一种流量标定橇装置的制作方法

本实用新型涉及勘探技术领域，具体为一种流量标定橇装置。

背景技术：

页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，主要是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。页岩气井口采出物是一种含气率非常高的气相和液相的混合流体，其中，气相主要为甲烷，液相包括地层水、以及溶解在水相中的其它液体添加剂。

页岩气具有自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能或低产，需要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采，单井产量很低，递减快，生产周期长。因此，需要针对页岩气新井试采进行产气量标定，从而准确的获取计算页岩气资源潜力、储量预测的重要参数，对页岩气勘探开发具有重要的意义，对油气藏进行科学管理也至关重要。

对于页岩气新井试采进行流量标定，其中一种方式就是采出物中的气相和液相分离之后再计量，但是分离装置和计量装置一般较大，并且分散连接，搬迁拆装不便，在油气田的滚动开发中存在一定困难，难以确保提高工程建设速度和缩短野外施工周期。为解决上述问题，现有技术中，申请号为cn200920317101.6的实用新型专利公开了一种橇装式分离计量装置，包括通过管道和阀门连接的分离器和计量系统，以及通过管道和阀门与分离器连接的排污系统，橇座，橇座上还安装有自控系统和电气系统。该橇装式分离计量装置，具有结构紧凑、占地面积小，适应气田的滚动开发的优点，能够加快产能建设速度，缩短野外建设周期，减少施工人员野外作业时间。但是，新产出的页岩气一般处于高压状态，存在一部分页岩气与水融合处于液体状态，因此通过该计量装置分离得到的页岩气含水率的数据并不准确，这将影响正确的评估页岩气新井的产能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种流量标定橇装置，它具有页岩气新井试采流量标定准确率高的特点，并且结构紧凑，占用空间小。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种流量标定橇装置，包括橇座，橇座内安装有原料进气管线、两相流量计、高压气液分离器、低压气液分离器和储水箱；两相流量计竖直安装在原料进气管线上；高压气液分离器顶部的一侧设有进气接口，原料进气管线通过闸阀与进气接口连通；高压气液分离器顶部的另一侧设有出气接口，出气接口连接有出气管线，出气管线上安装有质量流量计；高压气液分离器下部带有集液包，集液包的侧壁设有排液接口，集液包的底端设有第一排污接口；排液接口通过排液管线和设置在排液管线上的减压装置与低压气液分离器的上部连通；第一排污接口连接有第一排污管线；低压气液分离器的底部设有第二排污接口，第二排污接口连接有第二排污管线；第一排污管线与第二排污管线通过闸阀均与储水箱的底部连通；低压气液分离器的顶部设有放空口，下部侧壁设有排液计量管线，排液计量管线上设有涡轮流量计，并与储水箱的上部连通。

本实用新型的工作原理及使用原理在于：从页岩气新井采出的待测流体通过原料进气管线、两相流量计和闸阀进入高压气液分离器进行气液分离，分离后的气相经过出气管线，并由质量流量计计量数据后进入原料管线重新汇入新井内；分离后的液相经过减压装置减压后进入低压气液分离器进行二次分离，分离出的气相经过低压气液分离器顶部的放空口排空，分离出的采出水通过涡轮流量计计量数据后进入储水箱储存，等待后续集中处理。

通过减压，使高压气液分离器分离出的液相进行二次分离，然后对二次分离出的采出水进行计量，从而有助于计算出更加准确的页岩气新井流体的含水率，结合在先由两相流量计测定的两相计量数据和质量流量计测定的气相计量数据，从而帮助工作人员更好的评估页岩气新井的产能。

本实用新型的有益技术效果是：

1、增加了低压气液分离器，使得测得的页岩气含水率更加准确，从而计算出更准确的页岩气流量标定数据，有利于正确评估页岩气新井的产能。

2、集气液两相、气相、液相测量，气液分离、泵输、安全放散等为一体。

3、通过合理的排线布局，结构紧凑，占用空间小；流量标定完成后，产生的污水集中储存，集中处理，不污染环境。

附图说明

附图1为本实用新型流量标定橇装置的一种正视结构示意图。

附图2为本实用新型流量标定橇装置的一种俯视结构示意图。

附图3为本实用新型流量标定橇装置的一种侧视示意图。

附图4为本实用新型流量标定橇装置的pid示意图。

图中：橇座1、原料进气管线2、两相流量计3、高压气液分离器4、低压气液分离器5、储水箱6、进气接口7、平板闸阀8、出气接口9、出气管线10、质量流量计11、集液包12、排液接口13、第一排污接口14、排液管线15、第一排污管线16、第二排污接口17、第二排污管线18、放空口19、排液计量管线20、安全阀接口22、就地压力表23、安全阀24、安全阀排出管线25、出液管线26、管道泵27、单向阀28、两相流量计排空管29、质量流量计排空管30、防爆型plc电控柜31、一级减压阀32、二级减压阀33、就地燃气报警器34、就地液位计35、吊装角件36、备用进气接口37、高压法兰38、阻火器呼吸阀39、涡轮流量计40、污水总管41、原料气总管42。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种流量标定橇装置进行进一步的解释说明。

本装置主要针对页岩气新井试采流量标定，但同样也适用于其他油气田采出物，例如常规天然气等。

如图1、图2、图3、图4所示，一种流量标定橇装置，包括橇座1，橇座1内安装有原料进气管线2、两相流量计3、高压气液分离器4、低压气液分离器5和储水箱6；两相流量计3竖直安装在原料进气管线2上；高压气液分离器4顶部的一侧设有进气接口7，原料进气管线2通过平板闸阀8与进气接口7连通；高压气液分离器4顶部的另一侧设有出气接口9，出气接口9连接有出气管线10，出气管线10上安装有质量流量计11；高压气液分离器4下部带有集液包12，集液包12的侧壁设有排液接口13，集液包12的底端设有第一排污接口14；排液接口13通过排液管线15和设置在排液管线15上的减压装置与低压气液分离器5的上部连通；第一排污接口14连接有第一排污管线16；低压气液分离器5的底部设有第二排污接口17，第二排污接口17连接有第二排污管线18；第一排污管线16与第二排污管线18通过闸阀均与储水箱6的底部连通；低压气液分离器5的顶部设有放空口19，下部侧壁设有排液计量管线20，排液计量管线20上设有涡轮流量计40，并与储水箱6的上部连通。

从页岩气新井采出的待测流体通过原料进气管线2、两相流量计3和平板闸阀8进入高压气液分离器4进行气液分离，分离后的气相经过出气管线10，并由质量流量计11计量数据后进入原料气总管42重新汇入新井内；分离后的液相经过减压装置减压后进入低压气液分离器5进行二次分离，分离出的气相经过低压气液分离器5顶部的放空口19排空，分离出的采出水通过涡轮流量计40计量数据后进入储水箱6储存，等待后续集中处理。在正常测量工作中，原料进气管线2、出气管线10、排液管线15和排液计量管线20是连续流动的，第一排污管线16与第二排污管线18是关闭的，当需要排污时，第一排污管线16与第二排污管线18通过打开闸阀开启。

通过减压，使高压气液分离器4分离出的液相进行二次分离，然后对二次分离出的采出水进行计量，从而有助于计算出更加准确的页岩气新井流体的含水率，结合在先由两相流量计3测定的两相计量数据和质量流量计11测定的气相计量数据，从而帮助工作人员更好的评估页岩气新井的产能。

在本具体实施例中，管线与接口之间均通过法兰连接；高压气液分离器4为卧式分离器，低压气液分离器5是竖向分离器，两相流量计3通过法兰连接竖向在原料进气管线2上，质量流量计11通过法兰连接固定在出气管线10上，涡轮流量计40通过法兰连接固定在排液计量管线20上；体积较大的高压气液分离器4设置在低压气液分离器5、两相流量计3、储水箱6的后侧，方便管线排布，结构紧凑，占用空间小。

两相流量计3和质量流量计11的设计压力均为10mpa，设计温度为60℃，主要受压原件材质为q345d、16mnⅲ，焊接接头系数为1.0，额定处理量为7500(n)m3/h；高压气液分离器4的设计压力为9.8mpa，设计温度为60℃，主要受压原件材质为q245r,焊接接头系数1.0，额定处理量为6000(n)m3/h；低压气液分离器5和储水箱6设计压力均为常压，设计温度为60℃，主要受压原件材质为q245b，焊接接头系数为0.85，额定处理量为8(n)m3/h。

进一步地，如图1、图2、图3所示，高压气液分离器4的顶部还设有压力表接口和安全阀接口22；压力表接口上安装有就地压力表23，用于显示高压气液分离器4内的压力，方便工作人员实时观测；安全阀接口22依次安装有平板闸阀8和安全阀24，安全阀24通过安全阀排出管线25连通低压气液分离器5。高压气液分离器4内的压力在设计压力范围内时，安全阀24处于封闭状态；当超过设计压力时，安全阀24才会打开，分离的气相通过安全阀排出管线25进入低压气液分离器5并通过放空口19排出。在测定完成时，可以对高压气液分离装置通过平板闸阀8进行手动泄压。

进一步地，如图1所示，两相流量计3设有两个，并串联竖直安装在原料进气管线2上，配合竖向设置的低压气液分离器5，使得整体结构更加紧凑，有利于缩小体积。

进一步地，如图1、图2所示，储水箱6底部设有出液管线26，出液管线26上设有管道泵27和单向阀28。由于测量完成后采出的污水不能就地排放，储水箱6中的采出水经过管道泵27泵入槽车运输至集中处理厂或者汇入污水总管41内。产品集气液两相、气相、液相测量，气液分离、泵输、安全放散等为一体，功能较多。在本具体实施例中，管道泵27的额定功率为1.5kw，扬程为30m。

进一步地，如图1、图2所示，在原料进气管线2上，两相流量计3的后侧设有两相流量计排空管29；两相流量计排空管29焊接在原料进气管线2上，用于测定后对两相流量计3泄压。在出气管线10上，质量流量计11的后侧设有质量流量计排空管30；质量流量计排空管30焊接在原料进气管线2上，用于测定后对质量流量计11泄压。两相流量计排空管29和质量流量计排空管30通过针形阀与排液管线15连接，在工作状态下，针形阀处于封闭状态，测定后可以打开对排液管线15泄压。

进一步地，如图1、图2所示，橇座1内还安装有防爆型plc电控柜31，防爆型plc电控柜31通过控制电路与两相流量计3、质量流量计11、涡轮流量计40、管道泵27连接。防爆plc电控柜31，用于对两相流量计3、质量流量计11、涡轮流量计40测量的数据进行采集和远传。两相流量计3对通过原料进气管线2内的两相流进行瞬时计量和累积计量，并将数据实时传送到防爆型plc电控柜31；质量流量计11对高压分离器分离出的气相进行瞬时计量和累积计量，并将数据实时传送到防爆型plc电控柜31；涡轮流量计40对低压分离器分离出的采出水进行瞬时计量和累积计量，并将数据实时传送到防爆型plc电控柜31。防爆型plc电控柜31同时能够控制管道泵27启闭，方便及时将储水箱6内的水泵入至槽车或者其他大容量的中转容器内。

进一步地，如图2所示，减压装置包括依次设置在排液管线15上的一级减压阀32和二级减压阀33。从高压气液分离器4中排出的液相通过两次减压后，进入低压气液分离器5进行二次分离，分离出的气相经放空口19排空，分离出的采出水经过涡轮流量计40计量数据后排入储水箱6内。

进一步地，如图2所示，橇座1内还设有就地燃气报警器34。当工作环境中发生气体泄漏时，就地燃气报警器34检测到气体浓度达到设定的临界点时，就会发出报警信号，以提醒工作人员采取安全措施，或者与主控系统连接，将报警信号传送至主控系统，在主控系统控制下实现自动刹车停机。

进一步地，如图1、图3所示，高压气液分离器4的集液包12的侧壁设有就地液位计35，用于实时观测集液包12内的液位情况和沉淀情况。

进一步地，如图1、图2、图3所示，橇座1为框架结构，橇座1的顶部设有吊装角件36，吊装角件36为集装箱标准角件，方便转场运输；橇座1的侧面设有人梯，方便维修人员进行高处检修。

进一步地，如图2所示，高压气液分离器4顶部设有备用进气接口377，在正常状态下，备用进气接口377处于关闭状态，用于当进气接口7出现故障或者需要增加原料进入时启用。

进一步地，如图1所示，低压气液分离器5顶部的放空口19为防火呼吸阀组，用于测定后对低压气液分离器5进行泄压，防火呼吸阀组包括型号为zfq-1pl50-16-rf的高压法兰38和采用螺栓安装在该型法兰上的阻火器呼吸阀39。

在本具体实施例中，橇装设备按gb/t150以及国家质量技术监督局颁发的tsg21-2016、tsgr0004-2009、tsgd0001-2009、nb/t47003.1-2008、gb/t50235等进行设计、制造、检验、验收。