CN108894769A - 一体化差压式气液两相流量井口监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及采油工程技术领域，属于一种一体化差压式气液两相流量井口监测装置，它解决了现有技术不能同步计量气液两相流量和工况与标况下流量转换的问题，缩短了计量装置的长度。本发明包括法兰（1）、分流冲击均质器（2）、螺母（3）、螺栓（4）、静压传感器（5）、温度传感器（6）、静压器（7）、含水率传感器（8）、引压管（9）、差压式流量计传感器（10）、反文丘里测量腔（11）、均质器细管（12）、扬堰（13）、上备帽（14）、套筒（15）、含水率射频天线组件（16）和下备帽（17）。本发明具有装置结构简单、操作方便、产品性价比高，测量精度满足气井生产要求。

Description

一体化差压式气液两相流量井口监测装置
技术领域
本发明涉及采油工程技术领域，属于一种一体化差压式气液两相流量井口监测装置。
背景技术
一口正常生产的气井，其瞬时气水产量相对稳定，而一旦气井积液，其瞬时气水产量会有较大幅度的波动。因此，气井的瞬时产量能够及时反映出气井工况的变化。目前，在气井生产过程中，所使用的计量装置中有一种气液两相流量计，如专利号为“CN201610089484.0”的专利所描述的产品，需要使用两个流量计才能实现分相流量计量，无法同步计量气液两相流量，并且不能实现工况与标况下的流量转换。
发明内容
本发明提供一种可用现有气液两相流量计同步计量气液两相流量并且可实现工况与标况下流量转换的一体化差压式气液两相流量井口监测装置。
本发明所提供的技术方案是：它包括法兰、分流冲击均质器、螺母、螺栓、静压传感器、温度传感器、静压器、含水率传感器、引压管、差压式流量计传感器、反文丘里测量腔、均质器细管、扬堰、上备帽、套筒、含水率射频天线组件和下备帽，其中法兰分别与分流冲击器、静压器和反文丘里测量腔焊接连接，分流冲击均质器与静压器通过法兰由螺母和螺栓固定连接，静压传感器和温度传感器与静压器丝扣连接，扬堰与静压器焊接连接，静压器与反文丘里测量腔通过法兰由螺母和螺栓固定连接，含水率传感器与反文丘里测量腔丝扣连接，差压式流量计传感器的高压端口和低压端口通过引压管分别与静压器和反文丘里测量腔丝扣连接，含水率射频天线组件通过上备帽、套筒和下备帽卡定在反文丘里测量腔内；含水率射频天线组件由一级锥、电缆、二级锥、天线插头、空心保护筒、绝缘套、整流锥、密封圈、出线螺纹套和绝缘出线套组成，其中一级锥与二级锥丝扣连接，电缆与天线插头接触连接，空心保护筒与出线螺纹套丝扣连接，整流锥与二级锥丝扣连接，电缆与含水率传感器接触连接。
分流冲击均质器内部设计了七根相互外切的等直径均质器细管；静压器出口端底部设计了倾角向出口端爬升的扬堰，其形状为长方形正面和弧形背面的楔形体；含水率射频天线组件中的空心保护筒材质为铝合金，绝缘套材质为四氟，整流锥和绝缘出线套材质为聚甲醛。
本发明与已有技术相比，具有如下优点：
1）、结构简单：本发明将差压流量计与含水率射频天线整合为一体，实现了气液混合体积流量与含水率的同步计量，极大缩短了装置的长度，现场安装使用方便。
2）、测量精度高：本发明通过三级装置使气相和液相充分混合均质，从而提高了含水率的测量精度，可满足含水率低于25%的中低产气量气井的现场计量。
3）、环境适应性强：本发明所采用的器件和电路元件所适应的温度范围广，可在-40℃~125℃的工况下使用。
附图说明：图1是本发明的结构示意图；图2是分流冲击均质器2的侧视图；图3是含水率射频天线组件16的结构示意图；图4是一级锥18的侧视图。
图中：1-法兰、2-分流冲击均质器、3-螺母、4-螺栓、5-静压传感器、6-温度传感器、7-静压器、8-含水率传感器、9-引压管、10-差压式流量计传感器、11-反文丘里测量腔、12-均质器细管、13-扬堰、14-上备帽、15-套筒、16-含水率射频天线组件、17-下备帽、18-一级锥、19-电缆、20-二级锥、21-天线插头、22-空心保护筒、23-绝缘套、24-整流锥、25-密封圈、26-出线螺纹套、27-绝缘出线套。
具体实施方式：下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明包括法兰1、分流冲击均质器2、螺母3、螺栓4、静压传感器5、温度传感器6、静压器7、含水率传感器8、引压管9、差压式流量计传感器10、反文丘里测量腔11、均质器细管12、扬堰13、上备帽14、套筒15、含水率射频天线组件16和下备帽17，其中法兰1分别与分流冲击均质器2、静压器7和反文丘里测量腔11焊接连接，分流冲击均质器2与静压器7通过法兰1由螺母3和螺栓4固定连接，静压传感器5和温度传感器6与静压器7丝扣连接，扬堰13与静压器7焊接连接，静压器7与反文丘里测量腔11通过法兰1由螺母3和螺栓4固定连接，含水率传感器8与反文丘里测量腔11丝扣连接，差压式流量计传感器10的高压端口和低压端口通过引压管9分别与静压器7和反文丘里测量腔11丝扣连接；含水率射频天线组件16通过上备帽14和套筒15和下备帽卡定在反文丘里测量腔8内，含水率射频天线组件16由一级锥18、电缆19、二级锥20、天线插头21、空心保护筒22、绝缘套23、整流锥24、密封圈25、出线螺纹套26和绝缘出线套27组成，其中一级锥18与二级锥20丝扣连接，电缆19与天线插头21接触连接，空心保护筒22与出线螺纹套26丝扣连接，整流锥24与二级锥20丝扣连接。
分流冲击均质器2内部设计了七根相互外切的等直径均质器细管12；静压器7出口端底部设计了倾角向出口端爬升的扬堰13，其形状正面为长方形背面为弧形的楔形体；含水率射频天线组件16中空心保护筒22的材质为铝合金，绝缘套23的材质为四氟，整流锥24和绝缘出线套27的材质为聚甲醛。
本发明的工作过程是：将该装置通过旁通管线安装在井口进站管线处，与进站管线并联，计量时切断进站管线入口，气水两相混合介质首先从入口端进入分流冲击均质器2，分流冲击均质器2内的均质细管12使来流方向流体的中心流速降低，强制气液两相混合均质；混合均质后的气液两相流体进入静压器7，静压器7内通径的突然增大使气体减速膨胀，气液两相流体进一步混合，静压传感器5和温度传感器6测定工况下压力和温度，扬堰13将析出的液体依靠气流的能量重新扬起，加入测量场；当流体流经反文丘里测量腔11时，一级锥18将来流与扬堰13斜上方强制整流为轴向流，后方的二级锥20将来流压缩至流速最快、压力最低的环形空间，并强迫流体在此处进行混合均质，含水率射频天线16通过短波吸收法测量含水率的同时，差压式流量传感器10计量工况下的气体流量，最后整流锥24将流速降低，压力恢复到稳定值；由静压传感器5、温度传感器6和差压式流量传感器10测得工况下的压力、温度和气体流量，通过气体状态方程实现工况与标况下的流量转换。计量结束后，流体通过并联管线进入进站管线。

Claims (4)

1.一体化差压式气液两相流量井口监测装置，其特征在于：它包括法兰（1）、分流冲击均质器（2）、螺母（3）、螺栓（4）、静压传感器（5）、温度传感器（6）、静压器（7）、含水率传感器（8）、引压管（9）、差压式流量计传感器（10）、反文丘里测量腔（11）、均质器细管（12）、扬堰（13）、上备帽（14）、套筒（15）、含水率射频天线组件（16）和下备帽（17），其中法兰（1）分别与分流冲击均质器（2）、静压器（7）和反文丘里测量腔（11）焊接连接，分流冲击均质器（2）与静压器（7）通过法兰（1）由螺母（3）和螺栓（4）固定连接，静压传感器（5）和温度传感器（6）与静压器（7）丝扣连接，扬堰（13）与静压器（7）焊接连接，静压器（7）与反文丘里测量腔（11）通过法兰（1）由螺母（3）和螺栓（4）固定连接，含水率传感器（8）与反文丘里测量腔（11）丝扣连接，差压式流量计传感器（10）的高压端口和低压端口通过引压管（9）分别与静压器（7）和反文丘里测量腔（11）丝扣连接，含水率射频天线组件（16）通过上备帽（14）、套筒（15）、下备帽（17）卡定在反文丘里测量腔（11）内；含水率射频天线组件（16）由一级锥（18）、电缆（19）、二级锥（20）、天线插头（21）、空心保护筒（22）、绝缘套（23）、整流锥（24）、密封圈（25）、出线螺纹套（26）和绝缘出线套（27）组成，其中一级锥（18）与二级锥（20）丝扣连接，电缆（19）与天线插头（21）接触连接，空心保护筒（22）与出线螺纹套（26）丝扣连接，整流锥（23）与二级锥（20）丝扣连接，电缆（19）与含水率传感器（8）接触连接。
2.根据权利要求1所述的一体化差压式气液两相流量井口监测装置，其特征在于：分流冲击均质器（2）内部设计了七根相互外切的等直径均质器细管（12）。
3.根据权利要求1所述的一体化差压式气液两相流量井口监测装置，其特征在于：静压器（7）出口端底部设计了倾角向出口端爬升的扬堰（13），其形状为长方形正面和弧形背面的楔形体。
4.根据权利要求1所述的一体化差压式气液两相流量井口监测装置，其特征在于：含水率射频天线组件（16）中的空心保护筒（22）材质为铝合金，绝缘套（23）材质为四氟，整流锥（24）和绝缘出线套（27）材质为聚甲醛。
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