专利名称：油气水三相计量装置的制作方法
技术领域：
一种用于油田集输流程中的计量装置，特别是用于油、气、水分相计量的油气水三相计量装置。
目前，各油田在集输过程中对油、气、水的计量，多采用压差式流量计计量产气量、采用油水同时计量后化验油水比例后再析算流量等方法；这种计量方法使用的设备较多、维修困难、操作工艺复杂，且计量不能同时进行、计量误差较大，也不便于自动化管理。
本实用新型的目的是为油田的集输流程提供一种结构合理、操作方便、便于自动化管理、并能够同时对油、气、水分别进行计量的油气水三相计量装置。
本实用新型的目的是通过以下措施来实现的一种用于油田集输流程的油气水三相计量装置，包括入口、出口及连接管线等；其特征还包括有双管式压差密度计、直角流量计和管道式液气分离器，通过连接管线连接的顺序是入口-双管式压差密度计-直角流量计-管道式液气分离器-双管式压差密度计-出口。
一种用于油田集输流程的油气水三相计量装置的双管式压差密度计，是由＂U＂型管、密度压差传感器等组成，其特征是＂U＂型管的双管之间上、下部分别连接上连接管和下连通管，两连通管之间通过导压管还连接有密度压差传感器。
一种用于油田集输流程的油气水三相计量装置的直角流量计，是由毕托管、流量压差传感器等组成，其特征是毕托管为一一端封闭、另一端开放的长管结构，侧壁上安装有一与其直径相同的导流管，流量压差传感器一端通过导压管连接毕托管封闭端、另一端通过导压管连接毕托管的开放端。
一种用于油田集输流程的油气水三相计量装置的管道式液气分离器，是由分离器外壳、隔板等组成，其特征是分离器外壳为一上端封闭、下端开放的长管体；一弯管形的离心分离管安装在分离器外壳上封闭端，并其一端伸入分离器外壳内；长管形的气体回引管一端接于分离器外壳侧壁上，另一端接于分离器外壳的上封闭端；分离器外壳管壁上还安装一长管形的排气管，其一端伸入分离器外壳内，另一端在分离器外壳外；分离器外壳内壁上还安装有隔板。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来实现双管式压差密度计的＂U＂型管也可为倒＂U＂型结构；管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端部的侧壁上有一狭缝；管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端为斜角；管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端部内管壁上安装有1～4个片形舌片；管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端部为一段变径管；管道式液气分离器的分离器外壳内壁上安装的隔板为1～4片；管道式液气分离器的分离器外壳内壁上安装的隔板也可为伞状隔板。
本实用新型具有设计新颖、结构简单、制造成本低，工作安全可靠、操作与维修简便，量程范围大、可同时对油、气、水分别进行计量、计量误差小，还可与计算机配合、实现计量的自动化管理；该装置适用于各类油田的单井、计量站或中转站的集输流程中的油气水的计量。
图1为油气水三相计量装置结构示意图。
油气水三相计量装置是由入口(1)、＂U＂管(2)、上连通管(3)、下连通管(4)、导压管(5)、密度压差传感器(6)、流量压差传感器(7)、毕托管(8)、导流管(9)、隔板(10)、分离器外壳(11)、离心分离管(12)、气体回引管(13)、排气管(14)、出口(15)等组成。
油气水三相计量装置结构特征可分为三个主要部分双管式压差密度计、直角流量计和管道式液气分离器。
双管式压差密度计是由倒＂U＂型管(2)、密度压差传感器(6)、倒＂U＂型管(2)的双管之间上下连接的上连通管(3)和下连通管(4)、上连通管(3)和下连通管(4)之间通过导压管连接的密度压差传感器(6)等组成。
直角流量计是由毕托管(8)、流量压差传感器(7)等组成；毕托管(8)为一一端封闭、另一端开放的长管结构，侧壁上安装有一与其直径相同的导流管(9)，流量压差传感器(7)一端通过导压管(5)连接毕托管(8)的封闭端、另一端通过导压管(5)连接毕托管(8)的开放端。
管道式液气分离器是由分离器外壳(11)、隔板(10)、离心分离管(12)、气体回引管(13)、排气管(14)等组成；分离器外壳(11)为一上端封闭、下端开放的长管体；一弯管形的离心分离管(1 2)安装在分离器外壳(11)上封闭端，并其一端伸入分离器外壳(11)上封闭端内；长管形的气体回引管(13)一端接于分离器外壳(11)的侧壁上，另一端接于分离器外壳(11)的上封闭端；分离器外壳(11)管壁上还安装一长管形的排气管(14)，其一端伸入分离器外壳(11)内，另一端在分离器外壳(11)外；分离器外壳(11)内壁上还安装有隔板(10)；排气管(14)伸入分离器外壳(11)内的一端，其管端部配备有以下结构的管头侧壁上有一狭缝、管端为斜角形、内管壁上安装有1～4个片形舌片、为一段变径管；本装置还配备有4片安装在分离器外壳(11)内壁上的隔板(10)和形状为伞状的隔板(10)。
构成油气水三相计量装置各部分是通过连接管线连接在一起的，其连接顺序是入口-第一双管式压差密度计-直角流量计-管道式液气分离器-第二双管式压差密度计-出口。
油气水三相计量装置与集输流程连接方法是通过入口(1)与出口(2)将其串接在需要计量的集输流程管线上，串接方向应与流程方向一致。
油气水三相计量装置的工作原理是当油气水混合体经入口(1)流入本装置后，首先进入第一双管式压差密度计的＂U＂型管(2)内，然后通过毕托管(8)、导流管(9)与离心分离管(12)进入分离器外壳(11)内，再从其下端排出，经过第二双管式压差密度计后从出口(15)流出。
由于＂U＂型管(2)的双管结构，克服了管线内流动阻力造成的误差，从第一双管式压差密度计上的上连通管(3)与下连通管(4)之间经导压管(5)、密度压差传感器(6)可取得精确的油气水混合体的混合密度数值；同理，可从第二双管式压差密度计上的流量压差传感器(7)取得经管道式液气分离器分离后油水混合体的混合密度数值；在直角流量计上的毕托管(8)封闭端与开放端之间、流量压差传感器(7)通过导压管(5)可取得流经本装置的油气水混合体的流量压差数值。
管道式液气分离器的液气分离过程是当油气水混合体进入该装置时，首先在离心分离管(12)的离心作用下初步进行液、气分离，再经隔离板(10)进一步分离，含有液体微粒的气体还可通过气体回引管(13)在隔板(10)的吸附作用下彻底分离；分离后的液、气体在排气管(14)的限位作用下在分离器外壳(11)内可形成一稳定液面，其形成过程为气量增加-液面下降、排气管(14)端口开启-气体排出、气量减少-液面上升、排气管(14)端口被液面封闭-气量增加。本装置在使用中可根据液、气混合的比例情况安装1～4片隔离板(10)，或改用伞形的隔离板(10)；排气管(14)伸入分离器外壳(11)内的管端，可根据液、气混合体流量的大小，装配侧壁上有一狭缝、管端为斜角形、内管壁上安装有1～4个片形舌片或为一段变径管的排气管(14)的管端口。
油气水三相计量装置油、气、水分相计量的析算方法是通过直角流量计(压差值折算)测出油气水混合体总流量Q1；通过第一双管式压差密度计测出油气水混合体密度r1，通过第二双管式压差密度计测出油水混合体密度r2，再根据r1与r2分别计算出油气水混合体中液、气比f1和油水混合体中油、水比f2；再利用Q1、f1与f2分别求出油水混合体流量Q2、气体流量Q3和油、水流量Q4及Q5。
权利要求1.一种用于油田集输流程的油气水三相计量装置，包括入口、＂U＂型管、密度压差传感器、流量压差传感器、出口及连接管线等，其特征是a.还包括有双管式压差密度计、直角流量计和管道式液气分离器，通过连接管线连接的顺序为入口～第一双管式压差密度计～直角流量计～管道式液气分离器～第二双管式压差密度计～出口；b.第一、二双管式压差密度计结构相同，均由＂U＂型管、密度压差传感器等组成，＂U＂型管的双管之间上、下部分别连接上连接管和下连通管，两连通管之间通过导压管还连接有密度压差传感器；c.直角流量计，是由毕托管、流量压差传感器等组成，毕托管为一端封闭、另一端开放的长管结构，侧壁上安装有一与其直径相同的导流管，流量压差传感器一端通过导压管连接毕托管封闭端、另一端通过导压管连接毕托管的开放端；d.管道式液气分离器，是由分离器外壳、隔板等组成，分离器外壳为一上端封闭、下端开放的长管体；一弯管形的离心分离管安装在分离器外壳上封闭端，并其一端伸入分离器外壳内；长管形的气体回引管一端接于分离器外壳侧壁上，另一端接于分离器外壳的上封闭端；分离器外壳管壁上还安装有一长管形的排气管，其一端伸入分离器外壳内，另一端在分离器外壳外；分离器外壳内壁上还安装有隔板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是双管式压差密度计的＂U＂型管为倒＂U＂型结构。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端部的侧壁上有一狭缝。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征是管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端为一斜角。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征是管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端部内管壁上安装有1～4个片形舌片。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征是管道式液气分离器上的排气管伸入分离器外壳内的一端，其管端部为一段变径管。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征是管道式液气分离器的分离器外壳内壁上安装的隔板为1～4片。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征是管道式液气分离器的分离器外壳内壁上安装的隔板为伞状隔板。
专利摘要一种用于油田集输流程的油气水三相计量装置，包括入口、出口及连接管线等；其特征还包括有双管式压差密度计、直角流量计和管道式流气分流器，通过连接管线连接的顺序是入口-双管式压差密度计-直角流量计-管道式液气分离器-双管式压差密度计-出口。本实用新型具有设计新颖、结构简单、制造成本低，工作安全可靠、操作与维修简便，量程范围大、可同时对油、气、水分别进行计量、计量误差小，还可与计算机配合、实现计量的自动化管理；该装置适用于各类油田的单井、计量站或中转站的集输流程中的油气水的计量。
文档编号G01F1/34GK2237226SQ9421425
公开日1996年10月9日 申请日期1994年7月7日 优先权日1994年7月7日
发明者任俊超 申请人:吉林省油田管理局红岗采油厂