CN101525995A - 气液多相定量计量装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液多相定量计量装置及其方法，装置包括气液旋流分离罐、定量计量齿轮泵以及稳流沉降罐、液位变送器、压力变送器、温度变送器等部件，主要利用旋流分离罐首先对井口来油进行一级气液分离，然后进入稳流沉降罐进行二次气液分离并稳流沉降。在油水混合物稳流的同时，利用液位变送器进行上下液位控制，当液位到达设定高液位时，外输计量开始工作，到达设定低液位时，计量工作结束。如此重复工作，达到计量的目的。由于液位变送器、压力变送器、温度变送器、定量计量齿轮泵由触摸屏控制系统控制，对于定量计量齿轮泵的工作时间可实现在线监测，然后根据其额定排量计算就可以得出其产液量。且测量精度高，操作性强，成本低。

Description

气液多相定量计量装置及其方法

技术领域

本发明属于石油生产技术领域的计量装置，涉及一种原油产出计量装置及其方法，特别是涉及一种气液多相定量计量装置及其方法，适用于特低渗透油田的原油计量。

背景技术

从井中采出的原油一般都含有一定数量的水，而原油含水多了会给储运造成浪费，增加设备，多耗能；原油中的水多数含有盐类，加速了设备、容器和管线的腐蚀；在石油炼制过程中，水和原油一起被加热时，水会急速汽化膨胀，压力上升，影响炼厂正常操作和产品质量，甚至会发生爆炸。因此外输原油前，需进行脱水，使含水量要求不超过0.5％。

油井产量计量是指对单井所生产的油量和产生气量的测定，它是进行油井管理、掌握油层动态的关键资料数据。外输计量是对石油和天然气输送流量的测定，它是输出方和接收方进行油气交接经营管理的基本依据。

单井计量方面也有一些专利申请，如中国专利申请(专利号：ZL200320125135.8)公开了油田采油计量单井产油量和产气量的装置，分离器固定在底座上，分离器中部有进液管，上部有出气管，下部有出液管。进液管连接三通阀，在出气管线上有气体流量计和温度变送器。在出液管上串联有电磁阀和含水分析仪。在分离器上部有压力变送器和安全阀。分离器上安装有浮子式液位控制器。压力变送器、液位控制器、气体流量计、温度变送器、电动阀、含水分析仪、常开电磁阀与自动计量控制器之间有导线连接，该装置能完成单井计量工作，具有占地面积小，安装周期短，投资少，通用化等优点。又如中国专利申请(专利号：ZL 200420031879.8)公开了一种单井计量计装置，主要用于油田在单井作业时的在线计量，随时反应出系统内的液体比重、含水量、压力、流量、温度等。该装置有计量管道，计量管道的两端设有接口，在计量管道上连接有质量分析仪、含水分析仪、压力变送器、三相流量仪、温度变送器。可连续在线测量，反应出瞬时的各种参数，系统对混合介质中油、水、气同时分析计量，且各相的计量不存在互相干涉现象，确保数据的准确。可依据检测数据计算输出净油瞬时流量及累积量，净水瞬时流量及累积量，油中含水率，也可显示混合介质密度和质量流量。可依据温度和压力信号进行补偿。该装置体积小，操作方便，安全可靠，高精度，高重复性，高分辨率，可根据用户要求实现报表自动生成打印。但这些装置是对油、水、气的综合测量。根据申请人所作的资料检索，到目前为止，国内外在油田的单井计量方面，特别是在特低渗透油田的原油计量方面还没有一种很好的计量方法，能完全解决单井计量方面存在的诸多问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的诸多问题，本发明的目的在于，提供一种能够连续对特低渗透油田单井及支线进行原油计量的气液多相定量计量装置及其方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种气液多相定量计量装置，其特征在于，该装置包括：

一气液旋流分离罐，该气液旋流分离罐的上侧壁进口端通过第一阀门与原油的来油口连通，下侧壁出口与一稳流沉降罐连接，气液旋流分离罐的顶端出口与气相出口管线连接，气液旋流分离罐的底端出口通过第二阀门与排污管线连接；

所述的稳流沉降罐的顶部设有压力变送器和安全阀，稳流沉降罐的下侧壁出口通过管路连接有定量计量齿轮泵，该定量计量齿轮泵通过管路上连接的第四阀门与出油口连通，稳流沉降罐的底端出口通过第三阀门与排污管线连接；稳流沉降罐的侧壁上还设有液位变送器、温度变送器以及加热盘罐的进、出口；

上述液位变送器、压力变送器、温度变送器及定量计量泵还分别与触摸屏控制系统相连接，由触摸屏控制系统进行信号的传送和运算处理。

上述气液多相定量计量装置的计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)井口的来油在进入气液旋流分离罐前，首先对来油进行初级过滤，以保证来油中没有大颗粒杂质，以确保来油在进入气液旋流分离罐时不会造成堵塞；

2)气液旋流分离罐在来油进入后产生离心力，配合来油自身的重力和浮力，对来油进行气液的有效分离，在气相上升的过程中，利用蒱雾气对气相在上升过程中所带液滴进行再次分离，以保证气液的分离效果；

3)分离后的液相进入稳流沉降罐，再次对气相进行分离，保证液相的含气率降到最低；分离后的油水混合物在稳流沉降罐内逐渐上升，当达到设定的高液位时，液位变送器送出信号，由触摸屏控制系统接收并发出指令使定量计量齿轮泵开始启动，进行油水混合物的外输计量，当液位下降到低液位时，定量计量齿轮泵停止，本次计量工作结束；

4)重复上述步骤2)至步骤3)的循环操作，即可对单井或支线来油进行在线精确计量。

本发明的气液多相定量计量装置及其方法，由于液位变送器、压力变送器、温度变送器、定量计量齿轮泵由触摸屏控制系统控制，这样可以对定量计量泵的工作时间可以实现在线监测，然后根据其额定排量计算就可以得出其产液量。解决了特低渗透油田的单井计量这一技术难题，且测量精度高，操作性强，成本低，同时排污次数可降低很多，从而更方便了操作。

本发明的气液多相定量计量装置可以作为原油计量的一种新装置和新方法，它与目前油田采用的其它计量方法比较，具有计量精度高，生产成本低，可适当提高产液量及安装维护方便等诸多优点。本发明是针对目前存在的诸多问题，进行深入研究，找到问题存在的根本原因，并结合长期从事原油计量的宝贵经验而找到的一种全新的单井原油计量新装置和方法。它完全克服了其它计量方法和设备所存在的计量精度差，使用时间短，可操作性不强的不利因素，使其在原油计量方面可做到计量精度高，生产成本低，可操作性强，使用寿命长等诸多优点，从而保证了原油生产数据的采集，为油田的动态模拟提供了有效的保证。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见附图1，本发明的气液多相定量计量装置，包括：

一气液旋流分离罐1，该气液旋流分离罐1的上侧壁进口端通过第一阀门10与原油的来油口21连通，下侧壁出口与一稳流沉降罐2连接，气液旋流分离罐1的顶端出口与气相出口管线23连接，气液旋流分离罐1的底端出口通过第二阀门11与排污管线24连接；

稳流沉降罐2的顶部设有压力变送器6和安全阀4，稳流沉降罐2的下侧壁的出口通过管路连接有定量计量齿轮泵3，该定量计量齿轮泵3通过管路上连接的第四阀门14与出油口22连通，稳流沉降罐2的底端出口通过第三阀门12与排污管线24连接；稳流沉降罐2的侧壁上还设有液位变送器5、温度变送器7以及用于对稳流沉降罐2进行加热的加热盘罐的进、出口(26、25)；

上述液位变送器5、压力变送器6、温度变送器7及定量计量泵3还分别与触摸屏控制系统15相连接，由触摸屏控制系统15进行信号的传送和运算处理。

气液旋流分离罐1的上侧壁上还通过管路27与稳流沉降罐2顶端的安全阀4相连。

定量计量齿轮泵3的管路与气相出口管线23连通，气相出口管线23上还设有单向阀9，该单向阀9保证稳流沉降罐2中的残留气体的排出。定量计量齿轮泵3的管路上还连接有压力表8，以便能够实时监测油水混合物的压力。

进油口21和出油口22之间还安装有第五阀门13。

上述气液多相定量计量装置的计量方法，包括以下步骤：

1)井口的来油在进入气液旋流分离罐1前，首先对来油进行初级过滤，以保证来油中没有大颗粒杂质，以确保来油在进入气液旋流分离罐1时不会造成堵塞；

2)气液旋流分离罐1在来油进入后产生离心力，配合来油自身的重力和浮力，对来油进行气液的有效分离，在气相上升的过程中，利用蒱雾气对气相在上升过程中所带液滴进行再次分离，以保证气液的分离效果；

3)分离后的液相进入稳流沉降罐2，再次对气相进行分离，保证液相的含气率降到最低；分离后的油水混合物在稳流沉降罐2内逐渐上升，当达到设定的高液位时，液位变送器5送出信号，由触摸屏控制系统15接收并指令定量计量齿轮泵3开始启动，进行油水混合物的外输计量，当液位下降到低液位时，定量计量齿轮泵3停止，本次计量工作结束；

4)重复上述步骤2)至步骤3)的循环操作，即可对单井或支线来油进行在线精确计量。然后根据其额定排量计算就可以得出其产液量。

本发明的气液多相定量计量装置，是一种原油计量的新装置，当原油来油进入气液旋流分离罐时，原油在气液旋流分离罐内形成很大的离心力，借助于原油本身的重力和浮力，进行一级气液分离。分离后液体流入稳流沉降罐，进行稳流沉降，同时又进行二次气液分离，这时利用液位传感器5来控制液位的高度。当液位上升到高液位时，定量计量齿轮泵3启动，油水混合物外输，液面开始下降；当液位到达设定低液位时，定量计量齿轮泵3停止。在设备的运行过程中，触摸屏控制系统15随时掌握其状态变化。这样对于每次定量计量齿轮泵3的运行时间都会进行准确记录。并根据其额定排量通过计算机运算处理，得出其产液量，达到单井计量的目的。由于采用了定量计量处齿轮泵，3所以在工作过程中，减小了井口压力，在相对概念上提高了单井的产液量，即起到了提高产量的目的。

本发明的气液多相定量计量装置，可以实现全自动控制，操作简单，无需人员数据记录。

Claims (6)

1、一种气液多相定量计量装置，其特征在于，该装置包括：

一气液旋流分离罐(1)，该气液旋流分离罐(1)的上侧壁进口端通过第一阀门(10)与原油的来油口(21)连通，下侧壁出口与一稳流沉降罐(2)连接，气液旋流分离罐(1)的顶端出口与气相出口管线(23)连接，气液旋流分离罐(1)的底端出口通过第二阀门(11)与排污管线(24)连接；

所述的稳流沉降罐(2)的顶部设有压力变送器(6)和安全阀(4)，稳流沉降罐(2)的下侧壁出口通过管路连接有定量计量齿轮泵(3)，该定量计量齿轮泵(3)通过管路上连接的第四阀门(14)与出油口(22)连通，稳流沉降罐(2)的底端出口通过第三阀门(12)与排污管线(24)连接；稳流沉降罐(2)的侧壁上还设有液位变送器(5)、温度变送器(7)以及加热盘罐的进、出口(26、25)；

上述液位变送器(5)、压力变送器(6)、温度变送器(7)及定量计量泵(3)还分别与触摸屏控制系统(15)相连接，由触摸屏控制系统(15)进行信号的传送和运算处理。

2、如权利要求1所述的气液多相定量计量装置，其特征在于，所述的气液旋流分离罐(1)的上侧壁上还通过管路(27)与稳流沉降罐(2)顶端的安全阀(4)相连。

3、如权利要求1所述的气液多相定量计量装置，其特征在于，所述的气相出口管线(23)上还设有单向阀(9)。

4、如权利要求1所述的气液多相定量计量装置，其特征在于，所述的定量计量齿轮泵(3)的管路与气相出口管线(23)连通。

5、如权利要求4所述的气液多相定量计量装置，其特征在于，所述的定量计量齿轮泵(3)的管路上还连接有压力表(8)。

6、权利要求1所述的气液多相定量计量装置的计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)井口的来油在进入气液旋流分离罐(1)前，首先对来油进行初级过滤，以保证来油中没有大颗粒杂质，以确保来油在进入气液旋流分离罐(1)时不会造成堵塞；

2)气液旋流分离罐(1)在来油进入后产生离心力，配合来油自身的重力和浮力，对来油进行气液的有效分离，在气相上升的过程中，利用蒱雾气对气相在上升过程中所带液滴进行再次分离，以保证气液的分离效果；

3)分离后的液相进入稳流沉降罐(2)，再次对气相进行分离，以保证液相的含气率降到最低；分离后的油水混合物在稳流沉降罐(2)内逐渐上升，当达到设定的高液位时，液位变送器(5)送出信号，由触摸屏控制系统(15)接收并发出指令使定量计量齿轮泵(3)开始启动，进行油水混合物的外输计量，当液位下降到低液位时，定量计量齿轮泵(3)停止，本次计量工作结束；

4)重复上述步骤2)至步骤3)的循环操作，即可对单井或支线来油进行在线精确计量。