一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，屬于石油油井計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括旁通單元、分離器、電動(dòng)換向閥、計(jì)量器、豎管單元和漩渦流量計(jì)，所述的分離器，包括氣體節(jié)流裝置、旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、浮子結(jié)構(gòu)、液體節(jié)流裝置和缸體；所述的計(jì)量器，其活塞直徑與活塞高度比為：2:1～2.5:1；活塞槽徑向深度與活塞環(huán)徑向?qū)挾戎g的差大于0.3mm；該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，對(duì)流量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，采用模塊化設(shè)計(jì)可滿(mǎn)足單井液量計(jì)量、氣液兩相計(jì)量以及油氣水三相計(jì)量；同時(shí)，此種結(jié)構(gòu)也易于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)車(chē)載方式，可方便的應(yīng)用于邊緣區(qū)域、低產(chǎn)區(qū)域的循環(huán)測(cè)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于石油油井計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]原油產(chǎn)出液是一種混合液，除了油，還含水、氣以及砂子等混合物?，F(xiàn)有油田油井計(jì)量主要依賴(lài)于氣、液兩相分離計(jì)量。該種計(jì)量方法，受內(nèi)壁易結(jié)垢、結(jié)蠟以及部分油井流速低、存在間歇出油問(wèn)題等諸多因素影響，油井井口計(jì)量誤差較大。現(xiàn)有原油的計(jì)量方法:
[0003]I是玻璃管液面計(jì)量，它是通過(guò)高壓玻璃管和立式分離器構(gòu)成的一種連通管液面計(jì)，并安裝在油氣分離器側(cè)壁上，觀察玻璃管內(nèi)水柱上升高度，讀取刻度值，再記錄液面上升所需時(shí)間，進(jìn)而推算出該時(shí)間段產(chǎn)出液量。立式玻璃管液位計(jì)量是我國(guó)單井計(jì)量的常用方法，大約占油井的百分之九十以上。其優(yōu)點(diǎn)是基礎(chǔ)裝備簡(jiǎn)單、耐用。缺點(diǎn)是自動(dòng)化水平低、人工計(jì)量勞動(dòng)強(qiáng)度大；原油粘在內(nèi)壁上，使工作人員難于記錄；間歇性計(jì)量原油誤差大;氣液比高低影響油井正常計(jì)量。
[0004]2是玻璃管電極量油，電極量油是在分離器內(nèi)安裝電極，通過(guò)電極可以自動(dòng)記錄計(jì)量時(shí)間，再根據(jù)記錄的產(chǎn)液量推斷出該時(shí)段的產(chǎn)液量。計(jì)算時(shí)也采用定容積計(jì)算法，只是計(jì)量和記錄全部由儀表來(lái)代替。這樣不僅避免了繁瑣的開(kāi)關(guān)操作，而且降低了人為誤差的影響，有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量。相對(duì)于玻璃管液面計(jì)量，電極計(jì)量的水位記錄和時(shí)間記錄自動(dòng)化水平有所提高。但是間歇量油受產(chǎn)氣量不穩(wěn)定影響，誤差高，而且高含水和低氣液比時(shí)該方法存在一定的局限性。
[0005]3是翻斗量油，翻斗量油是利用定容積法對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)量。翻斗量油對(duì)被測(cè)液體要求低，允許在被測(cè)液體中含有泡沫及雜質(zhì)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)量翻斗由排油狀態(tài)轉(zhuǎn)為進(jìn)油狀態(tài)時(shí)，不是順時(shí)完成，而是在一定時(shí)間內(nèi)完成，在這段時(shí)間里，有一部分液體未經(jīng)計(jì)量而漏失，產(chǎn)量越高這種誤差越大，所以，必須對(duì)這種誤差進(jìn)行計(jì)算。
[0006]4是高架罐量油，單井產(chǎn)出液經(jīng)分離后，進(jìn)入到高架油罐，再計(jì)量原油；多井計(jì)量時(shí)，時(shí)間間隔很長(zhǎng)。該方法的缺點(diǎn)是人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，精度低，計(jì)量速度較慢，無(wú)法實(shí)施連續(xù)計(jì)量。自動(dòng)化程度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，以達(dá)到氣液快速分離，提高氣體純度、保證液體體積計(jì)量的準(zhǔn)確度和防止產(chǎn)出液混合物中的砂子進(jìn)入計(jì)量器間隙的目的。
[0008]—種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，該裝置包括旁通單元、分離器、電動(dòng)換向閥、計(jì)量器、豎管單元和漩渦流量計(jì)，其中，所述的分離器與原油混合液入口相連接，分離器的上端通過(guò)氣體管線連接原油出口，氣體管線設(shè)置有漩渦流量計(jì);分離器的下端通過(guò)液體管線連接電動(dòng)換向閥一側(cè)的輸入端，電動(dòng)換向閥一側(cè)的輸出端通過(guò)液體管線連接豎管單元的輸入端，豎管單元的輸出端連接原油出口；電動(dòng)換向閥另一側(cè)的兩端連接計(jì)量器的兩端;旁通單元一端連接原油混合液入口，另一端通過(guò)氣體管線連接原油出口 ；
[0009]所述的分離器，包括氣體節(jié)流裝置、旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、浮子結(jié)構(gòu)、液體節(jié)流裝置和缸體;其中，
[0010]所述的缸體的頂部設(shè)置有氣體管線，氣體管線與缸體之間設(shè)置有氣體節(jié)流裝置；缸體的底部設(shè)置有液體管線，液體管線與缸體之間設(shè)置有液體節(jié)流裝置;所述的原油混合液入口設(shè)置于缸體上部截面圓周切線方向；缸體內(nèi)部設(shè)置有旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)；
[0011]所述的浮子結(jié)構(gòu)包括浮子和中間桿，中間桿通過(guò)支架固定于缸體內(nèi)部中央位置，浮子與中間桿固定連接，并通過(guò)浮子的上下漂浮帶動(dòng)中間桿的上下運(yùn)動(dòng)，中間桿的上端與氣體節(jié)流裝置的出口相配合，中間桿的下端與液體節(jié)流裝置的出口相配合。
[0012]所述的計(jì)量器，包括缸體、活塞、活塞環(huán)和位置傳感器，其中，位置傳感器設(shè)置于缸體的頂部和底部;活塞直徑與活塞高度比為:2:1?2.5:1;活塞槽徑向深度與活塞環(huán)徑向?qū)挾戎g的差大于0.3mm。
[0013]所述的旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，其螺旋角度范圍為5°?15°。
[0014]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn):
[0015]為了適應(yīng)分散油井及受地面集油管線不足所限油井計(jì)量需要，針對(duì)流量差異大，含氣、水、含砂等特點(diǎn)，本實(shí)用新型提出一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，對(duì)流量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，采用模塊化設(shè)計(jì)可滿(mǎn)足單井液量計(jì)量、氣液兩相計(jì)量以及油氣水三相計(jì)量；同時(shí)，此種結(jié)構(gòu)也易于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)車(chē)載方式，可方便的應(yīng)用于邊緣區(qū)域、低產(chǎn)區(qū)域的循環(huán)測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的分離器結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖(a)為主視圖，圖(b)為俯視圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖(a)為主視圖，圖(b)為局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一種實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖1所示，旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置包括旁通單元a、分離器b、電動(dòng)換向閥C、計(jì)量器d、豎管單元e和漩渦流量計(jì)f，其中，分離器b用于將經(jīng)原油入口進(jìn)入的產(chǎn)出液進(jìn)行氣液分離，氣體通過(guò)頂部進(jìn)入漩渦氣體流量計(jì)，液體經(jīng)底部進(jìn)入電動(dòng)換向閥c;電動(dòng)換向閥c用于切換液體從計(jì)量器d的底部或頂部進(jìn)入計(jì)量器d的缸體;計(jì)量器d用于根據(jù)液體推動(dòng)計(jì)量缸體內(nèi)的柱塞向上或向下運(yùn)動(dòng)的次數(shù)獲得油井體積流量;豎管單元e用于對(duì)液體進(jìn)行溫度、壓力和密度的檢測(cè);漩渦流量計(jì)f用于計(jì)量氣體流量;旁通單元a用于當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，打開(kāi)其中的安全回流閥，產(chǎn)出液經(jīng)氣體旁通通道流至原油出口；
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例中，豎管單元e內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器(型號(hào):WZPKJ_248)、壓力傳感器(型號(hào):FB0803E3Rd)和密度傳感器(型號(hào):MD3051A10F2H15/型號(hào):WS3051-EMD13L1IA1A51H1-YE);旁通單元a內(nèi)部設(shè)置有安全回流閥(型號(hào):AHN42F-25C);漩渦氣體流量計(jì) f 采用 LUY-BIIS21-025-025 型號(hào)；
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖2中圖(a)和圖(b)所示，分離器b包括氣體管線1、氣體節(jié)流裝置2、旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)3、浮子結(jié)構(gòu)5、液體節(jié)流裝置6、缸體、原油混合液入口 4和液體管線7;其中，所述的缸體的頂部設(shè)置有氣體管線I，氣體管線I與缸體之間設(shè)置有氣體節(jié)流裝置2;缸體的底部設(shè)置有液體管線7，液體管線7與缸體之間設(shè)置有液體節(jié)流裝置6;所述的原油混合液入口 4設(shè)置于缸體上部截面圓周切線方向；缸體內(nèi)部設(shè)置有旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)3;所述的浮子結(jié)構(gòu)5包括浮子和中間桿，中間桿通過(guò)支架固定于缸體內(nèi)部中央位置，浮子與中間桿固定連接，并通過(guò)浮子的上下漂浮帶動(dòng)中間桿的上下運(yùn)動(dòng)，中間桿的上端(球狀)與氣體節(jié)流裝置2的出口相配合，中間桿的下端(球狀)與與液體節(jié)流裝置6的出口相配合；所述的旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)3，其其螺旋角度范圍為5°?15°。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)將氣液快速分離，通過(guò)氣旋導(dǎo)流元件提高氣體純度，液體節(jié)流裝置6和氣體節(jié)流裝置2確保內(nèi)部液位穩(wěn)定，氣體從分離器頂部流出進(jìn)入禍流流量計(jì)，液體從分離器下部流出，進(jìn)入浮動(dòng)計(jì)量油缸。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖3中圖(a)和圖(b)所示，所述的計(jì)量器d，包括缸體8、活塞9、活塞環(huán)10和位置傳感器(未在圖中顯示)，其中，位置傳感器設(shè)置于缸體8的頂部和底部;計(jì)量缸的活塞9與缸體8、活塞9與活塞環(huán)10之間的配合關(guān)系，即活塞直徑與活塞高度比為2:1到2.5:1之間時(shí)，可以縮小計(jì)量裝置的制造成本;活塞槽11與活塞環(huán)10之間的配合關(guān)系，即活塞槽徑向深度大于活塞環(huán)徑向?qū)挾?.3_，可以避免由于原油混合物中的砂子進(jìn)入配合間隙，造成活塞環(huán)抱死，從而造成缸體與活塞的損傷及計(jì)量的不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例中，產(chǎn)出液經(jīng)原油入口切向進(jìn)入分離器，產(chǎn)出液經(jīng)過(guò)分離器內(nèi)部的旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)分離出氣體和液體，其中，氣體通過(guò)頂部進(jìn)入漩渦氣體流量計(jì)，液體經(jīng)底部進(jìn)入電動(dòng)換向閥；
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例中，管道內(nèi)的原油切向進(jìn)入分離器的圓筒內(nèi)，流通截面積的突然增大，釋放了原油混合液的內(nèi)部壓力，使得原油內(nèi)含有的氣體容易分離出來(lái);利用液體和氣體間的密度差之原理，原油以一定的切線速度垂直于重力場(chǎng)進(jìn)入分離器圓筒，受其圓形筒壁半徑R的變化，更有利于增大慣性離心力；原油在重力場(chǎng)及螺旋導(dǎo)葉片雙作用下，密度大的液體緊貼圓形管壁沉降，密度小的氣體被擠壓成氣柱向上溢出，根據(jù)流量大小在筒內(nèi)設(shè)置的螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，使原油的沉降速度趨于受控狀態(tài)的理想化，可以提高氣體分離的效率；
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖1所示，氣體虛線箭頭標(biāo)識(shí)，分離器分離出來(lái)的氣體，經(jīng)分離器上通道即氣體通道;如圖1所示的液體實(shí)線箭頭標(biāo)識(shí)，分離器分離出來(lái)的液體，積攢到一定量使腔內(nèi)設(shè)置的浮子提升打開(kāi)液體調(diào)節(jié)裝置6，同時(shí)關(guān)閉氣體調(diào)節(jié)裝置2，液體經(jīng)過(guò)分離器下通道；
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例中，氣體經(jīng)過(guò)管線進(jìn)入漩渦流量計(jì)獲得氣體流量，經(jīng)氣表計(jì)量后通過(guò)原油出口排出；液體經(jīng)過(guò)管線進(jìn)入電動(dòng)換向閥，電動(dòng)換向閥切換液體進(jìn)入計(jì)量器方向，即從計(jì)量器底部或頂部進(jìn)入缸體，液體推動(dòng)計(jì)量缸體內(nèi)的活塞向上或向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到缸體的頂部或底部時(shí)位置傳感器發(fā)出信號(hào)，控制電動(dòng)換向閥換向，根據(jù)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)獲得油井體積流量；
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例中，計(jì)量器單元由具有浮動(dòng)活塞的計(jì)量缸構(gòu)成。原油進(jìn)入計(jì)量器后，推動(dòng)計(jì)量缸里面的浮動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。計(jì)量器單元中的計(jì)量缸兩端，設(shè)有位置傳感器，當(dāng)液體推動(dòng)活塞移動(dòng)到缸體的頂部或底部時(shí)，位置傳感器會(huì)提前向電動(dòng)換向閥發(fā)出換向指令，使電動(dòng)換向閥開(kāi)始換向，浮動(dòng)活塞向相反方向運(yùn)動(dòng)，如此往復(fù)，原油產(chǎn)出液體經(jīng)計(jì)量缸確定其容積后流出，進(jìn)入豎管單元進(jìn)行密度測(cè)量。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用豎管單元對(duì)液體進(jìn)行溫度、壓力和密度的檢測(cè)，進(jìn)而獲得油井原油的產(chǎn)液量；當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，旁通單元中的安全回流閥自動(dòng)打開(kāi)，產(chǎn)出液經(jīng)氣體旁通通道流至原油出口。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，其特征在于，該裝置包括旁通單元、分離器、電動(dòng)換向閥、計(jì)量器、豎管單元和漩渦流量計(jì)，其中，所述的分離器與原油混合液入口相連接，分離器的上端通過(guò)氣體管線連接原油出口，氣體管線設(shè)置有漩渦流量計(jì);分離器的下端通過(guò)液體管線連接電動(dòng)換向閥一側(cè)的輸入端，電動(dòng)換向閥一側(cè)的輸出端通過(guò)液體管線連接豎管單元的輸入端，豎管單元的輸出端連接原油出口；電動(dòng)換向閥另一側(cè)的兩端連接計(jì)量器的兩端;旁通單元一端連接原油混合液入口，另一端通過(guò)氣體管線連接原油出口 ； 所述的分離器，包括氣體節(jié)流裝置、旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)、浮子結(jié)構(gòu)、液體節(jié)流裝置和缸體;其中， 所述的缸體的頂部設(shè)置有氣體管線，氣體管線與缸體之間設(shè)置有氣體節(jié)流裝置;缸體的底部設(shè)置有液體管線，液體管線與缸體之間設(shè)置有液體節(jié)流裝置;所述的原油混合液入口設(shè)置于缸體上部截面圓周切線方向；缸體內(nèi)部設(shè)置有旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)； 所述的浮子結(jié)構(gòu)包括浮子和中間桿，中間桿通過(guò)支架固定于缸體內(nèi)部中央位置，浮子與中間桿固定連接，并通過(guò)浮子的上下漂浮帶動(dòng)中間桿的上下運(yùn)動(dòng)，中間桿的上端與氣體節(jié)流裝置的出口相配合，中間桿的下端與液體節(jié)流裝置的出口相配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，其特征在于，所述的計(jì)量器，包括缸體、活塞、活塞環(huán)和位置傳感器，其中，位置傳感器設(shè)置于缸體的頂部和底部;活塞直徑與活塞高度比為:2:1?2.5:1;活塞槽徑向深度與活塞環(huán)徑向?qū)挾戎g的差大于0.3mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流浮動(dòng)式油井計(jì)量裝置，其特征在于，所述的旋流螺旋導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，其螺旋角度范圍為5°?15°。
【文檔編號(hào)】E21B43/34GK205532576SQ201620328622
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】孫興革, 張義順
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)通益科技有限公司