移动式多功能单井计量装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动式多功能单井计量装置，包括气液分离器(1)和计量罐(9)，气液分离器(1)的侧面从上到下依次设有第一浮球开关(106)和第二浮球开关(107)，气液分离器(1)的内部设有除雾装置(104)和漏斗形的气液分离装置(110)，除雾装置(104)位于气液分离装置(110)的上方；计量罐(9)的内部设有液位计(12)，计量罐(9)的底部安装有称重器(17)；气液分离器(1)连接计量罐(9)的管路上设有第二自力式压力调节阀(6)。该技术方案对油井的出液数据计量更加精确，大大方便了油井的精细化管理以及下步措施的具体实施。
【专利说明】
移动式多功能单井计量装置
技术领域
[0001]本发明属于油井检测领域，尤其是涉及一种移动式多功能单井计量装置。
【背景技术】
[0002]目前对三叠系油田的油井所采用的计量方式主要有双容积流程单井计量、质量流量计计量和功图法计量。
[0003]双容积流程单井计量主要由计量管线、选井阀组、双容积计量罐、三通旋转阀、排油栗和井站多功能系统组成，对单井的油、汽、水进行三相分离。其技术成熟、可靠，可计量产油量和产气量，计量误差可达到±5%。但是存在以下缺点:(I)由于采用双管集油且站外工艺不易简化，导致投资成本高；(2)计量实时性差，计量周期长；(3)当来油含有较多泡沫时，计量误差极大。
[0004]质量流量计计量中使用的质量流量计由一个变送器和传感器构成。流体通过U形、衣架形或直管形的流量管，流量管与流体流动方向保持垂直振动。流体所产生的科里奥利力与流量管振动力相互作用，造成流量管扭曲。扭曲度与流体的质量流量呈正比，同时扭曲会产生正比可测的相位移。如果要确定体积流量，质量流量计还必须确定流体密度。这可通过测量管振动的自然频率得出。流体的流动密度与流量管振动周期的平方成正比。因此流量计能否准确测量者两个变量显得尤为重要。虽然质量流量计具有精度高、量程宽、免维护和流通性强等优点，但是采油井现场的工况复杂、井口的多相流液不稳定，尤其是流液中含有泡沫油时，将会大大影响计量的准确度，其误差可达数倍之多。
[0005]功图法计量是基于地面示功图，栗示功图和故障诊断技术发展而来的，用于获取油井产量以及进行油井工况分析。通过功图法量油、计算机技术和通讯技术的结合实现了油井远程监测、液量自动化计量和分析，提高了油田自动化管理水平，降低了产能建设和运行成本。但从部分油田做过的生产数据监测可以看出:对于产液量较大的紊流井，功图法计量误差较小;对于油田占比例较大的低产井或间歇井，其采油数据少造成的误差就比较大了。
[0006]由于油井出液数据计量不准确，限制了油井精细管理及下步措施的实施，所以需要使用计量更加准确的装置定期对采油井产量进行标定。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种移动式多功能单井计量装置，用以解决目前油井出液数据的不准确计量现状，从而方便油井精细管理以及下步措施的具体实施。
[0008]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0009]—种移动式多功能单井计量装置，包括气液分离器和计量罐，所述气液分离器的侧面设有第一进油口和第一出油口，所述计量罐的侧面设有第二进油口，计量罐的底部设有第二出油口，第一进油口与被测油井相连，第一出油口与第二进油口相连，排污口和第二出油口分别与被测油井的汇流油路相连，其特征在于:所述气液分离器的侧面从上到下依次设有第一浮球开关和第二浮球开关，所述第二浮球开关位于所述第一出油口的上方，气液分离器的内部设有除雾装置和漏斗形的气液分离装置，所述气液分离装置位于第一进油口的下方，所述除雾装置位于气液分离装置的上方;所述计量罐的内部设有液位计，计量罐的底部安装有称重器;所述气液分离器连接所述计量罐的管路上设有第二自力式压力调节阀。
[0010]上述技术方案，没有采用传统的井口泄压计量方式，是对油井带压真实工况的检测计量;通过第一浮球开关和第二浮球开关控制气液分离器内的油液工作时不低于下液位，不高于上液位;使用第二自力式压力调节阀降低油液压力，避免过大压力的油液直接进入计量罐，对其内部的液面冲击造成计量误差;考虑到油液中的伴生气不可能经过气液分离器彻底析出，计量通过体积+质量，再查平均密度的方式计量，其结果更加精确。
[0011]作为针对上述方案的进一步改进，所述气液分离装置的内部设有网状的破沫装置。这种网状的破沫装置可使油液中难以分离的泡沫油破碎，析出泡沫油中带有的伴生气。
[0012]作为针对上述方案的进一步改进，所述气液分离器的上方设置有第一出气口，所述第一出气口与被测油井的汇流油路相连，所述第一出气口连接被测油井汇流油路的管道上设有气体流量计。一方面气液分离器分离出来的伴生气重新回到了油井的汇流油路，避免了直接排放到使外界污染空气且不破坏被测油井的油液输出成份;另一方面通过气体流量计对析出来的伴生气进行计量，达到了对油液含气量计量的目的。
[0013]作为针对上述方案的进一步改进，所述气液分离器连接被测油井的管道上设有第一自力式压力调节阀。通过第一自力式压力调节阀使被测油井的井口压力稳定，达到在标定工况下进行计量的要求。
[0014]作为针对上述方案的进一步改进，所述液位计为磁致伸缩液位计，所述磁致伸缩液位计外设有套筒，所述套筒上设有小孔。通过在液位计外套装带有小孔的套筒，可以较好的减少液位计所测的油液波动，使计量更加精确。
[0015]作为针对上述方案的进一步改进，所述计量罐下部设有凹槽，所述凹槽与所述液位计的前端零度区相配合。避免了液位计前端不具实际测量意义的零度区计量带来的误差。
[0016]作为针对上述方案的进一步改进，所述第二进油口处安装有软质管，所述软质管的管口斜对计量罐的内壁;所述第二出油口通过软质管接入被测油井的汇流油路。这种软质管设计间接的避免了油液流入和流出计量罐时由于冲击的原因带来的计量误差影响。
[0017]作为针对上述方案的进一步改进，所述第二自力式压力调节阀连接所述计量罐的管路上设有缓冲罐。缓冲罐的作用一方面是将第二自力式压力调节阀降低压力后的油液作为缓冲段进行传递，另一方面存储油液，方便计量。
[0018]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:(I)该移动式多功能单井计量装置能够适应含气量高、泡沫浓度比大的油井计量，克服可伴生气对油井单量的精度影响；
(2)通过采用第一自力式压力调节阀，使得油井在线计量过程中井口压力恒定，从而不因回压波动，影响油井生产状况，实现油井在实际工况下的单量标定；(3)本发明的这种气液分离器能高效地将油液中的游离伴生气含量降低到5%以下，破除泡沫油，析出高压高速下伴生气中带出的油液，分离后伴生气经气体流量计计量后送入到被测油井的出油路中；(4)采用第二自力式压力调节阀能促使分离后油液按序流动，并在不同的压力梯度区内，进一步消除游离气残余量，析出泡沫油中的溶解气和油膜气，解决残留伴生气对单井计量的影响程度；(5)采用油液质量/体积计量的方式，进行分离后油液的称重/液位计量，这种方式测量精度高，复现性好，适应性强，使用范围广，特别适用于低产井和间歇性出油井以及含气量高或泡沫密度大的油井单量，真实准确的反映采油井的实际生产状况。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0020]图1是本发明的一种移动式多功能单井计量装置结构示意图；
[0021]图2是图1中气液分离器的结构示意图；
[0022]图3是图1中计量罐的结构示意图。
[0023]图中:1、气液分离器，101、第一进油口，102、压力表接口，103、安全阀接口，104、除雾装置，105、第一出气口，106、第一浮球开关，107、第二浮球开关，108、第一出油口，109、第一排污口，110、气液分离装置，111、破沫装置;2、进油阀；3、第一自力式压力调节阀;4、旁通阀；5、第一电动阀；6、第二自力式压力调节阀；7、出气阀；8、气体流量计;9、计量罐，901、第二进油口，902、第二出气口，903、第二出油口，904、凹槽；10、缓冲罐；11、第一止回阀；12、液位计；13、套筒；14、第二止回阀；15、齿轮栗；16、第二排污阀；17、称重器；18、第三止回阀；19、第二电动阀；20、第三排污阀；21、第一排污阀。
【具体实施方式】
[0024]参照图1，本发明的一种移动式多功能单井计量装置，包括气液分离器I和计量罐9，气液分离器I和计量罐9安装在撬车上，使用时方便随时随撬车移动，气液分离器I分别与被测油井和计量罐9相连。
[0025]为了达到标准恒定压力下的计量要求，在气液分离器I连接被测油井的管道上设有第一自力式压力调节阀3，通过第一自力式压力调节阀3对被测油井井口的油液进行压力限定。
[0026]气液分离器I连接所述计量罐9的管道上依次设有第二自力式压力调节阀6和缓冲罐8，避免了高压油液直接从气液分离器I进入计量罐9对其内的油液进行冲击，影响测量精度。
[0027]计量罐9的内部设有液位计12，液位计12为测量精度非常高的磁致伸缩液位计，在磁致伸缩液位计外设有套筒13，套筒13上设有小孔，这种结构是可减小计量罐9中的液位波动带来的测量误差，计量罐9的底部安装有称重器17。这种计量通过体积+质量，再查平均密度的方式计量，其结果更加精确。
[0028]参照图2，气液分离器I的侧面上设有第一进油口 101、第一出气口 105、第一浮球开关106、第二浮球开关107和第一出油口 108，气液分离器I的顶部上压力表接口 102和安全阀接口 103，气液分离器I的底部设有第一排污口 107，气液分离器I的内部设有除雾装置104和漏斗形的气液分离装置110，气液分离装置110的内部设有网状的破沫装置111，用来析出泡沫油中的伴生气，气液分离装置110位于第一进油口 101下方，第一浮球开关106和第二浮球开关107位于第一出油口 108的上方，通过第一浮球开关106和第二浮球开关107控制气液分离器I内油液工作时不低于下液位，不高于上液位。
[0029]—方面考虑到气液分离器I分离出的气体直接排到大气中会污染环境，另一方面若忽略油液中伴生气的计量，就不能真实反映油井的实际产油状况，故而将第一出气口 105与被测油井的出油路相连，并在其管路上设有气体流量计8对油液中析出的气体计量。
[0030]参照图3，计量罐9的侧面设有第二进油口901，计量罐9的顶部设有第二出气口902，计量罐9的底部设有第二出油口 903和凹槽904。
[0031 ]具体来说:第一进油口 101与被测油井相连，第一出油口 108与第二进油口 901相连，排污口 109和第二出油口 903分别与被测油井的汇流油路相连;凹槽904与磁致伸缩液位计的零度区相配合，考虑到磁致伸缩液位计这类计量器材前部为零度区，不具实际测量的意义，故而采用这种结构将零度区包含在凹槽904内，减少测量误差;第二进油口 901安装有软质管，软质管的出口斜对计量罐9内壁，这种结构是为了避免计量罐9油液进入时对液位冲击后带来的震荡测量误差;第二出油口 903也安装有软质管，由于计量罐9安装在称重器17上，在使用的过程中不可能保持同一个水平位置，其连接的管道会有倾斜，油液排出的时候产生的冲击力会影响称重器17的计量精度，使用一小段软质管用于管道与第二出油口903的连接，可减少这种现象带来的计量误差。
[0032]以下对本发明的计量过程加以详细描述。
[0033]被测油井进行计量时，其汇流油路上的旁通阀4关闭，连接被测油井与气液分离器I上的进油阀2打开，连接气液分离器I与被测油井管道上的第一排污阀21关闭，此时油液流入气液分离器I;待气液分离器I达到上液位时，第一浮球开关106控制打开第一电动阀5，控制计量罐9进油的第二电动阀19也同时开启，此时气液分离器I内的油液经缓冲管1流入计量罐9内；待计量罐9内的油液达到上液位时，第二电动阀19关闭，第二排污阀16打开，启动齿轮栗15排出计量罐9中的油液，待计量罐9中的油液达到下液位时，第二排污阀16关闭，此时完成了一罐油液的计量;进行下一罐计量时，第二电动阀19重新打开，油液流入计量罐9内，待计量罐9内的油液达到上液位时，第二电动阀19关闭，第二排污阀16打开，启动齿轮栗15排出计量罐9中的油液，待计量罐9中的油液达到下液位时，第二排污阀16关闭，此时完成了下一罐油液的计量;待对被测油井计量完毕后，第二排污阀16、第三排污阀20和第一排污阀21同时打开，其余相关的阀关闭，启动齿轮栗12排出设备内的油液。
[0034]需要特别说明的是:在计量的过程中如果出现气液分离器I达到下液位的情况，第二浮球开关107将控制关闭第一电动阀5，防止分离后的伴生气进入计量罐9;在第一出气口105连接被测油井的汇流油路上设有第一止回阀11，缓冲罐10和计量罐9之间设有第二止回阀14，齿轮栗15的排油管路上设有第三止回阀20，目的是防止油液倒流;计量罐9的上液位和下液位是由称重器17来控制的，具体来说通过给称重器17设定一个上位标重参数和一个下位标重参数，当称重器17达到上位标重参数时，计量罐9处于上液位，当称重器17达到下位标重参数时，计量罐9处于下液位。
[0035]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种移动式多功能单井计量装置，包括气液分离器(I)和计量罐(9)，所述气液分离器(I)的侧面设有第一进油口(101)和第一出油口(108)，所述计量罐(9)的侧面设有第二进油口(901)，计量罐(9)的底部设有第二出油口(903)，第一进油口(101)与被测油井相连，第一出油口(108)与第二进油口(901)相连通，其特征在于:所述气液分离器(I)的侧面从上到下依次设有第一浮球开关(106)和第二浮球开关(107)，所述第二浮球开关(107)位于所述第一出油口(108)的上方，气液分离器(I)的内部设有除雾装置(104)和气液分离装置(110)，所述气液分离装置(110)位于第一进油口(101)的下方，所述除雾装置(104)位于气液分离装置(110)的上方； 所述计量罐(9)的内部设有液位计(12)，计量罐(9)的底部安装有称重器(17); 所述气液分离器(I)连接所述计量罐(9)的管路上设有第二自力式压力调节阀(6)。2.根据权利要求1所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于，所述气液分离装置(110)的内部设有网状的破沫装置(111)。3.根据权利要求1所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于，所述气液分离器(I)的上方设置有第一出气口(105)，所述第一出气口(105)与被测油井的汇流油路相连。4.根据权利要求3所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于:所述气液分离器(I)连接被测油井的管道上设有第一自力式压力调节阀(3)。5.根据权利要求3所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于，所述第一出气口(105)连接被测油井汇流油路的管道上设有气体流量计(8)。6.根据权利要求1所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于，所述液位计(12)为磁致伸缩液位计，所述磁致伸缩液位计外设有套筒(13)，所述套筒(13)上设有小孔。7.根据权利要求6所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于，所述计量罐(9)下部设有凹槽(904)，所述凹槽(904)与所述液位计(12)的前端零度区相配合。8.根据权利要求7所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于，所述第二进油口(901)处安装有软质管，所述软质管的管口斜对计量罐(9)的内壁。9.根据权利要求1所述的移动式多功能单井测量装置，其特征在于，所述第二出油口(903)通过软质管接入被测油井的汇流油路。10.根据权利要求1至9中任一项所述的移动式多功能单井计量装置，其特征在于:所述第二自力式压力调节阀(6)连接所述计量罐(9)的管路上设有缓冲罐(10)。
【文档编号】E21B43/34GK106014373SQ201610504535
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】任世勇, 李磊, 吉克智, 黄战卫, 王鑫, 王西强, 王小龙, 李世辉, 王宏伟, 杜建军
【申请人】西安石油化工科技装备公司