CN111912500A - 一种移动井口流量标定装置及其标定方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种移动井口流量标定装置及其标定方法，属于流量计标定技术领域，其包括用于连通采集输送管道的气液分离器、连通于气液分离器的除雾器和储液罐，除雾器的输出端连接有湿气流量计量组件，储液罐的输出端连接有质量流量计量组件；气液分离器，用于将介质分离成以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质；除雾器，用于气液分离后气相介质的二次分离；储液罐，位于气液分离器下方，用于存储液相介质；湿气流量计量组件，用于测量以气体介质为主的湿气质量流量；质量流量计量组件，用于测量以液体介质为主的液相质量流量。本申请具有提高全流量条件下气液两相的在线计量标定精度的效果。

Description

一种移动井口流量标定装置及其标定方法

技术领域

本申请涉及流量计标定技术领域，尤其是涉及一种移动井口流量标定装置及其标定方法。

背景技术

目前，油气井在开采过程中，需要在其采集输送管道上设置计量装置对油气井内的液体和气体进行实时在线测量，传统的油气井计量采取站内计量和井口计量两种。站内计量工艺采用的是先分离后对天然气进行气计量，气体计量精度高，但是液体计量误差大；而井口计量则属于在线计量。随着现在页岩气的大规模开采，单井集输技术的不断优化改进，已经将集输至计量站产量计量转移到井口计量，井口计量也逐步从分离计量改为不需要分离的混相流量计，由于实时在线多相计量技术的不断进步，井口计量已经开始选择不需要分离的多相流量计。

但对于多相流量计的标定还是需要通过高效分离后对单相介质用单相仪表进行流量标定。现有的全流量条件下的在线计量标定装置，但是由于气液分离不能保证完全分离，即气路中会带有少量液体，液路中也可能窜有少量气体（如泡沫原油等含有溶解气），从而造成标定精度差等适用性问题。

发明内容

为了提高全流量条件下气液两相的在线计量标定精度，本申请提供一种移动井口流量标定装置及其标定方法。

第一方面，本申请提供一种移动井口流量标定装置，采用如下的技术方案：

一种移动井口流量标定装置，包括用于连通采集输送管道的气液分离器、连通于气液分离器的除雾器和储液罐，所述除雾器的输出端连接有湿气流量计量组件，所述储液罐的输出端连接有质量流量计量组件；

所述气液分离器，用于将介质分离成以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质；

所述除雾器，用于气液分离后气相介质的二次分离；

所述储液罐，位于气液分离器下方，用于存储液相介质；

所述湿气流量计量组件，用于测量以气体介质为主的湿气质量流量；

所述质量流量计量组件，用于测量以液体介质为主的液相质量流量。

通过采用上述技术方案，介质从采集输送管道流出后流入气液分离器，气液分离器对介质进行气液分离，得到气相介质和液相介质，气相介质流经除雾器，除雾器连接湿气流量计量组件，通过湿气流量计量组件的计量，以降低甚至消除气相介质中含有液体对计量精度的影响；液相介质流经储液罐，储液罐位于气液分离器下方，液相介质在储液罐中液位的保持所形成液封，使得液相介质中体积含气率/GVF远小于3%，储液罐连接有质量流量计量组件，由于液相介质中的含气率小于3%，此时液相介质的气体含量对质量流量计的计量精度影响很低，通过湿气流量计量组件以及气液分离器和储液罐的位置设置，从而大大提高整体标定装置的计量精度。

优选的，所述湿气流量计量组件包括两套口径不同的湿气流量计和两个分别设置于湿气流量计入口处的止回阀，所述止回阀用于控制与其连接的湿气流量计与除雾器连通或截止。

通过采用上述技术方案，在油气井开采过程中，使用者可根据流入除雾器的气相介质流量的不同选择口径不同的湿气流量计进行实时计量，确保湿气流量计量组件可实现连续的精确计量。

优选的，所述质量流量计量组件包括两套口径不同的质量流量计和两个分别设置于质量流量计入口处的阀门，所述阀门用于控制与其连接的质量流量计与储液罐连通或截止。

通过采用上述技术方案，在油气井开采过程中，可根据流入储液罐的液相介质流量的不同选择口径不同的质量流量计进行实时计量，确保质量流量计量组件可实现连续的精确计量。

优选的，所述气液分离器包括壳体和竖直螺旋设置于壳体内部的螺旋导流体，所述螺旋导流体的轴线与壳体的轴线重合，所述螺旋导流体的外侧壁与壳体内壁密封连接，所述气液分离器的入口处设置于螺旋导流体上方。

通过采用上述技术方案，在壳体内设置螺旋导流体，当介质通过输入管进入气液分离器后，在螺旋导流体的导向下，介质沿螺旋导流体的倾斜方向流动，同时在离心力、重力的作用下以及在螺旋导流体的限制下，介质形成一个倒圆锥形的涡流场，密度小的气相介质沿漩涡的中央上升，密度大的液相介质沿螺旋导流体的倾斜面向下流动，通过螺旋导流体对介质实现强制限域旋流，使气液高效分离。

优选的，所述气液分离器顶部中心设有连通除雾器的气路管，所述气路管与壳体连接的一端端部中心位于壳体轴线上，所述螺旋导流体靠近壳体轴线的一侧侧壁与轴线之间的距离小于或等于气路管的半径，使得螺旋导流体形成与气路管对准的导气孔。

通过采用上述技术方案，气路管将气液分离器分离出来的气相介质导入除雾器内，通过设置导气孔，方便气相介质上升进入气路管。

优选的，所述除雾器沿其传输方向间隔设有若干用于分离气相介质和液相介质的碰撞分离板，所述碰撞分离板间隔设有若干排碰撞部，所述碰撞部包括若干水平间隔分布的透气孔。

通过采用上述技术方案，由于气相介质中含有一定的液体，通过设置碰撞分离板对气相介质的传输进行阻隔，当气相介质与碰撞分离板接触时，液体沾附在碰撞分离板外表面，从而实现气液分离，通过在碰撞分离板上设置透气孔，以保证气相介质穿过碰撞分离板。

优选的，所述碰撞部还包括一一对应设置于透气孔一侧的导向板，所述导向板设置于碰撞分离板远离气液分离器一侧，所述导向板用于遮挡透气孔。

通过采用上述技术方案，导向板设置在透气孔上，且与透气孔一一对应设置，当气相介质穿过透气孔时，即与导向板碰撞，从而增大导向板与碰撞分离板的接触面积，提高气液分离效果。

优选的，相邻两块所述碰撞分离板上的碰撞部间隔交错设置。

通过采用上述技术方案，相邻两块碰撞分离板上的碰撞部交错分布，从而使得气相介质经过两块碰撞分离板的路径增长，使得气相介质的流过除雾器的时间增加，以提高气相介质在除雾器中的过滤效果。

优选的，所述除雾器沿其传输方向水平设置于储液罐上方，所述除雾器位于碰撞分离板下方设有与储液罐连通的联通管。

通过采用上述技术方案，将除雾器设置在储液罐上方，并设置连通除雾器和储液罐的联通管，在联通管的作用下，使得除雾器内的液体能够进入储液罐内，储液罐内的气体也能够进入除雾器内，从而提高气液的分离程度，提高标定精度。

优选的，所述联通管包括密封连接储液罐的连接管和密封连接除雾器的液相回流管，所述液相回流管与连接管相互插接连通，且所述液相回流管的直径小于连接管的直径，所述连接管远离储液罐的一端液相回流管密封连接；所述连接管内部固定设有多块用于分离气相介质和液相介质的气液分离板，所述液相回流管贯穿气液分离板且与气液分离板固定连接，所述液相回流管位于连接管顶部和气液分离板之间设有若干回气孔。

通过采用上述技术方案，除雾器内过滤出的液体经过液相回流管进入储液罐内，储液罐的液相介质在流动过程中，加载在液相介质中的气体被排出并上升，由于连接管的直径大于液相回流管的直径，气体在上升过程中除了部分直接通过液相回流管进入除雾器中的气体，大部分气体在上升过程与气液分离板接触并在气液分离板的作用下进行气液分离，以降低回流到除雾器中气体的含液率，同时通过在液相回流管上开设回气孔，使得连接管内的气体能够通过液相回流管进入除雾器中，同时通过设置气液分离板对液相回流管远离除雾器的一端进行固定。

优选的，所述除雾器内设有过滤网板。

通过采用上述技术方案，油气井采集开发过程中，会有部分颗粒物杂质如砂粒等在高压气流的带动下跟随介质进入采集输送管道甚至标定装置内，通过过滤网板对颗粒物杂质进行过滤，防止颗粒物杂质对湿气流量计造成损坏。

优选的，所述除雾器包括前端罐壳和后端罐壳，所述前端罐壳与后端罐壳之间设有法兰，所述后端罐壳与湿气流量计量组件连接，所述过滤网板设置于后端罐壳远离湿气流量计量组件的一端。

通过采用上述技术方案，前端罐壳和后端罐壳通过法兰连接，从而使得前端罐壳与后端罐壳可拆卸设置，并设置过滤网板的位置，以方便将过滤网板过滤出来的颗粒物杂质取出。

优选的，所述储液罐与质量流量计量组件之间设有电磁阀，所述储液罐上设有液位计，所述液位计与电磁阀电连接。

通过采用上述技术方案，设置电磁阀储液罐与质量流量计量组件之间的导通与截止进行控制，使得液相介质能够在储液罐内进行缓存，从而使得输入的气液比例与输出气液比例进行缓冲，形成一个相对稳定流型流态；通过液位计对储液罐内液体的高度进行检测，液位计与储液罐电连接，当储液罐内液体高度达到一定程度时，以实现自动控制电磁阀的启闭。

优选的，所述储液罐与质量流量计量组件之间设有手动阀，所述手动阀与电磁阀并行设置。

通过采用上述技术方案，设置手动阀作为电磁阀的备用，以保证必要的时候，能够根据使用需求进行选择，尤其是电磁阀损坏时，手动阀能够保证标定装置正常使用。

优选的，所述气液分离器与采集输送管道之间设有输入管，所述湿气流量计量装置与质量流量计量装置的输出端共同连接有输出管，所述输出管用于连通采集输送管道，所述输入管上设有第一截止阀，所述输出管上设有第二截止阀，所述第一截止阀与第二截止阀同步启闭。

通过采用上述技术方案，第一截止阀和第二截止阀在标定装置标定过程中开启，在标定装置非标定过程中关闭，防止标定后残留在标定装置内的介质造成环境污染。

优选的，所述采集输送管道设有标定旁路连接组件，所述标定旁路连接组件包括用于连通输入管的输出支管和用于连接输出管的输入支管，所述输出支管上设有输出止回阀，所述输入支管上设有输入止回阀，所述采集输送管道位于输出支管和输入支管之间设有导通截止阀。

通过采用上述技术方案，标定装置通过与标定旁路连接组件连接以实现与采集输送管道连接，通过在输出支管上设置输出止回阀，在输入支管上设置输入止回阀，并设置导通截止阀，从而实现标定装置接入采集输送管道时不影响采集输送管道的正常采集，实现连续采集计量。

优选的，还包括撬装底座，所述气液分离器、除雾器、储液罐、湿气流量计量组件以及质量流量计量组件均安装于撬装底座上，所述撬装底座用于装入移动运输车。

通过采用上述技术方案，将气液分离器、除雾器、储液罐、湿气流量计量组件以及质量流量计量组件集成在撬装底座上，从而集成体积小、重量轻、方便移动的标定装置；通过将撬装底座及其上的设备转入移动运输车，从而实现标定装置的可移动，方便运送至各个不同油气井场现场标定使用。

第二方面，本申请提供一种移动井口流量标定装置的标定方法，采用如下的技术方案：

一种移动井口流量标定装置的标定方法，包括以下步骤：

步骤一：当需要进行标定测量时，

将输入管和输出管分别与采集输送管道对接连通；

同时打开第一截止阀、第二截止阀、输出截止阀和输入截止阀，同步关闭导通截止阀；

介质经输入管进入气液分离器，进行气液分离得到以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质；

气相介质进入除雾器并沿除雾器向输出管传送，气相介质与除雾器内的碰撞分离板碰撞接触，气相介质中的液体与碰撞分离板接触并通过联通管流入储液罐内；

液相介质进入储液罐内并朝向输出管传送，液相介质在储液罐内流动时，液相介质中的气体上升并经联通管进入除雾器内；

气相介质进入湿气流量计量组件，湿气流量计量组件对流经其的气、液两相介质进行各项的质量流量计量；

液相介质进入质量流量计量组件，质量流量计量组件对流经其的气、液两相介质进行各项的质量流量计量；

液相介质与气相介质在输出管内汇合后流回采集输送管道内；

步骤二：当标定测量结束后，

同时关闭第一截止阀、第二截止阀、输出截止阀和输入截止阀，同步打开导通截止阀；

将输入管和输出管从采集输送管道上拆除。

通过采用上述技术方案，当需要对进口计量装置进行标定时，通过将输入管和输出管与采集输送管道连通，并同时打开第一截止阀、第二截止阀、输出截止阀和输入截止阀，同步关闭导通截止阀，使得采集输送管道内的介质能够流入标定装置内，通过气液分离器对介质进行气液分离；介质经气液分离器分离后，气相介质进入除雾器再次过滤除雾，液相介质进入储液罐中，液相介质流入储液罐中，使其夹杂气体排出，在联通管的连通引导下，储液罐中的气体上升并进入除雾器中，除雾器中过滤出的液体通过联通管回流进入储液罐内，以进一步提高气液分离效果；通过采用湿气流量计量组件，从设备使用特性上，降低气相介质中含液量对计量精度的影响；当标定结束后，通过关闭第一截止阀、第二截止阀、输出截止阀和输入截止阀，同步打开导通截止阀，使得标定装置的接入与拆除均不会影响石油气井的开采，实现连续计量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置气液分离器对介质进行分离，提高气液分离效果，同时将湿气流量计量组件接入标定装置内，利用湿气流量计量组件的计量特性，提高计量精度，通过储液罐和气液分离器的位置关系，降低液相介质中的含气量，以实现采用本装置的高精度计量效果；

2.通过在除雾器内设置碰撞分离板，通过碰撞分离板对气相介质的传输进行阻挡，当气相介质通过除雾器时，气相介质与碰撞分离板充分接触碰撞，使得气相介质中夹杂的液相介质与碰撞分离板接触时，液相介质沾附在碰撞分离板，从而进一步实现气液分离，提高湿气流量计量组件的计量精度；

3.通过设置连通除雾器和储液罐的联通管，除雾器内的液相介质在重力作用下经联通管回流到储液罐内，储液罐内的气相介质在上升过程中经联通管上升到除雾器内，进一步提高介质的计量精度；

4.通过设置撬装底座，将标定所需的仪器和设备集成安装在撬装底座上，便于标定装置在各个油气井场现场的转移，降低多个油气井场现场实用的多相流量计的标定成本。

附图说明

图1是本申请实施例的标定装置与油气井场采集输送管道连接时的结构示意图；

图2是本申请实施例的标定装置整体结构示意图；

图3是本申请实施例的部分结构示意图；

图4是本申请实施例的部分结构剖视图，主要显示了气液分离器的结构；

图5 是本申请实施例的部分结构剖视图，主要显示了除雾器的内部结构；

图6是图5中A部放大图；

图7是本申请实施例的部分结构剖视图，主要显示了多块碰撞分离板的结构和位置关系；

图8是本申请实施例的部分结构剖视图，主要显示了联通管的结构；

图9是图8中B部放大图；

图10是本申请实施例的部分结构剖视图，主要显示了多块气液分离板的结构和位置关系；

图11是本申请实施例的标定装置的整体结构示意图；

图12是本申请实施例的标定装置与标定旁路连接组件的连接示意图；

图13是本申请实施例的标定装置的标定方法步骤图。

附图标记说明：1、撬装底座；2、气液分离器；21、壳体；22、螺旋导流体；221、导气孔；23、气路管；24、液路管；3、除雾器；31、前端罐壳；32、后端罐壳；33、法兰；34、碰撞分离板；341、碰撞部；3411、透气孔；3412、导向板；35、过滤网板；4、储液罐；41、电磁阀；42、手动阀；43、液位计；5、输入管；51、第一截止阀；6、输出管；61、第二截止阀；62、回气管；63、回液管；7、湿气流量计量组件；71、湿气流量计；711、谐振管湿气流量计；712、气相流量计量模块；72、止回阀；8、质量流量计量组件；81、质量流量计；82、阀门；9、联通管；91、连接管；92、液相回流管；921、回气孔；93、气液分离板；931、过滤部；9311、通孔；9312、碰撞板；100、标定旁路连接组件；1001、输出支管；1002、输入支管；1003、输入截止阀；1004、输出截止阀；1005、导通截止阀。

具体实施方式

以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。

油气井采集输送管道上设置计量装置对油气井液体和气体的产量进行计量，以用于油气井开发依据，计量装置常年在井口运转，其计量仪器可能产生***偏差，从而使其计量数据产生较大误差，因此需要使用标定装置对计量装置计量数据进行校验。目前给多相流量计做流量标定的装置，根据装置采用的油气水介质分类，一般多相流测试标定装置分为两大类；一类是采用模拟介质的装置，主要用于多相流模拟测试和多相流量计原理样机的室内标准环线测试。该类装置一般建在室内，规模较小，流量条件难以满足现场实际应用的需要；另一类是采用实液介质和实际工况条件的装置，该装置的测试和标定结果较符合生产实际，因此油气井口标定计量更推荐采用实液介质和实际工况条件的装置。

本申请实施例公开一种移动井口流量标定装置。参照图1和图2，标定装置包括撬装底座1、竖直设置于撬装底座1上的气液分离器2、连通于气液分离器2的除雾器3和储液罐4，其中除雾器3沿其传输方向水平设置于储液罐4上方，储液罐4位于气液分离器2的下方，且为保证气相介质传输时更为通畅，除雾器3位于气液分离器2的上方。其中气液分离器2的入口处连接有输入管5，除雾器3和储液罐4的输出端共同连接有输出管6，输入管5和输出管6用于连接油气井原有的采集输送管道，同时输入管5与输出管6与采集输送管道连通的一端端口处位于同一水平面上，防止输入管5和输出管6之间存在压差影响标定精度。介质通过输入管5流入标定装置进行气液分离并标定测量，测量完成后通过气体和液体在输出管6内汇合后再流回采集输送管道中。

参照图1和图2，为方便标定装置的移动检测，标定装置的所有标定设备及仪器均安装于撬装底座1上，以集成为体积小、质量轻且计量精度高度撬装标定装置。撬装底座1及安装在其上的标定设备及仪器均可安装于移动运输车上，通过移动运输车实现标定装置的可转移，方便将标定装置运输至各个油气井场现场进行在线标定测试使用。

参照图1和图2，为保证标定装置的接入不会影响油气井原有的采集输送以及计量装置的计量，采集输送管道上设有标定旁路连接组件100，标定旁路连接组件100用于连通采集输送管道和输入管5的输出支管1001以及用于连通采集输送管道和输出管6的输入支管1002，输出支管1001上设有输出截止阀1004，输入支管1002上设有输入截止阀1003，采集输送管道位于输入支管1002和输出支管1001之间设有导通截止阀1005。当标定装置需要接入时，将输入管5与输出支管1001连接，将输出管6与输入支管1002连接，然后开启输出截止阀1004和输出截止阀1004，同时关闭导通截止阀1005。

参照图2和图3，气液分离器2用于将介质分离成以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质。为提高标定装置的测量精度，气液分离器2采用垂直型旋流分离器，气液分离器2的顶部设有连通于除雾器3的气路管23，气液分离器2的下端设于连通于储液罐4的液路管24。气液分离器2包括壳体21和竖直螺旋设置于壳体21内部的螺旋导流体22，螺旋导流体22的轴线与壳体21的轴线重合，且螺旋导流体22外侧壁与壳体21内壁密封连接，气路管23的一端竖直设置于壳体21顶部中心，使得气路管23的端部轴线与壳体21轴线重合，螺旋导流体22靠近轴线一侧的侧壁与轴线的距离小于或等于气路管23的半径，使得螺旋导流体22形成与气路管23对准的导气孔221，导气孔221的直径远小于壳体21的直径，降低沿螺旋导流体22流动的介质直接从导气孔221落到壳体21底部的量。

参照图4和图5，气液分离器2的入口处设置于螺旋导流体22的上端，当介质通过输入管5进入气液分离器2后，在螺旋导流体22的导向下，介质沿螺旋导流体22的倾斜方向流动，同时在离心力、重力的作用下以及在螺旋导流体22的限制下，介质形成一个倒圆锥形的涡流场，密度小的气相介质沿漩涡的中央上升即从导气孔221上升并进入气路管23，密度大的液相介质沿螺旋导流体22的倾斜面向下流动直至从气液分离器2底部流出进入液路管24，通过螺旋导流体22对介质实现强制限域旋流，使气液高效率分离。

参照图3和图5，除雾器3的一端与气路管23连通，除雾器3远离气路管23的一端连接有湿气流量计量组件7，湿气流量计量组件用于测量以气体介质为主的湿气质量流量。湿气流量计量组件7包括两套口径不同的湿气流量计71和两个分别设置于湿气流量计71入口处的止回阀72，止回阀72用于控制与其连接的湿气流量计71与除雾器3连通或截止。随着油气井的不断开采，油气井的开采量会发生变化，当进入气路管23内的流量较多时，采用口径大的湿气流量计71，以满足大流量计量；当进入气路管23内的流量较少时，采用口径小的湿气流量计71，以满足小流量计量。标定过程中，当气路管23内的介质流量发生变化时，只需要打开对应所需口径的湿气流量计71所连接的止回阀72，关闭原先导通计量的湿气流量计71的止回阀72即可，确保湿气流量计量组件7可实现连续的精确计量。

参照图5，本申请中，湿气流量计71优选采用基于谐振管的湿气流量计71，其包括谐振管湿气流量计711、分别设置于谐振管湿气流量计711入口处和出口处的管道、气相流量计量模块712以及传感器组。其中谐振管湿气流量计711用于测量总质量流量Ｑm、混合密度ρmix、介质温度T；传感器组安装于管道上，用于测量谐振管湿气流量计711入口处和出口处的差压ΔP；气相流量计量模块712进行多物理场耦合计算，根据谐振管湿气流量计711用于测量管道内不同位置，计算对应位置的压力，并生成位置与压力的函数曲线，气相流量计量模块712通过函数曲线计算谐振管湿气流量计711测量管内的平均压力P，并通过平均压力P结合PVT方程计算平均气密度ρg，再根据混合密度ρmix、平均气密度ρg、液密度ρl（常数），计算混合介质的质量含液率ηm；由混合介质的质量含液率ηm、测量管道内的平均压力P以及介质温度T对总质量流量Ｑm进行修正，得到总质量流量Ｑm’；最终根据质量含液率ηm和总质量流量Ｑm’，计算气质量流量Ｑg和液质量流量Ｑl。通过湿气流量计71以及计量方式计算获得气液两相流量，降低甚至消除气相介质中夹杂的少量液相介质影响气相流量测量精度，从而提高标定精度。

参照图5和图6，为降低进入湿气流量计71中气相介质的含液量，除雾器3用于气液分离后以气体为主的气相介质的二次分离，为保证除雾器3的分离效果，除雾器3沿其传输方向间隔设有若干用于分离气相介质和液相介质的碰撞分离板34（图中显示为3块），本申请中优选除雾器3水平放置，即除雾器3的轴线呈水平设置。

参照图6和图7，碰撞分离板34沿其高度方向间隔设有若干排碰撞部341，碰撞部341包括若干水平间隔分布的透气孔3411；当气相介质进入除雾器3后，气相介质沿除雾器3的长度方向流动并在其流动过程中依次与3块碰撞分离板34接触碰撞，气相介质通过对应碰撞分离板34的透气孔3411从碰撞分离板34传输前端进入碰撞分离板34的传输后端，同时当气相介质与碰撞分离板34发生碰撞时，气相介质中夹杂的液相介质会沾附在碰撞分离板34上以实现气液分离，沾附在碰撞分离板34上的液相介质在重力作用下向下滴落。

参照图6和图7，为提高流经除雾器3内介质与碰撞分离板34的碰撞效果，碰撞部341还包括一一对应设置于透气孔3411上端的导向板3412，导向板3412用于遮挡透气孔3411。导向板3412设置于碰撞分离板34远离气路管23一侧，且导向板3412远离透气孔3411的一端向下倾斜设置，当气相介质穿过透气孔3411时，气相介质与导向板3412碰撞接触，以增大介质与碰撞分离板34的接触面积，从而提高气液分离效果。同时为增大气相介质在除雾器3内的碰撞时间，相邻两块碰撞分离板34上的碰撞部341上下间隔交错设置，从而延长气相介质通过两块碰撞分离板34的流通距离。除雾器3位于碰撞分离板34的下方设有与储液罐4连通的联通管9，被碰撞分离板34分离出来的液相介质通过联通管9回流进入储液罐4内，以保证标定装置的标定精度。

参照图5和图6，油气井采集开发过程中，会有部分颗粒物杂质如砂粒等在高压气流的带动下跟随介质进入采集输送管道甚至标定装置内，为防止颗粒物杂质通过湿气流量计量组件7时造成湿气流量计71损坏，除雾器3位于碰撞分离板34远离湿气流量计量组件7的一端设有过滤网板35，过滤网板35呈网格状，对颗粒物杂质进行过滤，防止颗粒物杂质对湿气流量计71造成损坏的同时，降低颗粒物杂质对碰撞分离板34的影响。

参照图3和图5，为方便将过滤网板35过滤出来的颗粒物杂质取出，除雾器3包括连接气路管23的前端罐壳31和连接湿气流量计量组件7的后端罐壳32，且后端罐壳32与前端罐壳31设有法兰33，通过法兰33实现前端罐壳31和后端罐壳32可拆卸密封连接。碰撞分离板34和过滤网板35均固定安装在后端罐壳32内，且过滤网板35安装于后端罐壳32远离湿气流量计量组件7一端，当需要对颗粒物杂质进行清理时，通过将前端罐壳31和后端罐壳32上的法兰33拆下即可将除雾器3内的颗粒物杂质取出。

参照图5，储液罐4的一端与液路管24连通，储液罐4远离液路管24的一端连接有质量流量计量组件8，质量流量计量组件8包括两套口径不同的质量流量计81和两个分别设置于质量流量计81入口处的阀门82，阀门82用于控制与其连接的质量流量计81与储液罐4连通或截止。本申请中质量流量计81采用科氏力质量流量计，当进入液路管24内的流量较多时，采用口径大的质量流量计81，以满足大流量计量；当进入液路管24内的流量较少时，采用口径小的质量流量计81，以满足小流量计量。标定过程中，当液路管24内的介质流量发生变化时，只需要打开对应所需口径的质量流量计81所连接的阀门82，关闭原先导通计量的质量流量计81的阀门82即可，确保质量流量计量组件8可实现连续的精确计量。

参照图5，质量流量计81连接有与其对应的液相流量计量模块，且气相流量计量模块712与液相流量计量模块共同连接有多相流量计算机或MFC***（图中未显示）。本申请中采用多相流量计算机，且多相流量计算机还与井口原有的计量装置的多相流量计***或MPFM连接，当气相介质和液相介质分别通过湿气流量计71和质量流量计81时，湿气流量计71和质量流量计81对流经各自的介质均进行实时气相、液相计量，且分别得到液相质量流量和气相质量流量，并通过多相流量计算机对数据进行实时对比标定。

参照图5，储液罐4与质量流量计量组件8之间设有电磁阀41，通过启闭电磁阀41从而使得液相介质能够在储液罐4中进行缓存，从而使得输入的气液比例和输出的气液比例进行缓冲，形成一个相对稳定流型流态。储液罐4设有液位计43，液位计43与多相流量计算机电连接，通过液位计43对储液罐4内液体形成的差压进行测量；液位计43将测量信号传送给多相流量计算机，多相流量计算机通过测量湿气流量计71的数据，从而控制电磁阀41的启闭。为防止电磁阀41故障而造成标定装置无法正常使用，储液罐4与质量流量计量组件8之间设有与电磁阀41并行的手动阀42，根据实际使用情况选择手动阀42或电磁阀41进行控制，确保质量流量计量组件8能实现连续正常的计量工作。

参照图5和图8，联通管9连通除雾器3和储液罐4，将除雾器3内碰撞过滤出来的液相介质导入到储液罐4内，同时储液罐4内的液相介质在流动过程中，液相介质的夹杂的气相介质随着液相介质的流动上升到的储液罐4上端，并通过联通管9进入到除雾器3内，提高气相介质和液相介质的计量精度。

参照图8和图9，联通管9包括密封连接储液罐的连接管91和密封连接除雾器的液相回流管92，连接管91与液相回流管92相互插接连通，且连接管91的轴线与液相回流管92的轴线重合，液相回流管92的直径小于连接管91的直径，连接管91内部固定设有多块用于分离气相介质和液相介质的气液分离板93（图中显示为3块），液相回流管92贯穿气液分离板93，且与气液分离板93固定连接，从而保证液相回流管92安装的稳定性。

参照图9和图10，气液分离板93与碰撞分离板34的结构相同，气液分离板93的直径与液相回流管92的轴线垂直，气液分离板93沿其任一直径方向间隔设有若干排过滤部931，过滤部931包括若干间隔分布的通孔9311和一一对应设置于通孔9311上方的碰撞板9312，当气相介质与气液分离板93碰撞时，气相介质中夹杂的液相介质与气液分离板93接触而沾附在气液分离板93上。同时为增大其影响介质与气液分离板93的碰撞时间，相邻两块气液分离板93上的过滤部931沿过滤部931排布方向间隔交错设置，从而延长气相介质通过两块气液分离板93的流通距离，对回收到除雾器3内的气相介质进行过滤除湿。

参照图9和图11，为保证储液罐4内气相介质能够导入到除雾器3内，连接管91长度小于液相回流管92的长度，连接管91未到达除雾器3时，连接管91顶部成密封状态与液相回流管92密封固定，液相回流管92位于连接管91顶部和气液分离板93之间设有若干回气孔921，连接管91内的气相介质通过回气孔921进入液相回流管92内，并沿液相回流管92进入到除雾器3内。

参照图11，输出管6设有回气管62和回液管63，其中回气管62远离输出管6的一端连通于湿气流量计量组件7背离除雾器3的一端，回液管63远离输出管6的一端连通于质量流量计量组件8背离储液罐4的一端，使得分离后的气相介质和液相介质再次在输出管6内混合后并通过输出管6再次流入到采集输送管道内。

参照图11和图12，标定装置在标定完成后，防止残留在标定装置内的介质造成空气污染，输入管5上设有第一截止阀51，输出管6上设有第二截止阀61，第一截止阀51和第二截止阀61与输入截止阀1003和输出截止阀1004同步启闭，当需要标定检测时，在输入管5、输出管6分别与输出支管1001和输入支管1002连接后，打开第一截止阀51、第二截止阀61、输入截止阀1003和输出截止阀1004，并同步关闭导通截止阀1005；当标定检测结束后，同时关闭第一截止阀51、第二截止阀61、输入截止阀1003和输出截止阀1004，并同步开启导通截止阀1005，实现标定采集互不影响。同时设置第一截止阀51和第二截止阀61保证标定装置再次使用时，标定装置无需进行排空。

本申请实施例移动井口流量标定装置的实施原理为：通过移动运输车将标定装置运送到对应的油气井场现场，并将输入管5与输出支管1001、输出管6与输入支管1002对接密封连接，接着同时打开第一截止阀51、第二截止阀61、输入截止阀1003和输出截止阀1004，并同步关闭导通截止阀1005。介质经输入管5进入气液分离器2，在离心力、重力的作用下形成一个倒圆锥形涡流场，气相介质沿旋涡的中央上升至气液分离器2的顶部，经气路管23进入除雾器3，液相介质沿螺旋导流体22流入气液分离器2下端的液路管24中排入储液罐4，除雾器3内的气相介质与碰撞分离板34碰撞后过滤其携带的液相介质，液相介质沿联通管9流入储液罐4中，储液罐4内的液相介质在流动过程中分离出的气相介质通过联通管9进入除雾器3内。分离后的气相介质与液相介质分别进入湿气流量计71和质量流量计81进行计量，再汇合后经输出管6进入生产管线，同时计量数据经多相流量计算机与多相流量计进行数据比对，从而对多相流量计进行在线实时计量标定。

本申请实施例还公开了一种移动井口流量装置的标定方法。参照图13，标定方法包括如下步骤：

步骤一：当需要进行标定测量时，

步骤a、将输入管5和输出管6分别与采集输送管道对接连通。

步骤b、接着同时打开第一截止阀51、第二截止阀61、输出截止阀1004和输入截止阀1003，同步关闭导通截止阀1005，使得原有的采集输送管道在导通截止阀1005的作用下中断，介质从输出支管1001流入标定装置内，经标定装置标定后通过输入支管1002再次流回采集输送管道内。

步骤c、介质经输入管5进入气液分离器2，进行气液分离得到以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质。

具体地，当介质进入气液分离器2后，介质在螺旋导流板的导向下以及在离心力、重力的作用下形成一个倒圆锥形涡流场，气相介质沿旋涡的中央上升至气液分离器2的顶部，经气路管23进入除雾器3，液相介质沿螺旋导流体22流入气液分离器2下端的液路管24中排入储液罐4。

步骤d、气相介质进入除雾器3并沿除雾器3向输出管6传送，气相介质与除雾器3内的碰撞分离板34碰撞接触，气相介质中的液体与碰撞分离板34接触并通过联通管9流入储液罐4内。

具体地，当气相介质与碰撞分离板34接触时，气相介质中液体沾附在碰撞分离板34表面且在重力作用下沿碰撞分离板34表面向下滑落，汇聚在除雾器3底部，在联通管9的导通下流入储液罐4内，

步骤e、液相介质进入储液罐4内并朝向输出管6传送，液相介质在储液罐4内流动时，液相介质中的气体上升并经联通管9进入除雾器3内。

具体地，液相介质在流动过程中，其夹杂的气体被排出，由于石油气的气体比空气轻，气体向上升，气体上升过程中，经气液分离板93再一次过滤，将气体中的湿气除掉，经过气液分离板93分离后的气体通过回气孔921继续上升进入除雾器3内。

步骤d和步骤e不分先后，同步进行。

步骤f、气相介质进入湿气流量计量组件7，湿气流量计量组件7对流经其的气、液两相介质进行各项的质量流量计量。

具体地，气相介质进入湿气流量计量组件7后，当气相介质中含液率小于3%时，含液率对湿气流量计71的计量精度的影响可以忽略不计，一次实现高精度计量对介质中的气相和液相均进行流量计量，以保证计量精度。

步骤g、液相介质进入质量流量计量组件8，质量流量计量组件8对流经其的气、液两相介质进行各项的质量流量计量。

具体地，液相介质进入质量流量计量组件8后，当液相介质中含气率小于3%时，含气率对质量流量计81的计量精度的影响可以忽略不计，以此实现高精度计量。

步骤f和步骤g不分先后，同步进行。

步骤h、液相介质与气相介质在输出管6内汇合后流回采集输送管道内。

步骤二：当标定测量结束后，

步骤A、同时关闭第一截止阀51、第二截止阀61、输出截止阀1004和输入截止阀1003，同步打开导通截止阀1005，此时原有的采集输送管道再次导通，采集输送管道与标定装置之间的通路关闭，介质沿采集输送管道进行传输。

步骤B、将输入管5和输出管6从采集输送管道上拆除。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种移动井口流量标定装置，其特征在于：包括用于连通采集输送管道的气液分离器(2)、连通于气液分离器(2)的除雾器(3)和储液罐(4)，所述除雾器(3)的输出端连接有湿气流量计量组件(7)，所述储液罐(4)的输出端连接有质量流量计量组件(8)；

所述气液分离器(2)，用于将介质分离成以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质；

所述除雾器(3)，用于气液分离后气相介质的二次分离；

所述储液罐(4)，位于气液分离器(2)下方，用于存储液相介质；

所述湿气流量计量组件(7)，用于测量以气体介质为主的湿气质量流量；

所述质量流量计量组件(8)，用于测量以液体介质为主的液相质量流量。

2.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述湿气流量计量组件(7)包括两套口径不同的湿气流量计(71)和两个分别设置于湿气流量计(71)入口处的止回阀(72)，所述止回阀(72)用于控制与其连接的湿气流量计(71)与除雾器(3)连通或截止。

3.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述质量流量计量组件(8)包括两套口径不同的质量流量计(81)和两个分别设置于质量流量计(81)入口处的阀门(82)，所述阀门(82)用于控制与其连接的质量流量计(81)与储液罐(4)连通或截止。

4.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述气液分离器(2)包括壳体(21)和竖直螺旋设置于壳体(21)内部的螺旋导流体(22)，所述螺旋导流体(22)的轴线与壳体(21)的轴线重合，所述螺旋导流体(22)的外侧壁与壳体(21)内壁密封连接，所述气液分离器(2)的入口处设置于螺旋导流体(22)上方。

5.根据权利要求4所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述气液分离器(2)顶部中心设有连通除雾器的气路管(23)，所述气路管(23)与壳体(21)连接的一端端部中心位于壳体(21)轴线上，所述螺旋导流体(22)靠近壳体(21)轴线的一侧侧壁与轴线之间的距离小于或等于气路管(23)的半径，使得螺旋导流体(22)形成与气路管(23)对准的导气孔(221)。

6.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述除雾器(3)沿其传输方向间隔设有若干用于分离气相介质和液相介质的碰撞分离板(34)，所述碰撞分离板(34)间隔设有若干排碰撞部(341)，所述碰撞部(341)包括若干水平间隔分布的透气孔(3411)。

7.根据权利要求6所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述碰撞部(341)还包括一一对应设置于透气孔(3411)一侧的导向板(3412)，所述导向板(3412)设置于碰撞分离板(34)远离气液分离器(2)一侧，所述导向板(3412)用于遮挡透气孔(3411)。

8.根据权利要求7所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：相邻两块所述碰撞分离板(34)上的碰撞部(341)间隔交错设置。

9.根据权利要求6所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述除雾器(3)沿其传输方向水平设置于储液罐(4)上方，所述除雾器(3)位于碰撞分离板(34)下方设有与储液罐(4)连通的联通管(9)。

10.根据权利要求9所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述联通管(9)包括密封连接储液罐(4)的连接管(91)和密封连接除雾器(3)的液相回流管(92)，所述液相回流管(92)与连接管(91)相互插接连通，且所述液相回流管(92)的直径小于连接管(91)的直径，所述连接管(91)远离储液罐(4)的一端液相回流管(92)密封连接；所述连接管(91)内部固定设有多块用于分离气相介质和液相介质的气液分离板(93)，所述液相回流管(92)贯穿气液分离板(93)且与气液分离板(93)固定连接，所述液相回流管(92)位于连接管(91)顶部和气液分离板(93)之间设有若干回气孔(921)。

11.根据权利要求6所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述除雾器(3)内设有过滤网板(35)。

12.根据权利要求11所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于： 所述除雾器(3)包括前端罐壳(31)和后端罐壳(32)，所述前端罐壳(31)与后端罐壳(32)之间设有法兰(33)，所述后端罐壳(32)与湿气流量计量组件(7)连接，所述过滤网板(35)设置于后端罐壳(32)远离湿气流量计量组件(7)的一端。

13.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述储液罐(4)与质量流量计量组件(8)之间设有电磁阀(41)，所述储液罐(4)上设有液位计(43)，所述液位计(43)与电磁阀(41)电连接。

14.根据权利要求13所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述储液罐(4)与质量流量计量组件(8)之间设有手动阀(42)，所述手动阀(42)与电磁阀(41)并行设置。

15.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述气液分离器(2)与采集输送管道之间设有输入管(5)，所述湿气流量计(71)量装置与质量流量计(81)量装置的输出端共同连接有输出管(6)，所述输出管(6)用于连通采集输送管道，所述输入管(5)上设有第一截止阀(51)，所述输出管(6)上设有第二截止阀(61)，所述第一截止阀(51)与第二截止阀(61)同步启闭。

16.根据权利要求15所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：所述采集输送管道设有标定旁路连接组件(100)，所述标定旁路连接组件(100)包括用于连通输入管(5)的输出支管(1001)和用于连接输出管(6)的输入支管(1002)，所述输出支管(1001)上设有输出止回阀(72)，所述输入支管(1002)上设有输入止回阀(72)，所述采集输送管道位于输出支管(1001)和输入支管(1002)之间设有导通截止阀(1005)。

17.根据权利要求1所述的一种移动井口流量标定装置，其特征在于：还包括撬装底座(1)，所述气液分离器(2)、除雾器(3)、储液罐(4)、湿气流量计量组件(7)以及质量流量计量组件(8)均安装于撬装底座(1)上，所述撬装底座(1)用于装入移动运输车。

18.一种移动井口流量标定装置的标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：当需要进行标定测量时，

将输入管(5)和输出管(6)分别与采集输送管道对接连通；

同时打开第一截止阀(51)、第二截止阀(61)、输出截止阀(1004)和输入截止阀(1003)，同步关闭导通截止阀(1005)；

介质经输入管(5)进入气液分离器(2)，进行气液分离得到以气体为主的气相介质和以液体为主的液相介质；

气相介质进入除雾器(3)并沿除雾器(3)向输出管(6)传送，气相介质与除雾器(3)内的碰撞分离板(34)碰撞接触，气相介质中的液体与碰撞分离板(34)接触并通过联通管(9)流入储液罐(4)内；

液相介质进入储液罐(4)内并朝向输出管(6)传送，液相介质在储液罐(4)内流动时，液相介质中的气体上升并经联通管(9)进入除雾器(3)内；

气相介质进入湿气流量计量组件(7)，湿气流量计量组件(7)对流经其的气、液两相介质进行各项的质量流量计量；

液相介质进入质量流量计量组件(8)，质量流量计量组件(8) 对流经其的气、液两相介质进行各项的质量流量计量；

液相介质与气相介质在输出管(6)内汇合后流回采集输送管道内；

步骤二：当标定测量结束后，

同时关闭第一截止阀(51)、第二截止阀(61)、输出截止阀(1004)和输入截止阀(1003)，同步打开导通截止阀(1005)；

将输入管(5)和输出管(6)从采集输送管道上拆除。

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