CN109098705A - 一种油井连续计量装置以及油井采油计量*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及油井计量装置领域，提供了一种油井连续计量装置以及油井采油计量***。该油井连续计量装置，其包括第一分离器、第二分离器以及用于连通第一分离器和第二分离器的平衡管，第一分离器上设置有两端分别连通至第一分离器的第一液柱、安装于第一液柱的第一差压传感器、第一进液口和第一出液口，第二分离器上设置有两端分别连通至第二分离器的第二液柱、安装于第二液柱的第二差压传感器、第二进液口和第二出液口，第一进液口和第二进液口均与进口三通阀连通，第一出液口和第二出液口均与出口三通阀连通。第一差压传感器和第二差压传感器的固定以及连接对计量装置的称重没有任何影响。此外，该油井采油计量***便于安装，称重精确性高。

Description

一种油井连续计量装置以及油井采油计量***

技术领域

本发明涉及油井计量装置领域，具体而言，涉及一种油井连续计量装置以及油井采油计量***。

背景技术

现有技术中的油井计量装置上设有对称的两个分离器，两个分离器的进油口设在上部，通过电动三通阀与单井来油管线连接；两个分离器的出口设在下部，通过电动三通阀与集油管线连接；在两个分离器的上顶部设有平衡管，平衡管接口上部设有安全阀，在下底部设有称重传感器，在中部设有磁翻板液位计；电动三通阀、磁翻板远传液位计和称重传感器的各自的开关位置信号、液位信号和重量信号传给PCL控制显示器，控制两个分离器单一计量或同时计量，并算出油量，在单井油进电动三通阀的管线上设有进油阀，在进油阀与电动三通阀之间设有过滤器，在分离器出油管线上设有出油阀，在进出油阀的旁通管上设有旁通阀。

现有技术方案是使用称重传感器对介质进行计量，称重传感器安装在分离器底部。分离器在正常运转时需要固定在一个平台上的，所以分离器的紧固程度会影响称重传感器的计量精度；同时双分离器之间会有流程管线的连接，这部分管线又对分离器有支撑作用也会对计量精度产生不好的影响。

发明内容

本发明的目的，例如包括提供一种油井连续计量装置，其能够利用差压传感器测量分离器内液柱产生的压强，从而得到管内液体质量，设备固定及流程连接对装置称重没有任何影响。

本发明的目的还包括提供一种以及油井采油计量***，其便于安装，称重精确性高。

为了实现上述至少一种目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种油井连续计量装置，其包括第一分离器、第二分离器以及用于连通第一分离器和第二分离器的平衡管，第一分离器上设置第一液柱、第一差压传感器、第一进液口和第一出液口，第二分离器上设置有第二液柱、第二差压传感器、第二进液口和第二出液口，第一液柱的两端分别连通至第一分离器的顶端和底端，第一差压传感器安装于第一液柱，第二液柱的两端分别连通至第二分离器的顶端和底端，第二差压传感器安装于第二液柱；第一进液口和第二进液口均与进口三通阀连通，第一出液口和第二出液口均与出口三通阀连通。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述第一液柱连接至第一分离器的侧壁，第二液柱连接至第二分离器的侧壁。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述进口三通阀和出口三通阀均为气动三通阀。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述平衡管位于第一分离器和第二分离器的上方且分别与第一分离器和第二分离器的顶端连通，平衡管的一端与第一液柱远离第一分离器底端的一端连通，平衡管的另一端与第二液柱远离第二分离器底端的一端连通。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述平衡管上设置有用于测量气体流量的孔板流量计。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述孔板流量计为双向孔板流量计。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述油井连续计量装置还包括温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器设置于进口三通阀的管线上，或者；温度传感器和压力传感器设置于平衡管上，且位于孔板流量计的两侧。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述油井连续计量装置还包括用于测量第一分离器内介质密度的第一密度计和用于测量第二分离器内介质密度的第二密度计，第一密度计与第一分离器连接，第二密度计与第二分离器连接。

可选地，在本发明的优选实施方式中，上述油井连续计量装置还包括智能控制***，智能控制***分别与进口三通阀、出口三通阀、第一差压传感器和第二差压传感器连通。

一种油井采油计量***，其包括配套使用的采油装置和上述油井连续计量装置。

本发明实施例的有益效果例如包括：本发明实施例提供的油井连续计量装置，通过上述第一差压传感器和第二差压传感器实现对第一液柱和第二液柱内的压强的测定，并通过测定的压强测定第一分离器和第二分离器内的液体质量。由于本申请中第一差压传感器和第二差压传感器连接至第一分离器和第二分离器的侧壁，因此第一差压传感器和第二差压传感器的固定以及连接对油井连续计量装置的称重没有任何影响。此外，本发明实施例还提供了一种油井采油计量***，其便于安装，称重精确性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供油井连续计量装置的第一种连接方式的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的油井连续计量装置的第二种连接方式的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的在油井连续计量装置的第一种连接方式的情况下增加测量气体流量和综合含水的机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的在油井连续计量装置的第二种连接方式的情况下增加测量气体流量和综合含水的机构的结构示意图。

图标：100-油井连续计量装置；110-第一分离器；111-第一液柱；112-第一差压传感器；113-第一进液口；114-第一出液口；115-第一密度计；120-第二分离器；121-第二液柱；122-第二差压传感器；123-第二进液口；124-第二出液口；125-第二密度计；130-平衡管；131-孔板流量计；132-温度传感器；133-压力传感器；140-进口三通阀；150-出口三通阀；160-智能控制***。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种油井连续计量装置100，其包括第一分离器110、第二分离器120、用于连通第一分离器110和第二分离器120的平衡管130、进口三通阀140和出口三通阀150。

其中，第一分离器110上设置第一液柱111、第一差压传感器112、第一进液口113和第一出液口114，第一液柱111的两端分别连通至第一分离器110的顶端和底端，第一差压传感器112安装于第一液柱111。第一进液口113与进口三通阀140连通，第一出液口114与出口三通阀150连通。本实施例中，利用第一差压传感器112测量第一分离器110内第一液柱111产生的压强，从而得到第一分离器110内的液体质量，第一液柱111连接至第一分离器110的侧壁(如图2所示)，相较于现有技术中将称重传感器安装于分离器的底部而言，本实施例中，设备固定及流程连接对装置称重没有任何影响，使得本实施例提供的油井连续计量装置100称重更加准确，精确度更高。

第二分离器120上设置有第二液柱121、第二差压传感器122、第二进液口123和第二出液口124，第二液柱121的两端分别连通至第二分离器120的顶端和底端，第二差压传感器122安装于第二液柱121。第二进液口123与进口三通阀140连通，第二出液口124与出口三通阀150连通。本实施例中，第二液柱121连接至第二分离器120的侧壁。同样的，本实施例中，利用第二差压传感器122测量第二分离器120内第二液柱121产生的压强，从而得到第二分离器120内液体质量，第二液柱121连接至第二分离器120的侧壁(如图2所示)，相较于现有技术中将称重传感器安装于分离器的底部而言，本实施例中，设备固定及流程连接对装置称重没有任何影响，使得本实施例提供的油井连续计量装置100称重更加准确，精确度更高。

进一步地，本实施例中进口三通阀140和出口三通阀150均为气动三通阀。现有技术方案在切换双罐运行时使用的是电动三通阀。由于电动三通阀在切换过程中会出现双向导通的一个时段，此时被测介质会同时进入两个分离器，这就导致此时执行计量的分离器会漏计部分介质，且电动三通阀的执行周期长约为30秒，从而使得计量误差增大。而本申请中采用气动三通阀，其切换速度快，约3-5秒，气动三通阀双向导通时间极短，有利于提高液量计量的精度。

其中，液量的计量原理如下：

将被测介质引入计量装置，根据检测的第一分离器110和第二分离器120的液位情况对进口三通阀140和出口三通阀150发出指令。当进口三通阀140在控制***的控制下对第一分离器110导通，出口三通阀150对第二分离器120导通时，第一分离器110内液面开始上升，天然气进入第二分离器120并将第二分离器120内的原油压出第二分离器120；当第一分离器110液面上升到设定位置(以能够满足气液分离为准)时，控制进口三通阀140对第二分离器120导通，出口三通阀150对第一分离器110导通，第二分离器120内液面开始上升，天然气进入第一分离器110并将第一分离器110内的原油压出第一分离器110。计量时通过对进口三通阀140和出口三通阀150的反复切换控制第一分离器110和第二分离器120内的液位上升、下降，并测得第一分离器110的第一液柱111以及第二分离器120的第二液柱121的差压，以此计算单位时间内第一分离器110和第二分离器120内液体的质量的变化从而得到油井流量。如此周而复始，利用两分离器的交替计量实现了对伴生气量小或无伴生气的油井的连续计量，计量工作结束后，智能控制***160可对设定时间内的量油时间进行累加，换算出油井日产液量。

本实施例的平衡管130可以连接至第一分离器110和第二分离器120的侧壁(如图2所示)，也可以连接于第一分离器110和第二分离器120的顶部(如图1所示)。本实施例中，优选平衡管130位于第一分离器110和第二分离器120的上方且分别与第一分离器110和第二分离器120的顶端连通，实现从第一分离器110和第二分离器120内分离出的气体进行平衡管130。平衡管130的一端与第一液柱111远离第一分离器110底端的一端连通，平衡管130的另一端与第二液柱121远离第二分离器120底端的一端连通(如图1所示)。

请参阅图3或图4，在现有技术中，未涉及气体的计量，而气体的计量又是油井计量中常常出现的。而本实施例中，在平衡管130上设置有用于测量气体流量的孔板流量计131。用于计量通过孔板流量计131的气体的流量。优选地，本实施例中，孔板流量计131为双向孔板流量计131。即第一分离器110排液时的气体从第二分离器120向第一分离器110的方向通过双向孔板流量计131进行计量，第二分离器120排液时的气体从第一分离器110向第二分离器120的方向通过双向孔板流量计131进行计量，进而实现双向计量，从而获得生产状态下的气体流量。本实施例中，双向孔板流量计131的双向气体计量的切换可以由智能控制***160控制。

由于孔板流量计131计量的是工况下的流量，为了换算为标况下的流量，本实施例中，油井连续计量装置100进一步还包括温度传感器132和压力传感器133，温度传感器132和压力传感器133设置于进口三通阀140的管线上(如图4所示)，或者；温度传感器132和压力传感器133设置于平衡管130上，且位于孔板流量计131的两侧(如图3所示)。本实施例中，通过温度传感器132为管线内的液体的工作状态下的温度进行测量，同时通过压力传感器133对管线内的液体的工作状态下的压力进行测量。

具体计算方法如下：

气体状态方程：PV＝nRT；工况与标况换算：P1×V1/T1＝P2×V2/T2。其中，

P1：标况压力，单位Kpa，以标准大气压取值＝101.325Kpa

V1：标况流量，单位m³/h

T1：标况温度，单位开尔文K，取值273.15K(即0℃)

P2：工况压力＝(表压Mpa×1000+P现)Kpa。P现：现场实际大气压，近似按标准大气压取值＝101.325Kpa

V2：工况流量

T2：工况温度＝(实际温度℃+273.15)K。温度换算：K＝℃+273.1。

通过将本实施例中测定的工况下的流量、温度以及压力带入上述公式，即可计算出标况下的气体流量。

进一步地，请参阅图3或图4，上述油井连续计量装置100还包括用于测量第一分离器110内介质密度的第一密度计115和用于测量第二分离器120内介质密度的第二密度计125，第一密度计115与第一分离器110连接，第二密度计125与第二分离器120连接。

现有技术中也没有涉及测量液体的综合密度以及含水的测试，而本实施例中，通过设置第一密度计115和第二密度计125，可以测量工作状态下的液体的综合密度，测试人员可通过输入已知的被测油井的油密度和水密度，进而获得被测介质的综合含水。

可选地，上述油井连续计量装置100还包括智能控制***160，智能控制***160分别与进口三通阀140、出口三通阀150、第一差压传感器112、第二差压传感器122和孔板流量计131连通。智能控制***160实现智能化控制，控制精度高，反应迅速。

此外，本发明实施例还提供了一种油井采油计量***，其包括配套使用的采油装置和上述油井连续计量装置100。其便于安装，称重精确性高。

综上所述，本发明实施例提供的油井连续计量装置100，通过上述第一差压传感器112和第二差压传感器122实现对第一液柱111和第二液柱121内的压强的测定，并通过测定的压强测定第一分离器110和第二分离器120内的液体质量。再通过上述孔板流量计131计量工况下的气体流量，随之配合压力传感器133和温度传感器132测定工况下的温度和压力，测试人员可以根据上述工况下的气体流量、工况下的温度和压力实现测定标况下的气体流量。并且本实施例中还可以通过第一密度计115和第二密度计125测定液体的综合密度，进而通过已知的油密度和水密度计算出综合含水的量。从上述内容可以看出，本实施例提供的油井连续计量装置100可以实现三相计量(液体质量计量、气体流量计量以及综合含水量的计量)，补充并完善了现有技术。并且由于本申请中第一差压传感器112和第二差压传感器122连接至第一分离器110和第二分离器120的侧壁，因此第一差压传感器112和第二差压传感器122的固定以及连接对油井连续计量装置100的称重没有任何影响，并且进出口的气动三通阀切换速度快(约3～5秒)，三通阀双向导通时间极短，提高液量计量精度。此外，本发明实施例还提供了一种油井采油计量***，其便于安装，称重精确性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油井连续计量装置，其特征在于，其包括第一分离器、第二分离器以及用于连通所述第一分离器和所述第二分离器的平衡管，所述第一分离器上设置第一液柱、第一差压传感器、第一进液口和第一出液口，所述第二分离器上设置有第二液柱、第二差压传感器、第二进液口和第二出液口，所述第一液柱的两端分别连通至所述第一分离器的顶端和底端，所述第一差压传感器安装于所述第一液柱，所述第二液柱的两端分别连通至所述第二分离器的顶端和底端，所述第二差压传感器安装于所述第二液柱；所述第一进液口和所述第二进液口均与进口三通阀连通，所述第一出液口和所述第二出液口均与出口三通阀连通。

2.根据权利要求1所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述第一液柱连接至所述第一分离器的侧壁，所述第二液柱连接至所述第二分离器的侧壁。

3.根据权利要求1所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述进口三通阀和所述出口三通阀均为气动三通阀。

4.根据权利要求1所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述平衡管位于所述第一分离器和所述第二分离器的上方且分别与所述第一分离器和所述第二分离器的顶端连通，所述平衡管的一端与所述第一液柱远离所述第一分离器底端的一端连通，所述平衡管的另一端与所述第二液柱远离所述第二分离器底端的一端连通。

5.根据权利要求1所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述平衡管上设置有用于测量气体流量的孔板流量计。

6.根据权利要求5所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述孔板流量计为双向孔板流量计。

7.根据权利要求5所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述油井连续计量装置还包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器设置于所述进口三通阀的管线上，或者；

所述温度传感器和所述压力传感器设置于所述平衡管上，且位于所述孔板流量计的两侧。

8.根据权利要求1所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述油井连续计量装置还包括用于测量所述第一分离器内介质密度的第一密度计和用于测量所述第二分离器内介质密度的第二密度计，所述第一密度计与所述第一分离器连接，所述第二密度计与所述第二分离器连接。

9.根据权利要求1所述的油井连续计量装置，其特征在于，所述油井连续计量装置还包括智能控制***，所述智能控制***分别与所述进口三通阀、出口三通阀、第一差压传感器和第二差压传感器连通。

10.一种油井采油计量***，其特征在于，其包括配套使用的采油装置和如权利要求1-9任一项所述的油井连续计量装置。