CN112196511A - 一种气液分离罐式油气水多相流量计 - Google Patents

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李东晖
张勇
吴应湘
何育强
何云腾
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Anhui Zhongke Gravity Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种气液分离罐式油气水多相流量计，气液分离罐的上端、下端分别设置上音叉液位开关和下音叉液位开关，气液分离罐中位于上音叉液位开关的液位高度和下音叉液位开关的液位高度之间设置有压差变送器；所述出液管的出液口的液位高度设置为与下音叉液位开关的液位高度一致，出液管延伸至气液分离罐外的管道上设置有齿轮泵；通过齿轮泵排空上音叉液位开关和下音叉液位开关的液位高度之间体积的液体，实现油水两相体积流量的计量。通过液位开关实现液位检测和控制，配合压差计实现所围液体的进排控制和总密度检测；通过齿轮泵排空液位开关所围体积的液体，实现油水两相体积流量的计量。操作方便快捷，精确度高，实际应用性较好。

Description

一种气液分离罐式油气水多相流量计
技术领域
本发明属于油田单井计量的油气水多相计量设备领域，具体涉及一种气液分离罐式油气水多相流量计。
背景技术
油水气多相流体的在线计量在油田开采，尤其是海上油田和陆上油田具有特别大的经济价值。传统的计量方法是把油井开采的原油送入三相分离器，通过分离器将原油分成油水气三相，再通过安装在分离器各相出口的流量计对三种流体分别进行计量；但这些传统的气液分离器结构复杂，尺寸较大，成本较高，给设计和制造都增加了很大难度，降低了多相流量计的实用性；气液分离罐是油田常见设备，大量用来计量和检测单井的产气和产液计量，但是不能计量油水比，还需要到井口放样并送化验室化验液中含水，费时费力。
发明内容
针对现有技术中存在的气液分离罐不能计量油水比，且费时费力的技术问题，本发明的目的在于提供一种气液分离罐式油气水多相流量计。
本发明采取的技术方案为：
一种气液分离罐式油气水多相流量计，包括气液分离罐，
所述气液分离罐的顶端连接排气管，排气管延伸至气液分离罐内的端部设置有出气口；
所述气液分离罐的顶端连接进液管，进液管延伸至气液分离罐内的端部设置有进液口；气液分离罐的底端连接出液管，出液管延伸至气液分离罐内的端部设置有出液口；
所述气液分离罐的上端、下端分别设置上音叉液位开关和下音叉液位开关，气液分离罐中位于上音叉液位开关的液位高度和下音叉液位开关的液位高度之间设置有压差变送器；
所述出液口的液位高度设置为与下音叉液位开关的液位高度一致，出液管延伸至气液分离罐外的管道上设置有齿轮泵；
通过齿轮泵排空上音叉液位开关和下音叉液位开关的液位高度之间体积的液体，实现油水两相体积流量的计量。
进一步的，所述排气管延伸至气液分离罐外的管道上依次设置有超声流量计和单向阀，排气管的出气口和出液管的末端连通。
更进一步的，所述气液分离罐内的气体沿着出气口进入排气管，通过超声流量计单独计量气体流量。
进一步的，通过上音叉液位开关和下音叉液位开关实现液位检测和控制，配合压差变送器实现上音叉液位开关和下音叉液位开关的液位高度之间体积的液体的进排控制和总密度检测。
进一步的，所述油水两相的体积流量的计算公式如下：
总密度计算：由于Δp＝ρgh所以
Figure BDA0002706692780000021
油水体积流量：
Figure BDA0002706692780000022
抽出液体体积总量为V总，公式中的液体总体积以及油和水的密度都是已知量，通过解方程即可求出油和水的体积流量。
进一步的，所述气液分离罐内部设置有分离伞，液体通过进液管输入气液分离罐内，通过分离伞实现气液分离。
进一步的，所述进液管延伸至气液分离罐外的端部设置有入口电磁阀，出液管延伸至气液分离罐外的端部设置有出口电磁阀，所述入口电磁阀、上音叉液位开关、下音叉液位开关、齿轮泵、出口电磁阀分别通过电路和PCL控制器连接，通过PCL控制器控制入口电磁阀、出口电磁阀或齿轮泵的启闭。
本发明的有益效果为：
本发明利用了液位高度差的物理学知识结合机械学原理，设计了一种计量油气水三相的气液分离罐***，通过液位开关实现液位检测和控制，配合压差计实现所围液体的进排控制和总密度检测；通过齿轮泵排空液位开关所围体积的液体，实现油水两相体积流量的计量。操作方便快捷，精确度高，实际应用性较好。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
其中，1、入口电磁阀；2、上音叉液位开关；3、进液管；4、下音叉液位开关；5、气液分离罐；6、进液口；7、出气口；8、超声流量计；9、单向阀；10、压差变送器；11、出液口；12、出口电磁阀；13、齿轮泵；14、出液管；15、出气管。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
实施例1
如图1所示，一种气液分离罐式油气水多相流量计，包括气液分离罐5，
所述气液分离罐5的顶端连接排气管，排气管延伸至气液分离罐5内的端部设置有出气口7；
所述气液分离罐5的顶端连接进液管3，进液管3延伸至气液分离罐5内的端部设置有进液口6；气液分离罐5的底端连接出液管14，出液管14延伸至气液分离罐5内的端部设置有出液口11；
所述气液分离罐5的上端、下端分别设置上音叉液位开关2和下音叉液位开关4，气液分离罐5中位于上音叉液位开关2的液位高度和下音叉液位开关4的液位高度之间设置有压差变送器10；
所述出液口11的液位高度设置为与下音叉液位开关4的液位高度一致，出液管14延伸至气液分离罐5外的管道上通过出口电磁阀12和齿轮泵13连接；
通过齿轮泵13排空上音叉液位开关2和下音叉液位开关4的液位高度之间体积的液体，实现油水两相体积流量的计量。
通过上音叉液位开关2和下音叉液位开关4实现液位检测和控制，配合压差变送器10实现上音叉液位开关2和下音叉液位开关4的液位高度之间体积的液体的进排控制和总密度检测。
气液分离罐5内部设置有分离伞，液体通过进液管3输入气液分离罐5内，通过分离伞实现气液分离。
进液管3延伸至气液分离罐5外的端部设置有入口电磁阀1，出液管14延伸至气液分离罐5外的端部设置有出口电磁阀12，所述入口电磁阀1、上音叉液位开关2、下音叉液位开关4、齿轮泵13、出口电磁阀12分别通过电路和PCL控制器连接，通过PCL控制器控制入口电磁阀1、出口电磁阀12或齿轮泵13的启闭。
本发明中的具体运行过程及原理如下：
本案中发明了一种计量油气水三相的气液分离罐5***，作为一种低成本的***，可以实现即时计量，通过PCL控制器控制入口电磁阀1打开，液体沿着进液管3流通，通过气液分离罐5顶端的进液口6从罐顶进入气液分离罐5内，液体喷淋在分离伞上，实现气液分离，气液分离罐5中预置底水的水位达到下音叉液位开关4的水位高度(至图1中下虚线高度)，即来液继续输入经过一段时间后，气液分离罐5中中液位达到上音叉液位开关2(至图1中上虚线高度)，上音叉液位开关2输出一个指令信号给PCL控制器，PCL控制器控制进液管3端口处的入口电磁阀1关闭，停止进液，稍后几秒后待流动稳定后启动压差传感器测量两个虚线之间液体的压差，并换算成总密度。
总密度计算：由于Δp＝ρgh所以
Figure BDA0002706692780000051
测量完成后，PCL控制器控制出液管14上的出口电磁阀12打开，启动齿轮泵13抽液，待液面下降到下音叉液位开关4位置时，下音叉液位开关4输出一个指令信号给PCL控制器，PCL控制器输出停泵信号，关闭齿轮泵13，同时关闭出口电磁阀12，打开入口电磁阀1重新进液进行下次计量。本次抽出液体总量为V总，油水两相流的体积流量V油V水的计算如下：
油水体积流量：
Figure BDA0002706692780000052
其中的液体总体积以及油和水的密度都是已知量，解方程即可求出油和水的体积流量。
排气管延伸至气液分离罐5外的管道上依次设置有超声流量计8和单向阀9，排气管的出气口7和出液管14的末端连通，所述气液分离罐5内的气体沿着出气口7进入排气管，通过超声流量计8单独计量气体流量。
更为具体的是，气体的计量由气液分离罐5顶部的出气管15输出，经过超声流量计8单独计量气体流量。
以上所述并非是对本发明的限制，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，包括气液分离罐，
所述气液分离罐的顶端连接排气管，排气管延伸至气液分离罐内的端部设置有出气口；
所述气液分离罐的顶端连接进液管，进液管延伸至气液分离罐内的端部设置有进液口；气液分离罐的底端连接出液管，出液管延伸至气液分离罐内的端部设置有出液口；
所述气液分离罐的上端、下端分别设置上音叉液位开关和下音叉液位开关，气液分离罐中位于上音叉液位开关的液位高度和下音叉液位开关的液位高度之间设置有压差变送器；
所述出液口的液位高度设置为与下音叉液位开关的液位高度一致，出液管延伸至气液分离罐外的管道上设置有齿轮泵；
通过齿轮泵排空上音叉液位开关和下音叉液位开关的液位高度之间体积的液体，实现油水两相体积流量的计量。
2.根据权利要求1所述一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，所述排气管延伸至气液分离罐外的管道上依次设置有超声流量计和单向阀，排气管的出气口和出液管的末端连通。
3.根据权利要求2所述一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，所述气液分离罐内的气体沿着出气口进入排气管，通过超声流量计单独计量气体流量。
4.根据权利要求1所述一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，通过上音叉液位开关和下音叉液位开关实现液位检测和控制，配合压差变送器实现上音叉液位开关和下音叉液位开关的液位高度之间体积的液体的进排控制和总密度检测。
5.根据权利要求1或4所述一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，所述油水两相的体积流量的计算公式如下：
总密度计算：由于Δp＝ρgh所以
Figure FDA0002706692770000021
油水体积流量：
Figure FDA0002706692770000022
抽出液体体积总量为V总，公式中的液体总体积以及油和水的密度都是已知量，通过解方程即可求出油和水的体积流量。
6.根据权利要求1所述一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，所述气液分离罐内部设置有分离伞，液体通过进液管输入气液分离罐内，通过分离伞实现气液分离。
7.根据权利要求1所述一种气液分离罐式油气水多相流量计，其特征在于，所述进液管延伸至气液分离罐外的端部设置有入口电磁阀，出液管延伸至气液分离罐外的端部设置有出口电磁阀，所述入口电磁阀、上音叉液位开关、下音叉液位开关、齿轮泵、出口电磁阀分别通过电路和PCL控制器连接，通过PCL控制器控制入口电磁阀、出口电磁阀或齿轮泵的启闭。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113082775A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 张田田 一种化工溶液分离罐
CN113267614A (zh) * 2021-07-05 2021-08-17 赵秀珍 容积式含水分析仪
CN115680603A (zh) * 2021-07-26 2023-02-03 中国石油天然气股份有限公司 控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2394225Y (zh) * 1999-11-22 2000-08-30 张学斌 新型单井自动量油测气装置
CN2651718Y (zh) * 2003-10-30 2004-10-27 浙江大学 油井油气水三相流量自动计量装置
CN201635722U (zh) * 2010-03-22 2010-11-17 天津大港油田科远石油工程有限责任公司 油田单井三相自动计量装置
CN201892552U (zh) * 2010-08-09 2011-07-06 福州昌晖自动化***有限公司 油、气、水多相流量计
CN103835696A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 上海一诺仪表有限公司 单井计量装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2394225Y (zh) * 1999-11-22 2000-08-30 张学斌 新型单井自动量油测气装置
CN2651718Y (zh) * 2003-10-30 2004-10-27 浙江大学 油井油气水三相流量自动计量装置
CN201635722U (zh) * 2010-03-22 2010-11-17 天津大港油田科远石油工程有限责任公司 油田单井三相自动计量装置
CN201892552U (zh) * 2010-08-09 2011-07-06 福州昌晖自动化***有限公司 油、气、水多相流量计
CN103835696A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 上海一诺仪表有限公司 单井计量装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113082775A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 张田田 一种化工溶液分离罐
CN113082775B (zh) * 2021-03-31 2022-07-29 山东龙华生物股份有限公司 一种化工溶液分离罐
CN113267614A (zh) * 2021-07-05 2021-08-17 赵秀珍 容积式含水分析仪
CN115680603A (zh) * 2021-07-26 2023-02-03 中国石油天然气股份有限公司 控制二氧化碳吞吐井井口脱气的设备

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