本發(fā)明涉及一種采油井口生產(chǎn)參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種采用拉力傳感器的采油井口油液流量在線測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)抽油機(jī)的井口油液流量，大都不能準(zhǔn)確測(cè)量，造成井口的生產(chǎn)狀況無(wú)法監(jiān)測(cè)，也無(wú)法根據(jù)井口的實(shí)際出油多少，自動(dòng)控制生產(chǎn)，減小能耗。因此，如何對(duì)井口油液流量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，成為國(guó)內(nèi)工程研究開(kāi)發(fā)的重要方向。
目前國(guó)內(nèi)提出的井口油液流量獲取方案是：流量傳感器直接測(cè)量、由示功圖推算、基于稱重法的測(cè)量裝置。
常用的流量傳感器無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量油液的流量，因?yàn)榫诹黧w為多相流流體，有氣、油、水及顆粒等，通常的流量傳感器無(wú)法精確測(cè)量多相流介質(zhì)的流量，因此導(dǎo)致無(wú)法實(shí)際應(yīng)用；示功圖推算，由于受到不同抽油機(jī)型號(hào)、不同井下參數(shù)的影響等，計(jì)算得出的結(jié)果往往誤差很大；基于稱重法的測(cè)量裝置，由于稱重傳感器受到現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)、溫度的影響，誤差較大；現(xiàn)有方案存在如下缺點(diǎn)：1、常用流量傳感器無(wú)法測(cè)量多相流流量；2、由示功圖推算結(jié)果誤差大；3、基于稱重法的測(cè)量裝置，由于稱重傳感器受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾，誤差大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種采用拉力傳感器的采油井口油液流量在線測(cè)量裝置。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種采油井口油液流量在線測(cè)量裝置，包括測(cè)量罐、設(shè)置于測(cè)量罐內(nèi)的油氣分離轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪、與測(cè)量罐連通的進(jìn)油管、出油管、油氣排出管、設(shè)于測(cè)量罐一側(cè)的音叉式液位開(kāi)關(guān)傳感器和設(shè)于測(cè)量罐頂部的拉力傳感器；所述油氣分離轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪橫置于測(cè)量罐內(nèi)，所述出油管上設(shè)有常開(kāi)出油口電磁閥，油氣排出管上設(shè)有常閉油氣排出口電磁閥；所述進(jìn)油管、測(cè)量罐和出油管依次連接形成第一支路，所述測(cè)量裝置還包括與該第一支路并聯(lián)的旁路管道，在所述旁路管道上設(shè)有常開(kāi)旁路電磁閥；其中，進(jìn)油管的一端與測(cè)量罐上部連通，另一端與旁路管道的始端連通；出油管的一端穿入測(cè)量罐的罐體內(nèi)并向下延伸至測(cè)量罐的底部，另一端串聯(lián)常開(kāi)出油口電磁閥后連通至旁路管道的末端；油氣排出管的一端與測(cè)量罐的頂部連通，另一端串聯(lián)常閉油氣排出口電磁閥后也連通至旁路管道的末端；油氣排出管的一端與測(cè)量罐的頂部連通，另一端串聯(lián)常閉油氣排出口電磁閥后也連通至旁路管道的末端；；所述音叉式液位開(kāi)關(guān)傳感器安裝在出油管下方的測(cè)量罐側(cè)壁上；拉力傳感器通過(guò)外支架置于測(cè)量灌的頂部。
所述油氣分離旋轉(zhuǎn)葉輪上的葉片傾斜設(shè)置，方便液體油液下落至罐體底部，并均用轉(zhuǎn)軸連接，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中更有利于氣液分離。
裝置還包括plc控制器，所述plc控制器分別與常開(kāi)出油口電磁閥、常閉油氣排出口電磁閥、常開(kāi)旁路電磁閥、拉力傳感器和音叉式液位開(kāi)關(guān)傳感器電連接。
根據(jù)所述采油井口油液流量在線測(cè)量裝置進(jìn)行油液流量測(cè)量的方法，包括以下步驟：
(a)plc控制器發(fā)出指令，關(guān)閉常開(kāi)旁路電磁閥和常開(kāi)出油口電磁閥，開(kāi)啟常閉油氣排出口電磁閥，并讀取此時(shí)的拉力傳感器的拉力值g1；
(b)經(jīng)過(guò)δt時(shí)間當(dāng)液面達(dá)到音叉?zhèn)鞲衅饕何缓?，讀取此時(shí)的拉力傳感器的拉力值g2；
(c)plc控制器發(fā)出指令，打開(kāi)常開(kāi)旁路電磁閥和常開(kāi)出油口電磁閥，關(guān)閉常閉油氣排出口電磁閥；
(d)計(jì)算流量q＝(g2-g1)/gδt。
有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)勢(shì)：本發(fā)明結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，高效節(jié)能；基于拉力傳感器測(cè)拉力測(cè)得油液流量，使得測(cè)量精度和效率都得到了提高；設(shè)備通過(guò)plc控制器高度集成，實(shí)現(xiàn)了油液流量的實(shí)時(shí)測(cè)量，運(yùn)行可靠，維修方便。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的在線測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的裝置由測(cè)量罐1、油氣分離轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪2、進(jìn)油管3、出油管4、旁路管道8、音叉式液位開(kāi)關(guān)傳感器10和拉力傳感器11構(gòu)成，出油管4上設(shè)有常開(kāi)出油口電磁閥5，旁路管道8上設(shè)有常開(kāi)旁路電磁閥9，所述進(jìn)油管3、測(cè)量罐1和出油管4依次連接形成串聯(lián)支路，旁路管道8與該串聯(lián)支路并聯(lián)，在通常情況下，油氣混合物從旁路管道8流走，不影響油氣的正常輸送。進(jìn)油管3的一端與測(cè)量罐1上部連通，另一端與旁路管道8的始端連通；出油管4的一端穿入測(cè)量罐1的罐體內(nèi)并向下延伸至測(cè)量罐1的底部，另一端串聯(lián)常開(kāi)出油口電磁閥5后連通至旁路管道8的末端；測(cè)量罐1的上部開(kāi)孔，接有油氣排出管6，再與一常閉油氣排出口電磁閥7相連，油氣排出管6的另一端與出油管4交匯連通至旁路管道8的末端。音叉式液位開(kāi)關(guān)傳感器10安裝在測(cè)量罐1側(cè)壁的中部位置，具體為出油管4下方的測(cè)量罐1的側(cè)壁上。
所述油氣分離轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪2包括橫桿和葉片，所述葉片傾斜設(shè)置，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸繞于橫桿上，通過(guò)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可完成氣液分離過(guò)程。
所述裝置還包括plc控制器，所述plc控制器分別與常開(kāi)出油口電磁閥5、常閉油氣排出口電磁閥7、常開(kāi)旁路電磁閥9、音叉式液位開(kāi)關(guān)傳感器10和拉力傳感器11電連接。
拉力傳感器11置于測(cè)量灌1頂部并與外支架連接。
本裝置的工作過(guò)程如下：
(a)正常運(yùn)行情況下，常開(kāi)旁路電磁閥9和出油口電磁閥5處于常開(kāi)狀態(tài)，氣路電磁閥7處于常閉狀態(tài)，油氣混合物從旁路管道8走，油氣正常輸送；
(b)油液流量在線測(cè)量
(b1)關(guān)閉常開(kāi)旁路電磁閥9，油氣混合物從進(jìn)油管3進(jìn)入測(cè)量罐1，噴到油氣分離轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪2上，油液向下流，氣體向上走，實(shí)現(xiàn)油液與氣的分離；打開(kāi)常閉油氣排出口電磁閥7，同時(shí)關(guān)閉常開(kāi)出油口電磁閥5，記錄拉力傳感器11的數(shù)值g1，間隔時(shí)間δt，當(dāng)液位達(dá)到音叉開(kāi)關(guān)液位傳感器10后，記錄拉力傳感器11的數(shù)值g1，打開(kāi)常開(kāi)出油口電磁閥5，同時(shí)關(guān)閉常閉油氣排出口電磁閥7，打開(kāi)常開(kāi)旁路電磁閥9，恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)；
(b2)計(jì)算流量q＝(g2-g1)/gδt；
(b3)若需測(cè)量，則重新從(b1)開(kāi)始。
所有采集、控制和計(jì)算、傳輸由井口的智能控制柜自動(dòng)完成，控制系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)的plc控制器完成控制、計(jì)算和傳輸。
本項(xiàng)發(fā)明實(shí)現(xiàn)了井口的油氣分離和油液流量的精確測(cè)量，可依據(jù)井口油液流量大小，即時(shí)改變抽油機(jī)工作狀態(tài)，產(chǎn)生節(jié)能效果。