CN111622739A - 油井排液无动力自动计量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油井排液无动力自动计量装置，包括托板、计量缸、计数传感器、控制阀和计量显示器，托板为带有支腿的矩形板，计量缸设为间隔相对安装在托板上的两个，计量缸一侧部设有控制阀，两个控制阀相对且其通过连接杆连接，连接杆上设有挡盘；推拉杆对接处设有控制杆；控制杆底部设有计数传感器；控制阀工作端口分别连接计量缸上的过孔，控制阀进液端口均连接主进液端口，控制阀出液端口均连接主出液端口；计量缸外侧设有与计数传感器电连接的计量显示器。本发明设计合理、结构简单、容易制作、维护简便，其能实现油田油井的液相在线自动计量监测、本地数据存储及数据远传功能，具有良好的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及油井井口气液量计量技术领域，具体涉及一种油井排液无动力自动计量装置及方法。
背景技术
在油田的开发过程中油井的产液量、产气量等数据，是油田经营管理和分析地下油气储量以及运移规律的重要依据。传统方法是将油井产出的油水气混合液通过单井管线流至计量站，记录气体和油水混合液相关数据。随着油田的发展和需要，计量站逐步关闭，抽油机井用示功图远传只能实现产液量数据的录取，无法录取混在液体中气体数量，同时无杆泵井的在线计量监测还没有实现，电泵井所产出的混合液数量和气体数量无法计量，只能用罐车来标产，用罐车标定，操作不方便，工作量大。现有技术不能满足油田现场单井产出油水气混合液的计量问题。
经过检索，关于气液两相计量装置的公开技术也有不少，但都与本申请不相同，比如申请号201610169145.3，申请日2016.03.14一种超高粘度气液两相分离计量装置属于流量的测量技术领域，解决了气液两相分离计量装置测量误差非常大的问题；再比如申请号201720482917.9，申请日2017.05.02多功能油井井口气液计量装置，涉及油井井口液量、气量、压力、温度在线远传计量监测装置，实现了油田油井的气液两相在线计量监测，并且具有储存功能。但上述产品还存在有结构复杂、制造成本高及维护困难等缺陷，不利于推广应用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种油井排液无动力自动计量装置及方法。
其技术方案是：油井排液无动力自动计量装置，包括托板、计量缸、计数传感器、控制阀和计量显示器，托板为带有支腿的矩形板，所述计量缸设为结构大小相同的两个，分别为第一计量缸和第二计量缸，其包括缸体和活塞，所述缸体为一端通过封堵板封堵的圆筒结构，该圆筒结构另一端螺纹固定连接有端盖，所述封堵板上设有过孔，缸体内设有活塞，活塞朝向端盖的一侧中部连接有推拉杆，推拉杆另一端穿出至端盖外侧；第一计量缸和第二计量缸间隔相对安装在托板上平面上，两第一计量缸和第二计量缸中的推拉杆的外端相对连接，在两个推拉杆的作用下，两个活塞能在第一计量缸和第二计量缸内左右同步移动；所述第一计量缸和第二计量缸的一侧部分别设有第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀相对设置且其控制端通过连接杆连接，连接杆上间隔设有两个挡盘；所述第一计量缸和第二计量缸的推拉杆对接处设有与推拉杆轴向垂直设置的控制杆，控制杆的外端延伸至计量缸外侧、两个挡盘之间位置；所述控制杆底部的托板上设有计数传感器，活塞和推拉杆来回移动时控制杆能经过计数传感器并使其动作；所述第一控制阀和第二控制阀的工作端口分别连接第一计量缸和第二计量缸堵板上的过孔，第一控制阀和第二控制阀的进液端口均管道连接主进液端口，第一控制阀和第二控制阀的出液端口均管道连接主出液端口；所述第一计量缸或第二计量缸外侧设有计量显示器，所述计数传感器电连接计量显示器。
所述计数传感器为限位开关或电感式接近开关。
所述活塞外周设有凹槽，凹槽内与圆筒内壁之间设有密封圈。
所述推拉杆的截面呈一字状或十字状结构；所述端盖中部设有与推拉杆的截面形状相同的豁口。
所述第一控制阀和第二控制阀均为手控二位三通阀。
所述计量显示器为带有数字显示屏、存储器和网络接口的单片机电路或可编程控制器。
油井排液无动力自动计量装置的计量方法，包括如下步骤：
①设备连接及准备：首先人工向左推动推拉杆，使第一计量缸和第二计量缸中的活塞分别左移至其缸体的最左端，来自井口的液相管道连接至主进液端口，第主出液端口连接至外送管道；
②液相计量的工作流程：来自井口的液相经主进液端口进入第一控制阀的进液端，并经其工作端口进入第一计量缸中的缸体内，在来自井口液相的压力作用下，第一计量缸中的活塞向右移动并带动第二计量缸内的活塞向右移动，随着进入第一计量缸内液相的增加至充满，此时第一计量缸中活塞移至其缸体右端，同时第二计量缸内的活塞也会同步右移至其缸体的右端，在第一计量缸内液相增加至充满的过程中，第二计量缸内的液相会被其活塞挤出缸体，经第二控制阀的工作端口、出液端口及主出液端口排出至外送管道；这两个活塞移动至各自缸体右端的同时，控制杆触碰右侧的挡盘并通过该挡盘带动连接杆向右移动，从而使第一控制阀和第二控制阀同时翻转端口；然后，来自井口的液相经主进液端口进入第二控制阀的进液端，并经其工作端口进入第二计量缸中的缸体内，在来自井口液相的压力作用下，第二计量缸中的活塞向左移动并带动第一计量缸内的活塞向左移动，随着进入第二计量缸内液相的增加至充满，此时第二计量缸中活塞移至其缸体左端，同时第一计量缸内的活塞也会同步右移至其缸体的左端，在第二计量缸内液相增加至充满的过程中，第一计量缸内的液相会被其活塞挤出其缸体，经第一控制阀的工作端口、出液端口及主出液端口排出至外送管道；这两个活塞移动至各自缸体左端的同时，控制杆触碰左侧的挡盘并通过该挡盘带动连接杆向右移动，从而使第一控制阀和第二控制阀同时复位端口；活塞向左和向右移动过程中，计数传感器即会感应到控制杆的来回动作，并将信号传递给计量显示器；
上述过程如此往复；
③计数传感器送入计量显示器的计数数据，经运算后在数字显示屏上显示并存储在存储器内，网络接口用于数据远传。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：设计合理、结构简单、容易制作、维护简便，其能实现油田油井的液相在线自动计量监测、本地数据存储及数据远传功能，大大方便了工作人员的操作，具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，油井排液无动力自动计量装置，包括托板、计量缸、计数传感器、控制阀和计量显示器，托板1为带有支腿（图中未画出）的矩形板，所述计量缸设为第一计量缸2和第二计量缸3的两个，所述第一计量缸2和第二计量缸3结构大小相同，其包括缸体4和活塞5，所述缸体4为一端通过封堵板6封堵的圆筒结构，该圆筒结构另一端螺纹固定连接有端盖7，所述封堵板6上设有过孔8，缸体4内设有活塞5，活塞5朝向端盖7的一侧中部连接有推拉杆9，推拉杆9另一端穿出端盖7至缸体4外侧；第一计量缸2和第二计量缸3间隔相对安装在托板1上平面上，第一计量缸2和第二计量缸3中的推拉杆9的外端相对连接，在两个推拉杆9的作用下，两个活塞5能在第一计量缸2和第二计量缸3内左右同步移动；所述第一计量缸2和第二计量缸3的一侧部分别设有第一控制阀11和第二控制阀12，第一控制阀11和第二控制阀12相对设置且其控制端通过连接杆13连接，连接杆13上间隔设有两个挡盘14；所述第一计量缸2和第二计量缸3的推拉杆9对接处设有与推拉杆9轴向垂直设置的控制杆15，控制杆15的外端延伸至两个计量缸的外侧部、两个挡盘14之间位置；所述控制杆15底部的托板1上设有计数传感器16，活塞5和推拉杆9来回移动时控制杆15能经过计数传感器16并使其动作；所述第一控制阀11和第二控制阀12的工作端口分别连接第一计量缸2和第二计量缸3堵板6上的过孔8，第一控制阀11和第二控制阀12的进液端口均管道连接主进液端口17，第一控制阀11和第二控制阀12的出液端口均管道连接主出液端口18；所述第一计量缸2或第二计量缸3外侧设有计量显示器10，所述计数传感器16电连接计量显示器10。所述计数传感器16为限位开关或电感式接近开关。所述活塞5外周设有凹槽，凹槽内与圆筒内壁之间设有密封圈（凹槽及密封圈图中未画出）。
所述推拉杆9的截面呈一字状或十字状结构；所述端盖7中部设有与推拉杆9的截面形状相同的豁口，用于防止推拉杆9滚动保障控制杆15直线运行。
所述第一控制阀11和第二控制阀12均为手控二位三通阀。所述计量显示器10为带有数字显示屏、存储器和网络接口的单片机电路或可编程控制器。
本发明装置在托板1周围及上部安装防护罩（图中未画出）用于防雨防护，且可组成车载撬装设备使用，更为方便。
油井排液无动力自动计量装置的计量方法，包括如下步骤：
①设备连接及准备：首先人工向左推动推拉杆9，使第一计量缸2和第二计量缸3中的活塞5分别左移至其缸体4的最左端，来自井口的液相管道连接至主进液端口17，主出液端口18连接至外送管道；
②液相计量的工作流程：来自井口的液相经主进液端口17进入第一控制阀11的进液端，并经其工作端口进入第一计量缸2中的缸体4内，在来自井口液相的压力作用下，第一计量缸2中的活塞5向右移动并带动第二计量缸3内的活塞5向右移动，随着进入第一计量缸2内液相的增加至充满，此时第一计量缸2中活塞5移至其缸体4右端，同时第二计量缸3内的活塞5也会同步右移至其缸体4的右端，在第一计量缸2内液相增加至充满的过程中，第二计量缸3内的液相会被其活塞5挤出缸体4，经第二控制阀12的工作端口、出液端口及主出液端口18排出至外送管道；这两个活塞5移动至各自缸体4右端的同时，控制杆15触碰右侧的挡盘14并通过该挡盘14带动连接杆13向右移动，从而使第一控制阀11和第二控制阀12同时翻转端口；然后，来自井口的液相经主进液端口17进入第二控制阀12的进液端，并经其工作端口进入第二计量缸3中的缸体4内，在来自井口液相的压力作用下，第二计量缸3中的活塞5向左移动并带动第一计量缸2内的活塞5向左移动，随着进入第二计量缸3内液相的增加至充满，此时第二计量缸3中活塞5移至其缸体4左端，同时第一计量缸2内的活塞5也会同步右移至其缸体4的左端，在第二计量缸3内液相增加至充满的过程中，第一计量缸2内的液相会被其活塞5挤出其缸体4，经第一控制阀11的工作端口、出液端口及主出液端口排出至外送管道18；这两个活塞5移动至各自缸体4左端的同时，控制杆15触碰左侧的挡盘并通过该挡盘带动连接杆13向右移动，从而使第一控制阀11和第二控制阀12同时复位端口；活塞5向左和向右移动过程中，计数传感器16即会感应到控制杆15的来回动作，并将信号传递给计量显示器10；
上述过程如此往复；
③计数传感器16送入计量显示器10的计数数据，经运算后在数字显示屏上显示并存储在存储器内，网络接口用于数据远传。
所述步骤②中的计数与计量缸3的容积通过计量显示器10运算，所得液相产量，液相产量的计算见公式一：
Q=V×n/m×1440×p 公式一
公式一中：Q-日产量；V-计量缸3的容积；n/m-活塞每分钟往复次数；p-混合液密度；1440为一天的分钟数值；
所述计量缸3容积计算见公式二：
V=D×π×L－M 公式二
公式二中：V-计量缸3的容积；D-圆筒30的内径；L-圆筒30的长度；M-活塞34占用空间的容积；
所述活塞34占用空间的容积计算见公式三：
M=A×D×π 公式三
公式三中：M-活塞34占用空间的容积；A-活塞34的长度；D-圆筒30的内径。
本发明设计合理、结构简单、容易制作、维护简便，其能实现油田油井的液相在线自动计量监测、本地数据存储及数据远传功能，大大方便了工作人员的操作，具有良好的推广应用前景。
Claims (7)
1.油井排液无动力自动计量装置，包括托板、计量缸、计数传感器、控制阀和计量显示器，托板为带有支腿的矩形板，其特征在于：所述计量缸设为结构大小相同的两个，分别为第一计量缸和第二计量缸，其包括缸体和活塞，所述缸体为一端通过封堵板封堵的圆筒结构，该圆筒结构另一端螺纹固定连接有端盖，所述封堵板上设有过孔，缸体内设有活塞，活塞朝向端盖的一侧中部连接有推拉杆，推拉杆另一端穿出至端盖外侧；第一计量缸和第二计量缸间隔相对安装在托板上平面上，两第一计量缸和第二计量缸中的推拉杆的外端相对连接，在两个推拉杆的作用下，两个活塞能在第一计量缸和第二计量缸内左右同步移动；所述第一计量缸和第二计量缸的一侧部分别设有第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀相对设置且其控制端通过连接杆连接，连接杆上间隔设有两个挡盘；所述第一计量缸和第二计量缸的推拉杆对接处设有与推拉杆轴向垂直设置的控制杆，控制杆的外端延伸至计量缸外侧、两个挡盘之间位置；所述控制杆底部的托板上设有计数传感器，活塞和推拉杆来回移动时控制杆能经过计数传感器并使其动作；所述第一控制阀和第二控制阀的工作端口分别连接第一计量缸和第二计量缸堵板上的过孔，第一控制阀和第二控制阀的进液端口均管道连接主进液端口，第一控制阀和第二控制阀的出液端口均管道连接主出液端口；所述第一计量缸或第二计量缸外侧设有计量显示器，所述计数传感器电连接计量显示器。
2.根据权利要求1所述的油井排液无动力自动计量装置，其特征在于：所述计数传感器为限位开关或电感式接近开关。
3.根据权利要求1所述的油井排液无动力自动计量装置，其特征在于：所述活塞外周设有凹槽，凹槽内与圆筒内壁之间设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的油井排液无动力自动计量装置，其特征在于：所述推拉杆的截面呈一字状或十字状结构；所述端盖中部设有与推拉杆的截面形状相同的豁口。
5.根据权利要求1所述的油井排液无动力自动计量装置，其特征在于：所述第一控制阀和第二控制阀均为手控二位三通阀。
6.根据权利要求1所述的油井排液无动力自动计量装置，其特征在于：所述计量显示器为带有数字显示屏、存储器和网络接口的单片机电路或可编程控制器。
7.根据权利要求1—6任意一项所述的油井排液无动力自动计量装置的计量方法，其特征在于：包括如下步骤：
①设备连接及准备：首先人工向左推动推拉杆，使第一计量缸和第二计量缸中的活塞分别左移至其缸体的最左端，来自井口的液相管道连接至主进液端口，第主出液端口连接至外送管道；
②液相计量的工作流程：来自井口的液相经主进液端口进入第一控制阀的进液端，并经其工作端口进入第一计量缸中的缸体内，在来自井口液相的压力作用下，第一计量缸中的活塞向右移动并带动第二计量缸内的活塞向右移动，随着进入第一计量缸内液相的增加至充满，此时第一计量缸中活塞移至其缸体右端，同时第二计量缸内的活塞也会同步右移至其缸体的右端，在第一计量缸内液相增加至充满的过程中，第二计量缸内的液相会被其活塞挤出缸体，经第二控制阀的工作端口、出液端口及主出液端口排出至外送管道；这两个活塞移动至各自缸体右端的同时，控制杆触碰右侧的挡盘并通过该挡盘带动连接杆向右移动，从而使第一控制阀和第二控制阀同时翻转端口；然后，来自井口的液相经主进液端口进入第二控制阀的进液端，并经其工作端口进入第二计量缸中的缸体内，在来自井口液相的压力作用下，第二计量缸中的活塞向左移动并带动第一计量缸内的活塞向左移动，随着进入第二计量缸内液相的增加至充满，此时第二计量缸中活塞移至其缸体左端，同时第一计量缸内的活塞也会同步右移至其缸体的左端，在第二计量缸内液相增加至充满的过程中，第一计量缸内的液相会被其活塞挤出其缸体，经第一控制阀的工作端口、出液端口及主出液端口排出至外送管道；这两个活塞移动至各自缸体左端的同时，控制杆触碰左侧的挡盘并通过该挡盘带动连接杆向右移动，从而使第一控制阀和第二控制阀同时复位端口；活塞向左和向右移动过程中，计数传感器即会感应到控制杆的来回动作，并将信号传递给计量显示器；
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