一种高精度油气水三相流计量装置的制作方法

1.本发明涉及计量装置技术领域，具体为一种高精度油气水三相流计量装置。


背景技术：

2.原油在开采过程中，从油井刚抽出的油称之为原油，一般由油、水、气组成，其中产出液的含油率是石油化工行业一个重要参数，检测产出液的含油率的在原油开采中被普遍关注的问题，若产出液含油率检测不准，将直接影响油井及油层动态分析，影响整个原油产量的计算。对于不同的油田及不同的油井来说，油气水的比例也不尽相同，采油参数及输油参数都有所不同，在采收率较低的油田及油井中，采出液中含水的比例较大，部分油井的采出液含水率高达90％。
3.现在常用的计量方法是先用气液分离器将天然气和液体(油和水混合物)分离开来，然后用单相流量计分别测出气相和液相的流量，再用含水率仪测出油水比率，从而得到油气水混合物各相的流量。这种计量方法的计量误差较大，并且在气液分离时，往往于液体中产生大量气泡，并不易消除，气泡不随出气端排出，还会同液体一同进入油水测量端，严重影响计量的精确度，为此，本发明提出能够解决上述问题的一种高精度油气水三相流计量装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高精度油气水三相流计量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度油气水三相流计量装置，包括：
6.气液分离装置，所述气液分离装置的顶部一侧安装设有出气管，所述出气管的上端安装有气体流量计，所述气液分离装置的一端安装有进料管，且进料管的另一端与原油输送主管道固定连接，所述气液分离装置的内部安装有消泡振子盘，所述气液分离装置的另一端安装有排液管，所述消泡振子盘靠近进料管的一侧设有分离挡板；
7.超声波盒，所述超声波盒固定安装在气液分离装置的底部一侧，所述超声波盒的内部设有超声波发生器和超声波电源；
8.射频测量装置，所述射频测量装置包括计量座，所述计量座的一端设有进液管，所述计量座的另一端设有出液管，且进液管与排液管固定连接，所述射频测量装置的顶部设有射频含水分析仪。
9.作为本发明一种优选的技术方案，所述进料管上固定安装有第一电磁阀，所述排液管上固定安装有第二电磁阀，且第一电磁阀、第二电磁阀信号输入端与电控盒的信号输出端电性连接。
10.作为本发明一种优选的技术方案，所述气液分离装置与进料管之间安装有预消泡管，且预消泡管的内部安装有振棒，所述振棒与超声波发生器电性连接。
11.作为本发明一种优选的技术方案，所述消泡振子盘包括安装座，所述安装座的内表面通过连接件固定安装有外环架，所述外环架的内表面均匀设有多个呈环状分布的连接杆，所述连接杆远离外环架的一端固定安装有内环架，所述安装座的底部设有变幅杆，所述变幅杆的下端固定安装有换能器，且换能器与超声波发生器电性连接。
12.作为本发明一种优选的技术方案，所述气液分离装置靠近气体流量计的一侧内壁上固定安装有捕雾栏，所述捕雾栏包括相互垂直设置的第一栏架和第二栏架，所述第一栏架和第二栏架的内部均设有空腔，且空腔内部填充有分离空心球。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述计量座的内部设有u形通道，且射频含水分析仪的下端通过第一连接导线安装有探头，且探头固定安装在u形通道的中心对称轴线上。
14.作为本发明一种优选的技术方案，所述分离挡板的形状呈半圆形结构。
15.作为本发明一种优选的技术方案，还包括油水分离器，所述油水分离器的一端设有分离料管，且分离料管与出液管固定连接，所述油水分离器的另一端设有排油管和出水管，且出水管上安装有差压式流量计。
16.作为本发明一种优选的技术方案，还包括电控盒，所述电控盒固定安装在油水分离器的上表面。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1、本发明的一种高精度油气水三相流计量装置，通过在气液分离装置内设置消泡振子盘，可以在进行气液分离时，液体内产生的大量气泡进行很好的超声波振荡消泡处理，并借助第一尖刺头、第二尖刺头，可以进一步的对经过的气泡进行物理刺破，消泡效果好，使得液体中的气体可以充分的排出并进入气体流量计内，实现对气相流体的在线计量，计量精度高，亦不会对后续油水计量造成不良影响。
19.2、本发明的一种高精度油气水三相流计量装置，在气液分离装置的前端设置预消泡管和振棒，可以对进行气液分离前的油气水混合物进行很好的提前预处理，利用振棒的超声波振荡将油气水混合物中液体的气泡提前振动分离，从而大大提升后续的气液分离效果，进而提升计量的精准度。
20.3、本发明的一种高精度油气水三相流计量装置，利用射频测量装置的u形通道，可以使得油水混合液很好的经过射频含水分析仪的探头对经过的介质中油的含水率很的测量，利用油水分离器，将油水混合液中的油、水分离排出，后利用差压式流量计，可以将分离出的水流量进行很好的计量，结合射频含水分析仪，利用电控盒可以得到油的流量。
21.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的消泡振子盘的结构示意图；
24.图3为本发明的预消泡管的内部示意图；
25.图4为本发明的捕雾栏的结构示意图；
26.图5为本发明的分离空心球的结构示意图；
27.图6为本发明的射频测量装置的结构示意图；
28.图中：1、气液分离装置；2、气体流量计；3、超声波盒；4、消泡振子盘；5、射频测量装
置；6、油水分离器；7、电控盒；8、出水管；9、差压式流量计；10、进料管；11、排液管；12、预消泡管；13、振棒；14、安装座；15、连接件；16、外环架；17、连接杆；18、内环架；19、第一尖刺头；20、第二尖刺头；21、分离挡板；22、捕雾栏；23、第一栏架；24、第二栏架；25、空腔；26、分离空心球；27、超声波发生器；28、超声波电源；29、进液管；30、出液管；31、分离料管；32、计量座；33、u形通道；34、射频含水分析仪；35、第一连接导线；36、探头；37、排油管；38、出气管；39、原油输送主管道；40、变幅杆；41、换能器；42、第一电磁阀；43、第二电磁阀。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种高精度油气水三相流计量装置，包括：
33.气液分离装置1，气液分离装置1的顶部一侧安装设有出气管38，出气管38的上端安装有气体流量计2，气液分离装置1的一端安装有进料管10，且进料管10的另一端与原油输送主管道39固定连接，气液分离装置1的内部安装有消泡振子盘4，气液分离装置1的另一端安装有排液管11，消泡振子盘4靠近进料管10的一侧设有分离挡板21；
34.超声波盒3，超声波盒3固定安装在气液分离装置1的底部一侧，超声波盒3的内部设有超声波发生器27和超声波电源28；
35.射频测量装置5，射频测量装置5包括计量座32，计量座32的一端设有进液管29，计量座32的另一端设有出液管30，且进液管29与排液管11固定连接，射频测量装置5的顶部设有射频含水分析仪34；
36.油水分离器6，油水分离器6的一端设有分离料管31，且分离料管31与出液管30固定连接，油水分离器6的另一端设有排油管37和出水管8，且出水管8上安装有差压式流量计9；
37.电控盒7，电控盒7固定安装在油水分离器6的上表面，电控盒的内部设有信息处理模块、plc控制模块和数据收发模块。
38.进一步的，进料管10上固定安装有第一电磁阀42，排液管11上固定安装有第二电磁阀43，且第一电磁阀42、第二电磁阀43信号输入端与电控盒7的信号输出端电性连接。
39.进一步的，气液分离装置1与进料管10之间安装有预消泡管12，且预消泡管12的内部安装有振棒13，振棒13与超声波发生器27电性连接，在气液分离装置1的前端设置预消泡管12和振棒13，可以对进行气液分离前的油气水混合物进行很好的提前预处理，利用振棒13的超声波振荡将油气水混合物中液体的气泡提前振动分离，从而大大提升后续的气液分离效果，进而提升计量的精准度。
40.进一步的，消泡振子盘4包括安装座14，安装座14的内表面通过连接件15固定安装有外环架16，外环架16的内表面均匀设有多个呈环状分布的连接杆17，连接杆17远离外环架16的一端固定安装有内环架18，安装座14的底部设有变幅杆40，变幅杆40的下端固定安装有换能器41，且换能器41与超声波发生器27电性连接，超声波盒3内的超声波发生器27启动，在变幅杆40和换能器41的作用下，使得消泡振子盘4可以高频振动，加速液体中的分子运动，实现超声波消泡的目的。
41.进一步的，连接杆17的外表面设有第一尖刺头19，内环架18的内表面设有第二尖刺头20，经过消泡振子盘4的液体中的气泡，也会在碰撞到第一尖刺头19、第二尖刺头20时，实现物理消泡。
42.进一步的，气液分离装置1靠近气体流量计2的一侧内壁上固定安装有捕雾栏22，捕雾栏22包括相互垂直设置的第一栏架23和第二栏架24，第一栏架23和第二栏架24的内部均设有空腔25，且空腔25内部填充有分离空心球26。
43.进一步的，分离空心球26的外表面涂覆有疏水疏油纳米涂层。
44.进一步的，分离挡板21的形状呈半圆形结构。
45.进一步的，计量座32的内部设有u形通道33，且射频含水分析仪34的下端通过第一连接导线35安装有探头36，且探头36固定安装在u形通道33的中心对称轴线上。
46.本发明，利用电控盒7的plc控制模块控制第一电磁阀42和第二电磁阀43的启闭，当第一电磁阀42开启时，原油输送主管道39内的原油会通过进料管10进入气液分离装置1内，其中，在气液分离装置1的前端设置预消泡管12和振棒13，可以对进行气液分离前的油气水混合物进行很好的提前预处理，利用振棒13的超声波振荡将油气水混合物中液体的气泡提前振动分离，从而大大提升后续的气液分离效果，进而提升计量的精准度，在分离挡板21的作用下，可以时将气体与液体分离，而冲击之下会在液体内产生大量气泡，此时超声波盒3内的超声波发生器27启动，在变幅杆40和换能器41的作用下，使得消泡振子盘4可以高频振动，加速液体中的分子运动，实现超声波消泡的目的，而经过消泡振子盘4的液体中的气泡，也会在碰撞到第一尖刺头19、第二尖刺头20时，实现物理消泡，消泡效果好，使得液体中的气体可以充分的排出并进入气体流量计2内，实现对气相流体的在线计量，计量精度高，亦不会对后续油水计量造成不良影响，当液体进入射频测量装置5后，利用射频测量装置5的u形通道33，可以使得油水混合液很好的经过射频含水分析仪34的探头36对经过的介质中油的含水率很的测量，利用油水分离器6，将油水混合液中的油、水分离排出，后利用差压式流量计9，可以将分离出的水流量进行很好的计量，结合射频含水分析仪34，利用电控盒7的信息处理模块可以得到油的流量，再利用plc控制模块控制数据收发模块将在线计量的气、油、水的流量发送至终端接收设备，即可实现人们对油气水三相流在线计量，计量精度高，适宜广泛推广。
47.值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设
备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
48.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。