CN201635722U - 油田单井三相自动计量装置 - Google Patents

Abstract

一种油田单井三相自动计量装置，包括计量罐，该计量罐经管道依次与气体流量计、气路控制阀及安装在入口管道上的三通控制阀的一端相连；计量罐的一端经管道与预分离器一端相连；预分离器的另一端与计量罐另一端相连，预分离器的一端经管道与三通控制阀的另一出口端相连；计量罐上分别安装有数个液位计、液路控制阀，计量罐内安装有差压变送器。本实用新型结构紧凑，体积小量，量程范围大，可以实现单井的三相计量，尤其是高含气的单井产量计量；同时，便于撬装化和现场安装，实现井口计量。

Description

油田单井三相自动计量装置

技术领域

本实用新型涉及计量装置，尤其涉及一种油田单井三相自动计量装置。属于石油工程领域。

背景技术

目前，国内油田油井计量生产方式有多种，如：计量分离器量油、功图法量油(其对高含气油井计量不适应)等，其中，最为普遍的计量生产方式是采用计量分离器量油。计量分离器量油通常采用卧式或立式两相及三相分离器进行油井产量计量。

现有的重力分离型立式计量分离器主要包括：计量罐、储存油气混合物并使其分离的分离筒、量油玻璃管、加水漏斗与闸门、出气管、安全阀、分离伞、进油管、散油帽、排油管及支架等，计量罐下部设有一小水包，小水包中的水与分离器隔板以下的大水包及玻璃管相连通；计量罐顶部及小水包上安装有相通的量油玻璃管；计量罐上还安装有分离筒、加水漏斗与闸门、进油管、出气管等。

工作原理：油气混合物经进油管线进入计量罐后，喷洒在散油帽上，扩散后的油靠重力沿管壁下滑到计量罐的下部，经排油管排出。同时，气体上升经分离伞集中，将气体中的小油滴粘附在伞壁上，聚集后附壁而下，脱油后的气体经计量罐顶部出气管进入管线进行测气。在计量罐侧壁装一高压玻璃管和分离筒构成连通器，当计量罐内液柱上升到一定高度时，玻璃管内水柱也相应上升一定高度，因液、水密度不同，计量罐内液柱和玻璃管中的水柱上升高度也不相同。只要知道玻璃管内水柱高度，就可以计算出计量罐内液柱上升高度，记录玻璃管内水柱上升高度所需时间，则可计算出分离器内液柱重量，就可求出该井日产量。

由于现有量油分离器体积大、分离器的内部结构复杂、十分笨重，一般普通的900型立式量油分离器高度也多在2.3至2.8米，重量超过一吨以上；因此，不便于撬装化和现场安装，且不便实现井口计量。

而GLCC(Gas-Liquid Cylindrical Cyclone—圆柱型气液旋流分离器)旋流式分离器是一个垂直安装管，没有任何运动部件和内部装置，装有一个下倾切向入口。管的上部和底部都有出口，流体沿切向进入形成旋涡运动并产生离心力。进来的两相混合物在重力和离心力的作用下分离。密度大的液体在力的作用下沿径向滚向筒壁，在底部收集起来。气体则流向旋流器中心，从顶部排出，实现两相充分分离，分离后气液满足高精度仪表计量的要求，可实现气液准确计量。

如单独使用GLCC—旋流分离器配合流量计进行油井计量，虽然，克服了上述计量分离器体积大，笨重的缺点，但是，由于受GLCC—旋流分离器自身的特点的限制，GLCC—旋流分离器对原油的粘度有很高要求，因此，对于粘度高的原油不适用，不如传统分离器对油品物性适应范围广，并且，GLCC—旋流分离器的高度过高，通常超过3米(完全分离方式)或只能部分分离，且必须在其后面配套使用昂贵的多相流流量计，计量的稳定性不高，精度差。

由于GLCC—旋流分离器的直径小液位控制比较困难；同时，由于使用流量计进行产量计量时，装置的量程受到流量计量程的限制，当油井液量小于流量计量程下限或碰到油井间断出油等特殊工况时，采用流量计计量方式则无法进行计量，量程范围窄。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种油田单井三相自动计量装置，其结构紧凑，体积小量，量程范围大，可以实现单井的三相计量，尤其是高含气的单井产量计量；同时，便于撬装化和现场安装，实现井口计量。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种油田单井三相自动计量装置，包括计量罐，其特征在于：该计量罐经管道依次与气体流量计、气路控制阀及安装在入口管道上的三通控制阀的一端相连；计量罐的一端经管道与预分离器一端相连；预分离器的另一端与计量罐另一端相连，预分离器的一端经管道与三通控制阀的另一出口端相连；计量罐上分别安装有数个液位计、液路控制阀，计量罐内安装有差压变送器。

所述预分离器的入口倾斜向下与垂直方向成倾角。

所述预分离器为旋流预分离器。

所述计量罐底部的进液汇管上设有排污口。

所述三通控制阀为电动三通球阀。

所述控制阀为电动控制球阀。

本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用上述技术方案，具有：

1、结构紧凑，体积小量，量程范围大，可以实现单井的三相计量，尤其是高含气的单井产量计量；

2、不仅能实现原来量油分离器的计量功能，而且，在处理量相同的情况下体积和重量小于原立式量油分离器50％以上；

3、适合对高含气及原油粘度高的油井计量；

4、便于撬装化和现场安装，实现井口计量。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图中主要标号说明：

1.三通控制球阀，2.差压变送器，3.液位计，4.浮子液位计，5.控制球阀，6.液路电动防爆控制球阀，7.气体流量计，8.排污口，9.入口管，10.预分离器，11.计量缓冲罐，12.底部进液汇管。

具体实施方式

参阅图1所示，本实用新型包括：计量罐，计量罐为计量缓冲罐11，计量缓冲罐11上端经管道与气体流量计7出口端相连；气体流量计7的入口端经管道与气路电动防爆控制球阀5出口端相连；气路电动防爆控制球阀5的入口端经管道与电动防爆三通控制球阀1的一出口端相连；电动防爆三通控制球阀1安装在入口的管道上。

计量缓冲罐11的的上端经管道与圆柱形旋流预分离器10的上端相连，计量缓冲罐11的下端与预分离器10的下端相连；圆柱形旋流预分离器10经入口管9与三通控制球阀1的另一出口端相连。

计量缓冲罐11的上端安装有液位计3，计量缓冲罐11的侧面安装有一浮子液位计4，计量缓冲罐11上安装有液路电动防爆控制球阀6，在计量缓冲罐11的计量罐内安装一台差压变送器2。计量缓冲罐11底部的进液汇管12上设有排污口12，排污口12上安装有法兰或控制阀门，用以实现底部排污。

本实用新型在计量装置的前端设置圆柱形旋流预分离器10，用于单井的气液分离，预分离器10的入口倾斜向下与垂直方向成倾角。在预分离器10的后面串联有计量缓冲罐11，计量缓冲罐11的上部气路管线设有气体流量计7实现单井气体计量，计量缓冲罐11上设有液位计4用于单井的产量计量，计量缓冲罐11上还设有液位计3和差压变送器2利用密度法测量含水率，电动防爆控制球阀在计算机控制下可以自动计量和单井的三相计量。

本实用新型的工作原理：

开始计量时，首先，打开入口电动三通控制球阀1，使单井来液进入自动计量装置，关闭液路电动防爆控制球阀6进入计量模式；当液位上升到浮子液位计4下设定点时，计时开始；同时，气体流量计7开始累计气相的气量；当液位上升至浮子液位计4上设定点时，计时结束，通过以两点的时间差求算单井液的日产量，同时，气相气量计量结束，系统计算输出液产量及气产量。

然后，再进行油水比计算：由测量密度结合浓度计算法计算油水比，在计量缓冲罐11的计量罐外加液位计3，同时，在计量缓冲罐11的计量罐内安装一台差压变送器2。当产量计算完成时，先关闭入口电动三通控制球阀1，将预分离器10旁路，缓冲罐11静置5分钟。根据计量缓冲罐11罐内液位高度、差压的大小，算出油水混合物的密度(根据p＝ρhg公式计算出混合液密度ρ，液位高度h，重力加速度g)。此时，打开液路电动防爆控制球阀6，然后，关闭气路电动防爆控制球阀5开始排液，完成单井的三相计量。再根据此前取样测量得到的油、水相分别的密度。

由于混合液密度ρ、混合液密度ρ水混合液密度ρ油和h水+h油的数值为实测的值已知，根据浓度计算公式(设h油/h水＝x，则公式ρ水h水+ρ油h油＝ρ(h水+h油)将ρ、ρ水ρ油和h水+h油的数值代入公式变为ρ水+ρ油x＝ρ(1+x)则x＝(ρ水-ρ)/(ρ-ρ油)可以计算得到x＝h油/h水即油水比)。

三通控制球阀1、差压变送器2、液位计3，浮子液位计4，控制球阀、气体流量计7、法兰8为市售产品，预分离器10及计量缓冲罐11为采用已知技术制作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种油田单井三相自动计量装置，包括计量罐，其特征在于：该计量罐经管道依次与气体流量计、气路控制阀及安装在入口管道上的三通控制阀的一端相连；计量罐的一端经管道与预分离器一端相连；预分离器的另一端与计量罐另一端相连，预分离器的一端经管道与三通控制阀的另一出口端相连；计量罐上分别安装有数个液位计、液路控制阀，计量罐内安装有差压变送器。

2.根据权利要求1所述的油田单井三相自动计量装置，其特征在于：所述预分离器的入口倾斜向下与垂直方向成倾角。

3.根据权利要求1或2所述的油田单井三相自动计量装置，其特征在于：所述预分离器为旋流预分离器。

4.根据权利要求1所述的油田单井三相自动计量装置，其特征在于：所述计量罐底部的进液汇管上设有排污口。

5.根据权利要求1所述的油田单井三相自动计量装置，其特征在于：所述三通控制阀为电动三通球阀。

6.根据权利要求1所述的油田单井三相自动计量装置，其特征在于：所述控制阀为电动控制球阀。

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