油田采油井出油计量器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种计量装置，特别是一种油田采油井出油计量器。
【背景技术】
[0002]通常油井采油量是通过传感器进行计量的，有各种各样的传感器在油井上使用。由于石油含有水、气、沥青、沙石等，传感器在使用一段时间后皆出现异常现象。电容式传感器由于沥青的粘连无法由电容值去判别，齿轮泵式传感器由于沙石而使其损坏。在众多的传感器中唯独多普勒超声流量计能精确而长期使用，但是其成本太高，导致无法在油田推广使用。激光、浮子皆因石油这种特殊液体都无法长期可靠、低成本的运行。到目前为止，油井的单产数无法低成本而精确地计量，更谈不到实时计量。在此要求的背景下产生本发明。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种结构简单、运行成本低、可实时连续计量油井采油量的油田采油井出油计量器，克服现有技术的不足。
[0004]本发明的油田采油井出油计量器包括第一贮油罐和第二储油罐；
第一贮油罐的入口通过管道与第一电磁阀相接，在第一储油罐与第一电磁阀之间的管道上设有第一称重传感器；
第一储油罐的出口通过管道与第二电磁阀相接，在第一储油罐与第二电磁阀之间的管道上设有第二称重传感器；
第二贮油罐的入口通过管道与第四电磁阀相接，在第二储油罐与第四电磁阀之间的管道上设有第四称重传感器；
第二储油罐的出口通过管道与第三电磁阀相接，在第二储油罐与第三电磁阀之间的管道上设有第三称重传感器；
所述的第一电磁阀与第四电磁阀通过管道同时与原油进入管道相接，所述的第二电磁阀和第三电磁阀通过管道同时与抽油泵机组的入口相接，抽油泵机组的排口接有原油排出管道；
所述的各称重传感器均是由电阻应变片组成的桥路；
所述的各电磁阀均与电控装置相接，各称重传感器通过直流放大器与CPU相接，CPU与无线收发模块相接，与无线收发模块相匹配的另一无线收发模块接变频单元，变频单元与采油机相接。
[0005]所述的第一储油罐、第二储油罐通过管道与位于高位的储气罐相接。
[0006]本发明油田采油井出油计量器，属于机电结合装置，可靠性高；易于实施；维护成本低，基本上与油井抽油机维护周期相同。油田中每台采油机装上本发明的计量器，油(气)的产量实时经过无线发送到总站，则总站可随时知道每口井的产量及工况。根据此数据控制油井采油机转速，可使油井产量总是处于最佳及最节电状态。整体结构简单、运行成本低。
【附图说明】
[0007]图1是本发明【具体实施方式】的结构示意图；
图2是整体电路连接的示意图；
图3a是第三、第四称重传感器信号变化图；
图3b是第一、第二称重传感器信号变化图；
图4是抽油泵不匹配时的工况示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示:4为第一贮油罐，12为第二储油罐。
[0009]第一贮油罐4的入口通过管道与第一电磁阀2相接，在第一储油罐4与第一电磁阀2之间的管道上设有第一称重传感器3;第一储油罐4的出口通过管道与第二电磁阀6相接，在第一储油罐4与第二电磁阀6之间的管道上设有第二称重传感器5。
[0010]第二贮油罐12的入口通过管道与第四电磁阀14相接，在第二储油罐12与第四电磁阀14之间的管道上设有第四称重传感器13。第二储油罐12的出口通过管道与第三电磁阀10相接，在第二储油罐12与第三电磁阀10之间的管道上设有第三称重传感器11。
[0011]第一电磁阀2与第四电磁阀14通过管道同时与原油进入管道I相接，第二电磁阀6和第三电磁阀10通过管道同时与抽油泵机组7的入口相接，抽油泵机组7的排口接有原油排出管道8。
[0012]上述的各称重传感器均为电阻应变片组成的桥路。
[0013]如图2、3a、3b、4所示:各电磁阀均与电控装置相接，由CPU发出控制开关信号。称重传感器(由应变片组成的桥路)通过直流放大器与CPU相接，CPU通过无线收发模块与变频单元联络，变频单元与采油机电机相接，利用无线模块接收到的信号调整采油机的工作频率。换言之，各电磁阀均与电控装置相接，各称重传感器(由应变片组成的桥路)通过直流放大器与CPU相接，CPU接收到与变频单元相连的无线模块发送来的数据(功率、功率因数、当前工作频率等)，通过运算求出变频单元最佳工作频率(能量最小，出油量最大)，利用与CPU相连的无线模块发送出去，与变频器相连的无线模块接收到该信号，调整采油机工作频率。
[0014]第一储油罐4、第二储油罐12通过管道与位于高位的储气罐15相接。
[0015]本发明基于称重原理，是将一桶石油放于称上称重，然后将它倒走，再来一桶称重将其倒走，如此反复进行，一直到油井停止供油为止，每次将其重量记录下来并进行加法来得到总产量。
[0016]每称重一次开始计时，到下一次称重时停止，这段时间间隔和下一次称重的重量送到微型机后，就是实时的出油率。同时将抽油机的电机参数取出，则可知单位时间单位功率的出油量。油井采油机的电动机控制设备根据此数据实时调整电动机转速以获取出油率最大、时间最短、功率最小。
[0017]本发明由下列部分组成:
I四个电磁阀，只需开通或截止两种状态 2两个储油罐，其容量视用户需要而定，小到10升大到100升 3抽油泵，大小与油井采油机出油量最大值相匹配 4若干相应口径的管道
5应变片(贴在管道外侧上进行称重信号的传感器)
6微型机系统
7传感器信号变送器(将微弱的信号Imv放大到微型机接收约Iv的信号，此时k=1000
倍)
8将微型机的输出信号转换成无线信号的发信机工作原理
本发明的总体结构如图1所示。
[0018]初始状态第一电磁阀2和第三电磁阀10开启(相应管道是通的)，在微型机的控制下第二电磁阀6和第四电磁阀14关闭，与其对应管道是不通的。无论何时上述各电磁阀总是两两处于开启和关闭的相反状态。泵此时由于未接到信号是处于停止状态。
[0019]井下采出的原油进入管道1、第一电磁阀2流入第一贮油罐4，此时第一称重传感器3和第二称重传感器5不停的将信号送入到微型机CPU。CPU不停的在记录时间和信号并时刻在称第一贮油罐4是否已满。当满时记录其重量并发出关闭第一电磁阀2和第三电磁阀10，打开第二电磁阀6和第四电磁阀14的信号，同时也使抽油泵机组7工作，将第一IC油罐4中的原油经原油排出管道8送出。第一贮油罐4排油的同时第四电磁阀14打开，第三电磁阀10关闭，原油经原油进入管道I和第四电磁阀14流入第二贮油罐12。第四称重传感器13和第三称重传感器11将称重数据送到CPU存储计算及计时。在第二贮油罐并未达到满罐时而第一贮油罐4已排空，即第一称重传感器3和第二称重传感器5信号还未达到原来量位时CPU会发出停止抽油泵机组7运行信号。第四当称重传感器13和第三称重传感器11信号到达满时CPU重新发出抽油泵机组7运行信号。
[0020]以上是一个周期运行情况，以后就周而复始的反复重复以上周期，这样油井的时产、日产及月产等等都一目了然。
[0021]图中15是位于高位的贮气罐，当油井有气时，混合油气进入第一贮油罐4或第二贮油罐12，气体天然向上，油量增加时，可被压入贮气罐15中，若要回收可自贮气罐15处取走，否则可排放。
[0022]与CPU连接除了电源及接口电平变换作用之外，本发明使用一种放大器将传感器和CPU连接，对放大器要求如下:稳定、直流放大；温漂< 20ppm/°c ；自动稳零；放大倍数多1000倍。满足上述条件可测到罐的原油重量。
[0023]从图3可知，正常稳定情况是一个标准的三角波，而13和11与3和5相差180°。从图中可提供很多有用的信息，这些信息由CPU—一分类，分别采取相应措施从而发出相应指令。这些指令如下:
从O到tl是贮油罐在此时间间隔中装了一罐原油，其最后重量为K (某一固定常数)；K/t为单位时间的原油产量；dK/dt I ,为t时刻的瞬时产量；若nK=W，η为电磁阀换向次数，W则是原油η次的总重量。
[0024]tl到t2则是抽油泵运行情况，若出现图4所示情况则说明匹配不当。
[0025]上述只是简单的阐述CPU要完成的内容，具体的项目不一一例举。
[0026]当上述参数经CPU运算后，由无线发送到相应单元。其中之一工作频率要发向油田采油机电控单元，这种电控单元一般多是变频器，如图2所示。
[0027]变频单元接收到该信号，开始指挥变频器选用何种频率去驱动电机，以达到每千瓦时的原油量最大。
【主权项】
1.一种油田采油井出油计量器，其特征在于:包括第一贮油罐(4)和第二储油罐(12); 第一贮油罐(4)的入口通过管道与第一电磁阀(2)相接，在第一储油罐(4)与第一电磁阀(2)之间的管道上设有第一称重传感器(3); 第一储油罐(4)的出口通过管道与第二电磁阀(6)相接，在第一储油罐(4)与第二电磁阀(6)之间的管道上设有第二称重传感器(5); 第二贮油罐(12)的入口通过管道与第四电磁阀(14)相接，在第二储油罐(12)与第四电磁阀(14)之间的管道上设有第四称重传感器(13); 第二储油罐(12)的出口通过管道与第三电磁阀(10)相接，在第二储油罐(12)与第三电磁阀(10)之间的管道上设有第三称重传感器(11); 所述的第一电磁阀(2)与第四电磁阀(14)通过管道同时与原油进入管道(I)相接，所述的第二电磁阀(6)和第三电磁阀(10)通过管道同时与抽油泵机组(7)的入口相接，抽油泵机组(7)的排口接有原油排出管道(8)； 所述的各称重传感器均是由电阻应变片组成的桥路； 所述的各电磁阀均与电控装置相接，各称重传感器通过直流放大器与CPU相接，CPU与无线收发模块相接，与无线收发模块相匹配的另一无线收发模块接变频单元，变频单元与采油机相接。
2.根据权利要求1所述的油田采油井出油计量器，其特征在于:所述的第一储油罐(4)、第二储油罐(12)通过管道与位于高位的储气罐(15)相接。
【专利摘要】油田采油井出油计量器，第一贮油罐入口与第一电磁阀相接，在第一储油罐与第一电磁阀之间设有第一电阻应变片；第一储油罐的出口与第二电磁阀相接，在第一储油罐与第二电磁阀之间设有第二电阻应变片；第二贮油罐与第一贮油罐连接结相同并与其并联；一端与原油进入管道相接，另一端与抽油泵机组的入口相接，抽油泵机组的排口接有原油排出管道；所述的各电磁阀均与电控装置相接，各电阻应变片均通过直流放大器与CPU相接，CPU接与电控装置相匹配的第一无线收发模块，与第一无线收发模块相匹配的第二无线收发模块通过变频单元与采油机电机相接。结构简单、运行成本低、可实时连续计量油井采油量。
【IPC分类】E21B47-00
【公开号】CN104832153
【申请号】CN201510113553
【发明人】张华 , 周芸, 张妍, 李春红, 赵静, 汤立中
【申请人】辽宁师范大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月16日