專(zhuān)利名稱(chēng)：油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置。

背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)許多油田的油井產(chǎn)量計(jì)量主要采用人工量油，即玻璃罐、翻斗、容積式流量計(jì)量油、應(yīng)用密度改進(jìn)油井二相分離裝置、油井三相分離計(jì)量裝置和液面恢復(fù)法、功圖法等量油，以及多相流流量計(jì)量裝置，有的在實(shí)際工況下計(jì)量效果差，有的采用同位素測(cè)量原理存在污染環(huán)境等不足之處。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有裝置在實(shí)際工況下計(jì)量效果差，污染環(huán)境的問(wèn)題，提供一種不污染環(huán)境的油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)法蘭與管線(xiàn)將氣液分離罐、氣液控制罐、質(zhì)量流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體緩沖罐、液體閥、氣體閥、止回閥聯(lián)接組成的裝置；其特征是氣液分離罐上側(cè)與氣液進(jìn)口管相連，氣液分離罐頂部設(shè)有氣體出口管與氣液控制罐上側(cè)相連，氣液分離罐上中部設(shè)有環(huán)形階梯狀跌落式氣液分離器，氣液分離罐下部設(shè)有液體出口管與氣液控制罐下部相連，底部設(shè)有排渣閥；氣液控制罐由罐體與罐蓋組成，用螺拴將罐體與罐蓋密封聯(lián)接；氣液控制罐頂部設(shè)有氣體出口控制閥閥座孔，氣液控制罐上部設(shè)有氣體環(huán)道，阻擋氣流對(duì)氣液控制閥閥副的干擾，氣體環(huán)道與氣體進(jìn)口切向聯(lián)接；氣液控制罐下部設(shè)有液體進(jìn)口與液體管連接，氣液控制罐下中部設(shè)有液體出口控制閥閥座孔與控制罐下內(nèi)部側(cè)壁組成液流環(huán)道、兼擋液流對(duì)氣液控制閥閥副的干擾，下部還設(shè)有液體出口管；底部設(shè)有排渣閥；氣液控制罐中部設(shè)有滑道桿，氣液控制閥閥副安裝在滑道上；氣液控制罐蓋頂部的氣體出口閥座孔與氣體出口管道相連，氣體管路上裝有氣體出口閥、帶溫壓補(bǔ)償?shù)臍怏w流量計(jì)、氣體流量調(diào)節(jié)閥和液體緩沖罐；氣液控制罐的液體出口管路裝有液體出口閥、帶溫壓補(bǔ)償質(zhì)量流量計(jì)、液體流量調(diào)節(jié)閥，經(jīng)管路與液體緩沖罐下部氣體管路匯合并成匯管，匯管上裝有止回閥連接到生產(chǎn)管線(xiàn)。
本發(fā)明所采用的各傳感器的原理沒(méi)有污染環(huán)境因素；在氣液控制罐內(nèi)設(shè)置了液體出口控制閥，當(dāng)油井產(chǎn)氣甚多且壓力波動(dòng)很大的情況下，可能因氣體管路阻流因素使氣體流量受到限制、罐內(nèi)氣體占容積極多，當(dāng)井口繼續(xù)出現(xiàn)很大的波動(dòng)壓力時(shí)，有可能排出由匯管高度形成流阻的液體，出現(xiàn)下部液體出口管走氣的現(xiàn)象，因此本裝置控氣、液流向可靠。本裝置的氣液分離器的階梯渠道的流通面積大于氣液進(jìn)口管的流通面積，當(dāng)氣液流量甚大時(shí)，壓力損失??；當(dāng)氣液流量甚小時(shí)，由于氣液液體要流經(jīng)跌落渠道，氣液分離效果好。該計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，并可在線(xiàn)顯示三相流分相計(jì)量數(shù)值、也可將三相流分相計(jì)量數(shù)值遠(yuǎn)傳到中心計(jì)算機(jī)；壓力損失??；適用于單井、氣液混輸?shù)挠汀?、水自?dòng)分相在線(xiàn)計(jì)量，分相測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)±1～2％。



圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是跌落式環(huán)形階梯式氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是罐蓋氣體出口控制閥閥座孔的示意圖。
圖4是罐下部液體出口控制閥閥座孔的示意圖。
圖5是浮球控制閥閥副的示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明 如圖1所示，氣液進(jìn)口管1與設(shè)置在氣液分離罐2內(nèi)的上中部的環(huán)形階梯狀跌落式氣液分離器21入口以切向方式聯(lián)接，氣液混合流體由氣液進(jìn)口管1切向進(jìn)入環(huán)形階梯狀跌落式氣液分離器21，氣液經(jīng)過(guò)分離器上圈階梯板多次跌落撞擊實(shí)現(xiàn)初步分離，接著經(jīng)過(guò)分離器下圈帶流液孔的階梯繼續(xù)跌落撞擊篩液分離，液體順著分離器內(nèi)筒錐邁21.4下落，氣體順階梯渠道上部外筒上部的孔集聚到分離控制罐上部?jī)?nèi)腔中，由氣液進(jìn)口1來(lái)的氣液混合流體中的游離氣可達(dá)到完全分離以及大部分孵化氣分離。
氣液分離器為圓環(huán)形階梯狀跌落式結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)，豎直置于分離罐內(nèi)的中上部，且中心對(duì)稱(chēng)；氣液進(jìn)口管切向通往圓環(huán)形階梯狀跌落式矩形渠道，分離器由支撐板21.1、內(nèi)筒21.4、外筒21.3和階梯板21.2組成。二層階梯渠道，上圈渠道階梯板上不置流液孔，下圈階梯板置多個(gè)流液孔21.5，分離器外筒側(cè)壁上置多個(gè)導(dǎo)氣孔21.6，由支撐板的四點(diǎn)豎直的與氣液分離罐2內(nèi)的中上部相接。渠通為矩形，其流通面積大于氣液進(jìn)口管的流通面積。目的是當(dāng)氣液混合流量小時(shí)，混合流體經(jīng)多次跌落撞擊，有很好的氣液分離效果；當(dāng)氣液混合流量大時(shí)也有良好氣液分離效果并不產(chǎn)生較大的壓力損失。
控制罐4由筒體法蘭、筒體、底部封頭、罐蓋、2～3條滑道16、上下滑道支撐板14、上下控制閥閥座5、15、氣體出口管、液體出口管、排渣閥12.4和支腳組成；控制罐蓋用螺栓與罐體法蘭密封聯(lián)接?？刂乒揄敳繗怏w出口控制閥的閥座孔置于罐蓋頂部?jī)?nèi)側(cè)中心，孔徑與氣液進(jìn)口管內(nèi)經(jīng)相同，孔口為內(nèi)錐形，錐度為40°～60°角，氣體出口閥閥座口與氣體出口管相通；控制罐4下部中間設(shè)置液體出口控制閥閥座口，控制罐中部由此口與下部相通，閥座孔內(nèi)徑與氣液進(jìn)口管內(nèi)徑相同，孔口為內(nèi)錐形，錐度為40°～60°角，在下部設(shè)置液體出口管從罐側(cè)面引出與液體管道相連；控制罐底部設(shè)置排渣閥；控制罐4中部設(shè)置2～3條導(dǎo)向滑道，滑道的圓柱桿，由上下支撐板14與罐連接支撐，滑道桿安裝中心圓與液體控制閥閥座孔同心；罐4內(nèi)中部設(shè)置浮球控制閥閥副17順滑道16上下隨罐4內(nèi)的液面升降而上下滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟、關(guān)閉氣體出口閥座孔5和液體出口閥座孔15。在正常工作情況下，排氣控制閥和排液控制閥為常開(kāi)狀態(tài)。在控制罐4內(nèi)設(shè)置控制閥的目的在于當(dāng)罐內(nèi)液位甚高時(shí)，浮球上升，關(guān)閉氣體出口，氣體流量計(jì)暫停計(jì)量；當(dāng)罐內(nèi)液位甚低時(shí)，浮球下降關(guān)閉液體出口，質(zhì)量流量計(jì)暫停計(jì)量，從而有效的控制氣液流量的計(jì)量。罐4的氣體出口管與氣體出口閥7.1(注全開(kāi)狀態(tài)，維修氣表時(shí)關(guān)閉)、帶溫壓補(bǔ)償?shù)臍怏w流量計(jì)8、氣體液量調(diào)節(jié)閥7.2(注開(kāi)氣表時(shí)，從關(guān)閉狀態(tài)逐漸開(kāi)至全開(kāi))、液體緩沖罐9、氣液匯管10相連。罐4中下部設(shè)置的液體出口管與液體出口閥12.1(注全開(kāi)狀態(tài)，維修質(zhì)量流量計(jì)時(shí)關(guān)閉)、質(zhì)量流量計(jì)13、液體流量調(diào)節(jié)閥12.2(注開(kāi)表時(shí)，從關(guān)閉狀態(tài)逐漸開(kāi)至全開(kāi))和氣液匯管相連。
控制罐內(nèi)中間的浮球控制閥閥副(圖5，)由下閥芯17.1、管子17.2、浮球17.3、滑道環(huán)17.4、管子17.5和上閥芯17.6組成。浮球控制閥閥副與控制罐頂部氣體出口閥座孔和罐下部中間液體出口閥座孔組成本裝置的浮球上下控制閥；浮球控制閥閥副的浮球延罐內(nèi)2～3條滑道上下滑動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉氣體出口閥座孔和液體出口閥座孔，浮球控制閥閥副的浮球上下兩端中心位置各設(shè)置一段管子與上下閥芯聯(lián)結(jié)，二管子不穿過(guò)浮球內(nèi)部，浮球外徑側(cè)上下各設(shè)置2～3個(gè)滑道環(huán)；二閥芯為外圓錐形，錐角為40°～60°角，二閥芯、上下管子、滑道環(huán)孔的中心圓與浮球同心；上下管子一端與浮球兩端同心聯(lián)接，上下管子不穿過(guò)浮球中心，上下管子另一端與上下閥芯聯(lián)接；浮球?yàn)殚L(zhǎng)腰形空心球，兩端為橢圓球形，中間為圓柱形，浮球外壁側(cè)上下各設(shè)置2～3個(gè)滑道環(huán)。
油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置應(yīng)用質(zhì)量流量計(jì)的方法 在一個(gè)采樣時(shí)間內(nèi)流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)的液體整量設(shè)的數(shù)值1，在這一時(shí)間內(nèi)液體含水的比例為X，含油的比例為Y，則有X+Y＝1，又對(duì)油井實(shí)際油、水抽樣分析出某一溫度時(shí)油、水(注少量含沙，沙的密度計(jì)在水內(nèi))的實(shí)際密度ρ油1、ρ水1，查表算出油井常用溫度范圍的ρ油1、ρ水1，將其輸入質(zhì)量流量計(jì)，質(zhì)量流量計(jì)按其內(nèi)的溫度傳感器測(cè)出的溫度去采集此溫度的油、水密度ρ油1、ρ水1，建立方程組X+Y＝1 X·β水t+Y·β油t＝ρ 解得X＝(ρ-ρ油t)/(ρ水t-ρ油t) X＝(ρ水t-ρ)/(ρ水t-ρ油t) 便有X·ρ水t·ΔT＝m水-水的質(zhì)量流量 Y·ρ油t·ΔT＝m油-油的質(zhì)量流量 式中ρ為質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量出當(dāng)時(shí)液體的密度，ΔT為采樣時(shí)間。
質(zhì)量流量計(jì)便可分別顯示出累積∑m水、∑m油。
權(quán)利要求
1.油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置，采用法蘭與管線(xiàn)將氣液分離罐、氣液控制罐、質(zhì)量流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體緩沖罐、液體閥、氣體閥、止回閥連接組成，其特征是氣液分離罐上側(cè)與氣液進(jìn)口管相連；氣液分離罐頂部氣體出口管與氣液控制罐上側(cè)相連；氣液分離罐上中部裝環(huán)形階梯狀跌落式氣液分離器；氣液分離罐下部液體出口管與氣液控制罐下部相連；氣液分離罐底部裝排渣閥；氣液控制罐由螺拴將罐體與罐蓋密封連接；氣液控制罐頂部有氣體出口控制閥閥座孔，氣液控制罐上部有氣體環(huán)道，氣體環(huán)道與氣體進(jìn)口切向連接；氣液控制罐下部液體進(jìn)口與液體管連接，氣液控制罐下中部液體出口控制閥閥孔座與控制罐下內(nèi)部側(cè)壁組成液流環(huán)道；氣液控制罐下部設(shè)液體出口管，底部有排渣閥；氣液控制罐中部有滑道桿，氣液控制閥閥副安裝在滑道上；氣液控制罐蓋頂部的氣體出口閥座孔與氣體出口管道相連，氣體管路上裝有氣體出口閥、帶溫壓補(bǔ)償?shù)臍怏w流量計(jì)、氣體流量調(diào)節(jié)閥和液體緩沖罐；氣液控制罐的液體出口管路裝有液體出口閥、帶溫壓補(bǔ)償質(zhì)量流量計(jì)、液體流量調(diào)節(jié)閥，經(jīng)管路與液體緩沖罐下部氣體管路匯合并成匯管，匯管裝止回閥并連接生產(chǎn)管線(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置，其特征是環(huán)形階梯狀跌落式氣液分離器由支撐板與氣液分離罐內(nèi)的中上部相接且中心對(duì)稱(chēng)；氣液分離器的內(nèi)筒、外筒和階梯板構(gòu)成二層階梯渠道，下圈階梯板有多個(gè)流液孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置，其特征是氣液控制罐頂部氣體出口控制閥的閥座孔置于罐蓋頂部?jī)?nèi)側(cè)中心，孔口為內(nèi)錐形，錐度為40°～60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置，其特征是氣液控制罐下部中間液體出口控制閥閥座孔口為內(nèi)錐形，錐度為40°～60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置，其特征是氣液控制閥閥副為浮球控制閥閥副，浮球?yàn)殚L(zhǎng)腰形空心球，兩端為橢圓球形，中間為圓柱形，浮球上下兩端中心位置各連接一段管子與上下閥芯聯(lián)結(jié)，二管子不穿過(guò)浮球內(nèi)部，浮球外徑側(cè)上下各設(shè)置2～3個(gè)滑道環(huán)；二閥芯為外圓錐形，錐角為40°～60°，二閥芯、上下管子、滑道環(huán)孔的中心圓與浮球同心。
全文摘要
油、氣、水三相流流量計(jì)量裝置，需要克服計(jì)量效果差及污染環(huán)境的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)法蘭與管線(xiàn)將氣液分離罐、氣液控制罐、質(zhì)量流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體緩沖罐、液體閥、氣體閥、止回閥連接組成，其特征是氣液分離罐上中部有環(huán)形階梯狀跌落式氣液分離器；氣液控制罐中部有滑道桿，氣液控制閥閥副安裝在滑道上；氣液控制罐頂部與氣體出口管道相連，氣體管路上裝有氣體出口閥、帶溫壓補(bǔ)償?shù)臍怏w流量計(jì)、氣體流量調(diào)節(jié)閥和液體緩沖罐；氣液控制罐的液體出口管路裝有液體出口閥、帶溫壓補(bǔ)償質(zhì)量流量計(jì)、液體流量調(diào)節(jié)閥，經(jīng)管路與液體緩沖罐下部氣體管路匯合并成匯管，匯管連接到生產(chǎn)管線(xiàn)上。本發(fā)明用于油、氣、水自動(dòng)分相在線(xiàn)計(jì)量。
文檔編號(hào)G01F7/00GK101408445SQ20071004686
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者劉天生, 劍 康, 吳葉軍 申請(qǐng)人:上海一諾儀表有限公司