一种体积管式多相流计量装置 |
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| 申请号 | CN201710924432.5 | 申请日 | 2017-09-30 | 公开(公告)号 | CN107505014A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 陈勇; | 发明人 | 陈勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种体积管式 多相流 计量装置，计量罐的顶部设置有罐体气路口，计量罐的底部设置有罐体出口，计量罐的上部设置有罐体液路口，罐体液路口与计量管道的管道液路口相连接，计量管道的上部设置有管道入口和管道气路口，管道气路口与罐体气路口相连接，管道气路口与罐体气路口共同依次与气路控制 阀 门 、第一单流阀、气体流量计及计量出口相连接，罐体出口与计量出口之间依次通过液路 控制阀 、含 水 仪和第二单流阀相连接，罐体出口与排污口相连接；管道入口设置为缩径且倾斜的结构；计量罐内设置有电容式液位 开关 ，其实现宽范围计量，针对气量大小均可准确计量，适应产量变化很大的油井；其封闭计量结构，准确可靠。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种体积管式多相流计量装置，所述计量装置包括计量罐(1)，其特征在于，计量罐(1)的顶部设置有罐体气路口(2)，计量罐(1)的底部设置有罐体出口(3)，计量罐(1)的上部设置有罐体液路口(4)，罐体液路口(4)与计量管道(5)的管道液路口(6)相连接，计量管道(5)的上部设置有管道入口(7)和管道气路口(8)，管道气路口(8)与罐体气路口(2)相连接，管道气路口(8)与罐体气路口(2)共同依次与气路控制阀门(9)、第一单流阀(10)、气体流量计及计量出口(11)相连接，罐体出口(3)与计量出口(11)之间依次通过液路控制阀(12)、含水仪(13)和第二单流阀(14)相连接，罐体出口(3)与排污口(15)相连接； |
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| 说明书全文 | 一种体积管式多相流计量装置技术领域[0001] 本发明涉及油田设备技术领域，具体涉及一种体积管式多相流计量装置。 背景技术[0002] 目前，在油田油井作业中，经常需要计量每天产出的总液量、总气量以及油量水量，精确计量多相流的难度要比单相计量大得多。单相计量可通过测得压力、流动粘度、压缩性和测量装置的几何尺寸来测得流量，如果在多相流动中，每相的变化都是相同的，那处理起来要方便一些，但多相计量在以下几个方面与单相计量作用方式存在着差异：(1)各相并非混合均匀。水与油混合的不好，气体与液体分离；(2)各相以不同的速度流动，各相之间存在着界面效应和相对速度，相界面在时间和空间上变化比较大，对于液相和气相以不同的速度流动是正常的；(3)混合是不规则的，各相混合时，结果是难以预料的，粘度和总量会发生变化；(4)相与相之间的相互作用，气体能从溶液中析出或者溶解在液体中，蜡和水合物将在流体中沉淀；(5)流动状态非常复杂，特征参数也比单相流系统多，它取决于各相之间的相对速度、流体特性、管路结构及流动方向。 [0003] 现有的主要计量手段及存在的问题如下：(1)分离器加流量计的计量方法，这种计量方法在小气量及粘度不大的工况下能够准确计量出油井的产量，但是如果气量偏大，液路中混有气体时，流量计就不能正常工作，如果油井产量变化比较大时，超过流量计的量程时也不能正常工作；(2)翻斗计量方式，在合适的工况下，翻斗能够准确计量出油井的产量，但是如果在没有气的情况下，就会淹斗，不能工作，翻斗计量有活动部件长时间工作容易产生故障。 [0004] 公告号为CN103090917A、名称为“一种基于弧形管的多相流流量计量装置及计量方法”的中国发明专利文献公开了一种基于弧形管的多相流流量计量装置，包含至少一段弧形管的管道，其中至少所述弧形管的横截面是圆形，且所述弧形管所在的平面竖直取向，且所述弧形管具有至少一个竖直取向的横截面；伽马射线探测器，其包括分别布置在所述弧形管的所述竖直取向的横截面的上下两侧的伽马射线发射器和伽马射线检测器，其中伽马射线发射器所发出的伽马射线以径向或以非径向沿弧形管的所述竖直取向的横截面穿过，到达伽马射线接收器；所述伽马射线探测器是单能伽马射线探测器或双能伽马射线探测器；和位于所述弧形管上游或下游的用于计算多相流总体积流量的总体积流量计量设备。其虽然能够测量多相流中各相体积流量，但是其却存在计量范围小，无法适应产量变化很大的油井，计量精度较低等问题。 [0005] 公开号为CN1971269、名称为“一种石油管道中多相计量方法”的中国发明专利文献公开了一种石油管道中多相计量方法，其在石油管道上设置一段由不导磁的非金属材料做成的测量管道，通过超声CT和电磁CT对流过该测量管道的石油进行测量，并将检测的数据进行综合分析，其虽然可以通过超声CT和电磁CT同时对流过测量管道的石油进行测量,但是其同样存在计量范围小，无法适应产量变化很大的油井，计量精度较低等问题。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种体积管式多相流计量装置，用以解决现有技术所存在的计量范围小，无法适应产量变化很大的油井，计量精度较低等问题。 [0007] 为实现上述目的，本发明提供一种体积管式多相流计量装置。具体地，该体积管式多相流计量装置包括如下结构： [0008] 所述体积管式多相流计量装置，包括计量罐，计量罐的顶部设置有罐体气路口，计量罐的底部设置有罐体出口，计量罐的上部设置有罐体液路口，罐体液路口与计量管道的管道液路口相连接，计量管道的上部设置有管道入口和管道气路口，管道气路口与罐体气路口相连接，管道气路口与罐体气路口共同依次与气路控制阀门、第一单流阀、气体流量计及计量出口相连接，罐体出口与计量出口之间依次通过液路控制阀、含水仪和第二单流阀相连接，罐体出口与排污口相连接； [0010] 可选地，电容式液位开关的数量为三个。 [0011] 可选地，电容式液位开关由上至下均匀分布。 [0012] 可选地，电容式液位开关包括两个极板。 [0013] 可选地，电容式液位开关的两个极板之间的距离至少为cm。 [0014] 可选地，含水仪为管段式含水分析仪。 [0015] 可选地，含水仪与控制器相连接。 [0016] 可选地，管道气路口和罐体气路口均通过气路管道与计量出口相连接。 [0017] 可选地，罐体液路口通过液路管道与计量出口相连接。 [0018] 可选地，罐体出口通过排污阀与排污口相连接。 [0019] 本发明具有如下优点： [0020] 本发明的体积管式多相流计量装置，能够解决现有技术所存在的计量范围小，无法适应产量变化很大的油井，计量精度较低等问题，其能够实现宽范围计量，其针对气量大小均可进行准确计量，能够适应产量变化很大的油井，最小可计量每天几百公斤，最大计量每天上百吨的油井；其封闭计量结构，准确可靠。附图说明 [0021] 图1为本发明的体积管式多相流计量装置的结构示意图。 [0022] 图中，1为计量罐，2为罐体气路口，3为罐体出口，4为罐体液路口，5为计量管道，6为管道液路口，7为管道入口，8为管道气路口，9为气路控制阀门，10为第一单流阀，11为计量出口，12为液路控制阀，13为含水仪，14为第二单流阀，15为排污口，16为电容式液位开关，17为排污阀。 具体实施方式[0023] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 [0024] 实施例1 [0025] 一种体积管式多相流计量装置，参见图1，所述计量装置包括计量罐1，计量罐1的顶部设置有罐体气路口2，计量罐1的底部设置有罐体出口3，计量罐1的上部设置有罐体液路口4，罐体液路口4与计量管道5的管道液路口6相连接，计量管道5的上部设置有管道入口7和管道气路口8，管道气路口8与罐体气路口2相连接，管道气路口8与罐体气路口2共同依次与气路控制阀门9、第一单流阀10、气体流量计及计量出口11相连接，罐体出口3与计量出口11之间依次通过液路控制阀12、含水仪13和第二单流阀14相连接，罐体出口3与排污口15相连接；管道入口7设置为缩径且倾斜的结构；计量罐1内设置有电容式液位开关16。 [0026] 可见，本实施例的体积管式多相流计量装置，管道入口7设置为缩径且倾斜的结构，能够让介质进入分离用计量管道5时能够加快速度并以一定的角度进行旋转，当液体冲击到管壁上时，会形成碰撞，将液体打散，有利于气液进行分离，气液分离完成后，气体向上到气路，液体向下，液体向下进入液路，通过液路进入计量罐1进行二次分离，分离后气体向上汇集到气路，液体向下进入计量罐1进行计量；正常计量时通过电容式液位开关16判定液位升高的速度，例如当液面到达一个电容式液位开关16时计时，当液面到达另一个电容式液位开关16时再次计时，则： [0027] [0028] 从而计量出总体液量的产量，即： [0029] 总体液量的产量＝液位升高的速度·液体流动的时间， [0030] 计量罐1的出口位于计量罐1的底部，在出口管道上安装一个电动的液路控制阀12，正常计量时液路控制阀12关闭，计量罐1顶部与气路接通，计量时，液体不在计量罐1中积累，而是随着气体的移动而移动，气体通过气路排出计量罐1，气路上安装有气体流量计用来计量气体的产量。计量时液位升高到需要判定结束计量的电容式液位开关16时，计量罐1底部液路上的液路控制阀12打开，开始排液，液路上安装有含水仪13，即含水分析仪，实时测量液体中含水率，将含水率信号传输到控制器，计算出总液量中的油量和水量。液位到达底部后，液路控制阀12关闭，重新开始计量。其计量准确，进入计量罐1中的液体全部计量；其测量范围宽，能够适应大产量和小产量的油井；其适应气液比范围宽，采用二次分离分离效果更好，将气液彻底分离，保证气路中不窜液，液路中不窜气，气液计量准确；其适应高温或高粘介质，解决了以往在计量高温介质过程中磁致伸缩液位计浮球高温消磁的问题，采用电容式液位开关，适应高温环境，最高温度可达200℃。 [0031] 实施例2 [0032] 一种体积管式多相流计量装置，与实施例1相似，所不同的是，电容式液位开关16的数量为三个。 [0033] 优选的，电容式液位开关16由上至下均匀分布。 [0034] 优选的，电容式液位开关16分别包括两个极板。 [0035] 优选的，每个电容式液位开关16的两个极板之间的距离至少为10cm。这样，防止油稠将两个极板粘连到一起，以适应高粘介质，其采用电容宽极板液位开关，能够解决以往高粘介质将浮球粘住不能计量的问题。 [0036] 实施例3 [0037] 一种体积管式多相流计量装置，与实施例2相似，所不同的是，含水仪13为管段式含水分析仪。 [0038] 优选的，含水仪13与控制器相连接。 [0039] 实施例4 [0040] 一种体积管式多相流计量装置，与实施例3相似，所不同的是，管道气路口8和罐体气路口2均通过气路管道与计量出口11相连接。 [0041] 优选的，罐体液路口4通过液路管道与计量出口11相连接。 [0042] 实施例5 [0043] 一种体积管式多相流计量装置，与实施例4相似，所不同的是，罐体出口3通过排污阀17与排污口15相连接。 |
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