CN108507648A - 连续称重计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明连续称重计量装置，油液从进液管线进入缓冲装置，缓冲装置分离进液中含有的气体和液体，并将稳定的油液引入翻斗计量器，当流入翻斗计量器的液体达到翻斗额定承载值时，翻斗计量器翻转一次进行卸油，与此同时另一个翻斗进油，两个翻斗交替进油和卸油，计数传感器实时计量翻斗计量器的翻转次数，翻斗计量器内液体质量与翻转次数的乘积即是液体的计量数据。经过缓冲装置分离的气体被送入排气管线，排气管线上的气体流量计计量气体数据。为了实现自动化运行计量控制，本发明还配置有自标定控制***，通过检测引液管液位高度计算出计量罐内液体压强，进而计算出计量罐内进液质量，进液质量与翻斗翻转次数的比值即可用作标定翻斗计量器每斗液体单位质量，实现在线标定翻斗计量器的功能，使得设备使用更加便捷，计量数据更加准确。

Description

连续称重计量装置

技术领域

本发明涉及一种油田采油井及集输***的油气计量装置，特别是一种连续称重计量装置。

背景技术

在油田生产和管理过程中，油井计量是一项十分重要的工作。目前我国各油田针对油井的计量有多种类型的计量方式，如量油分离器计量、气液分项计量、活动计量车计量、翻斗式计量等等，其中翻斗式计量改变了体积法量油的模式，改为称重计量，可实现连续计量，且与计算机***联网实现数据自动统计，应用较为广泛。然而这种计量方式长时间使用，气体、液体冲击或者翻斗翻转产生的震动会使其内部机械部件损耗或使传感器零点漂移，最终使计量精度大大降低。为了提高计量设备精度而进行的标定操作，通常会将设备停止运行，通过向计量罐内注入清水，人工进行质量法标定，这种标定方法为静态标定，标定时的工况条件与翻斗工作时的工况条件完全不同，大大增加劳动强度的同时也无法保证标定精准度。所以，一种故障率低、计量精准并且能够实现在线自标定翻斗内液体质量的连续称重计量装置是油田生产所急需的。

发明内容

本发明的目的是提供一种低故障率、高计量精准度、连续计量并且能够在线标定翻斗内液体质量的连续称重计量装置。

为了实现上述目的，本发明连续称重计量装置包括设有进液口、排液口和排气口的计量罐及设置在计量罐内的翻斗计量器。缓冲装置设置在进液口和翻斗计量器之间，由分离伞和导流管组成，导流管将稳定的油液引入翻斗计量器。翻斗计量器由两个相同的料斗、转轴、轴承及轴承座、支撑板、阻尼单元、限位单元组成。计量罐内部在翻斗计量器的高度处设置有计量翻转次数的计数传感器。

本发明连续称重计量装置还包括设置在计量罐下部的加热器和计量罐底部的水包，水包通过U型管与计量罐相联通，同时联通引液管，使得计量罐与引液管之间成为连通器，引液管上端接口可安装测量液位变化输出模拟量信号的仪器仪表设备。计量罐的排气管线和排液管线均安装有两通电动阀，排气管线还安装有气体流量计。

本发明连续称重计量装置还包括自标定控制***，所述自标定控制***主要由显示单元和控制单元组成，显示单元为触摸式控制屏，控制单元为可编程控制器PLC，显示单元和控制单元分别与检测液位变化的仪器仪表、计数传感器、气体流量计和两通电动阀连通。

本发明连续称重计量装置，油液从进液管线进入缓冲装置，缓冲装置由分离伞和导流管组成，分离伞能够分离进液中含有的气体和液体，同时也可减小进液口油液动能，导流管将稳定的油液引入翻斗计量器，当流入翻斗计量器的液体达到翻斗额定承载值时，翻斗计量器翻转一次进行卸油，与此同时另一个翻斗进油，两个翻斗交替进油和卸油，实现连续不间断的液体计量。计数传感器实时计量翻斗计量器的翻转次数，翻斗计量器内液体质量与翻转次数的乘积即是液体的计量数据。经过缓冲装置分离的气体被送入排气管线，排气管线上的气体流量计计量气体数据。

为了实现自动化运行计量控制，配置的自标定控制***不仅能够控制常规计量工作，还能够在线动态标定翻斗计量器。本发明采用压强法标定翻斗计量器，即通过测量液位变化的仪器仪表检测引液管液位高度并发送模拟量信号给控制单元；通过显示单元输入引液管内液体密度值；通过控制单元的***程序计算引液管内液体压强P，P=ρ·g·h，其中ρ为引液管内液体密度值，g为重力加速度值，h为测量液位变化的仪器仪表检测的引液管内液面高度值；利用连通器原理，得知在连通器处计量罐内液体压强与引液管内液体压强相同，并且计量罐横截面积已知，即可计算出罐内进液质量M，M=（P·S）/g，其中P为引液管内液体压强值，S为计量罐横截面积值，g为重力加速度值；最后通过控制单元的***程序计算进液质量与翻斗翻转次数的比值，得出翻斗内液体质量，即为被标定翻斗计量器每斗液体单位质量。

本发明连续称重计量装置通过翻斗交替进油、卸油，计数传感器检测翻斗翻转次数，并通过PLC计算翻斗翻转次数与每斗液体质量的乘积，实现液体连续计量。经过缓冲装置分离的气体被送入到排气管线，气体流量计可计量出产气量数据。本发明还配置有自标定控制***，能够在线动态标定翻斗计量器，即通过检测引液管液位高度计算出计量罐内液体压强，进而折算出计量罐内进液质量，计算进液质量与翻斗翻转次数的比值即可用作标定翻斗计量器每斗液体单位质量，实现在线标定翻斗计量器的功能，使得设备使用更加便捷，计量数据更加准确。

附图说明

图1为连续称重计量装置的结构示意图。

图2为连续称重计量装置的另一种结构示意图。

计量罐1、翻斗计量器2、U型弯管3、水包4、引液管5、计数传感器6、缓冲装置7、测量液位变化输出模拟量信号的仪器仪表设备8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：图1所示连续称重计量装置包括设有进液口、排液口和排气口的计量罐1及设置在计量罐1内的翻斗计量器2。缓冲装置7设置在进液口和翻斗计量器2之间，由分离伞和导流管组成，分离伞能够分离进液中含有的气体和液体，同时也可减小进液口油液动能，导流管将稳定的油液引入翻斗计量器2。计量罐内部在翻斗计量器的高度处设置有计量翻斗计量器2翻转次数的计数传感器6。计量罐下部设置有加热器，计量罐底部设置有水包4，水包通过U型弯管3与计量罐1底部相联通，同时联通引液管5，使得计量罐1与引液管5之间成为连通器，引液管5上端可安装电容式液位计或者磁致伸缩式液位计等测量液位变化输出模拟量信号的仪器仪表设备8。计量罐1的排气管线和排液管线均安装有两通电动阀，排气管线还安装有气体流量计。

实施例2：图2所示连续称重计量装置与图1所示连续称重计量装置基本结构相同，不同之处在于其引液管设置在计量罐外部，此种实施例适用于体积较小或内部空间有限的计量罐上使用。

作为本发明的一种优选实施方式，所述翻斗计量器2由两个相同的料斗、转轴、轴承及轴承座、支撑板、阻尼单元、限位单元组成。两个料斗与转轴之间相互固定，转轴上安装轴承与轴承座并用螺栓固定在支撑板上，转轴一端连接阻尼单元，阻尼单元连接限位单元，限位单元可控制翻斗翻转角度。当翻斗计量器2翻转到一定角度时，带动阻尼单元旋转，即可减小翻斗翻转时对限位单元的冲击力，降低噪音同时减小震动。

本发明连续称重计量装置还包括自标定控制***，所述自标定控制***主要由显示单元和控制单元组成，显示单元为触摸式控制屏，控制单元为可编程控制器PLC，显示单元和控制单元分别与检测液位变化的仪器仪表8、计数传感器6、气体流量计和两通电动阀连通。

本发明连续称重计量装置，油液从进液管线进入缓冲装置7，缓冲装置由分离伞和导流管组成，分离伞能够分离进液中含有的气体和液体，同时也可减小进液口油液动能，导流管将稳定的油液引入翻斗计量器2，当流入翻斗计量器2的液体达到翻斗额定承载值时，翻斗计量器2翻转一次进行卸油，与此同时另一个翻斗进油，两个翻斗交替进油和卸油，实现连续不间断的液体计量。计数传感器6实时计量翻斗计量器2的翻转次数，翻斗计量器2内液体质量与翻转次数的乘积即是液体的计量数据。经过缓冲装置7分离的气体被送入排气管线，排气管线上的气体流量计计量气体数据。

为了实现自动化运行计量控制，配置的自标定控制***不仅能够控制常规计量工作，还能够在线动态标定翻斗计量器2。本发明采用压强法标定翻斗计量器2，进行标定操作时，控制单元发出指令关闭排液管线两通电动阀，使罐内液面升高达到预定进液高度，联通的引液管5液面同时升高；通过测量液位变化的仪器仪表8检测引液管5液位高度并发送模拟量信号给控制单元；通过显示单元输入引液管5内液体密度值；通过控制单元的***程序计算引液管5内液体压强P，P=ρ·g·h，其中ρ为引液管内5液体密度值，g为重力加速度值，h为测量液位变化的仪器仪表8检测的引液管5内液面高度值；利用连通器原理，得知在连通器处计量罐1内液体压强与引液管5内液体压强相同，并且计量罐1横截面积已知，即可计算出罐内进液质量M，M=（P·S）/g，其中P为引液管5内液体压强值，S为计量罐1横截面积值，g为重力加速度值；最后通过控制单元的***程序计算进液质量与翻斗翻转次数的比值，得出翻斗内液体质量，即为被标定翻斗计量器每斗液体单位质量；标定完成后，控制单元将标定值设置为翻斗计量器每斗液体单位质量，同时控制排液管线两通电动阀开启，进行常规计量流程。

本发明连续称重计量装置通过翻斗交替进油、卸油，计数传感器6检测翻斗翻转次数，并通过PLC计算翻斗翻转次数与每斗液体质量的乘积作为液体计量数据，实现液体连续计量。经过缓冲装置7分离的气体被送入到排气管线，气体流量计可计量出产气量数据。本发明还配置有自标定控制***，能够在线动态标定翻斗计量器2，即通过检测引液管5液位高度计算出计量罐1内液体压强，进而折算出计量罐1内进液质量，计算进液质量与翻斗翻转次数的比值即可用作标定翻斗计量器2每斗液体单位质量，实现在线标定翻斗计量器2的功能，使得设备使用更加便捷，计量数据更加准确。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.连续称重计量装置包括设有进液口、排液口和排气口的计量罐及设置在计量罐内的翻斗计量器，缓冲装置设置在进液口和翻斗计量器之间，翻斗计量器由两个相同的料斗、转轴、轴承及轴承座、支撑板、阻尼单元、限位单元组成，计量罐内部在翻斗计量器的高度处设置有计量翻斗计量器翻转次数的计数传感器，在计量罐下部设置有加热器，在计量罐底部设置有水包，水包通过U型管与计量罐相联通，同时联通引液管，使得计量罐与引液管之间成为连通器，引液管上端接口安装测量液位变化输出模拟量信号的仪表设备，计量罐的排气管线和排液管线均安装有两通电动阀，排气管线还安装有气体流量计。

2.根据权利要求1所述的连续称重计量装置，其特征在于：所述缓冲装置设置有分离伞和导流管，分离伞能够分离进液中含有的气体和液体，同时也可减小进液口油液动能，导流管将稳定的油液引入翻斗计量器。

3.根据权利要求1所述的连续称重计量装置，其特征在于：所述翻斗计量器由两个相同的料斗、转轴、轴承及轴承座、支撑架、阻尼单元、限位单元组成。

4.根据权利要求1所述的连续称重计量装置，其特征在于：所述引液管可以设置在计量罐内亦可设置在计量罐外。

5.根据权利要求1所述的连续称重计量装置，其特征在于：所述测量液位变化输出模拟量信号的仪表设备包含电容式液位计、磁致伸缩式液位计等所有能够在压力容器上使用，通过检测液位高度输出模拟量信号的仪表。

6.根据权利要求1所述的连续称重计量装置，其特征在于：还包括自标定控制***，所述自标定控制***可标定翻斗计量器单位液体质量。

7.根据权利要求6所述的连续称重计量装置，其特征在于：所描述的自标定控制***由显示单元和控制单元组成，显示单元为触摸式控制屏，控制单元为可编程控制器PLC，显示单元和控制单元分别与检测液位变化输出模拟量信号的仪表、计数传感器、气体流量计和二通电动阀电气连通。

8.根据权利要求6所述的连续称重计量装置，其特征在于：所描述的自标定控制***还包括用于标定翻斗计量器单位液体质量的方法；该方法包含控制单元发出指令关闭排液管线两通电动阀，使罐内液面升高达到预定进液高度，联通的引液管液面同时升高的步骤；通过测量液位变化的仪表检测引液管内液位高度并发送模拟量信号给控制单元的步骤；通过显示单元设定引液管内液体密度值的步骤；通过控制单元的***程序计算引液管内液体压强P的步骤，P=ρ·g·h，其中ρ为引液管内液体密度值，g为重力加速度值，h为测量液位变化的仪表检测的引液管内液面高度值；利用连通器原理，在连通器处计量罐内液体压强与引液管内液体压强相同，计量罐横截面积已知，计算出罐内进液质量M的步骤，M=（P·S）/g，其中P为引液管内液体压强值，S为计量罐横截面积值，g为重力加速度值；通过控制单元的***程序计算罐内进液质量与翻斗翻转次数的比值的步骤，比值作为翻斗计量器每斗液体质量的标定值，即翻斗计量器单位液体质量标定值；最后控制单元将标定值设置为翻斗计量器每斗液体单位质量，同时控制排液管线两通电动阀开启，进行常规计量流程的步骤。