
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者周玉賀, 易南華, 潘明濤, 牟彥霖, 羅小明, 韓專 申請人:天津大港油田科遠(yuǎn)石油工程有限責(zé)任公司