CN101967971A

CN101967971A - 三元流体不分离在线测量仪

Info

Publication number: CN101967971A
Application number: CN2010102624035A
Authority: CN
Inventors: 陈东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2030-08-23
Also published as: CN101967971B

Abstract

三元流体不分离在线测量仪，涉及石油开采和石油炼化混合流体的在线连续检测计量技术领域，流体分割器设有壳体和分割器件，在壳体的两端密封连接上、下盖板，壳体内设分割器件，分割器件与壳体、上、下盖板之间设有动密封腔，动密封腔上连接连通管；壳体连接进油管线和出油管线，动密封腔的上端设置压力传感器和温度传感器，连通管内设差压变送器和液位传感器；温度传感器、压力传感器、差压变送器和液位传感器的信号输出端连接数据采集处理器的信号输入端；数据采集处理器的输出端分别设置油量信号输出端、水量信号输出端、气量信号输出端、温度信号输出端、压力信号输出端和差压信号输出端，本发明方便了混合流体不分离、直接在线连续检测。

Description

三元流体不分离在线测量仪

技术领域

本发明涉及石油开采和石油炼化技术领域，特别是在石油开采过程中，油、天然气和地层水一同存在条件下的混合流体的在线连续检测计量技术装置。

背景技术

现有的石油开采过程中三元(石油、天然气、地层水)混合流体的测量方法有两种：

1、量油分离器和人工取样化验法：采用一套庞大的测量系统，先分离再检测。通过约0.6立方米容积的量油分离器，先将混合流体中的气体、混合液体分离后，再分别测量出气量和混合液量，最后通过取样测量或化验含水率的方法计算出混合液体中的油量和水量。此测量系统的结构复杂、操作繁琐，测量准确度较低(约±20∽35％)，人为因素造成的误差值较大，而且应用领域相对比较局限(仅适用于四级计量站)。

2、三相分离器和各单项仪表(气表、油表、水表)计量法：建设一套庞大的测量系统，采用先分离再检测，或用r射线分别检测出液相组份和气相组份。此系统工程造价高(一般为80～240万元)，而且应用领域相对比较局限(一般只适用于混合流体的中转站或集中处理站)，其测量准确度分别为：原油±10％，污水±10％，天然气±20％(仅适用于最佳测量条件，一般情况下根本无法达到)。而在石油开采过程中，采油井口的混合流体在地面条件下的开始端根本不能适用此系统。

发明内容

本发明目的在于研制设计一种结构简单、操作简便、经济实用、测量准确度高的三元(石油、天然气、地层水)混合流体不分离、直接在线连续检测的计量仪表。

本发明的流体分割器设有壳体和分割器件，在壳体的上、下两端分别密封连接上盖板和下盖板，在壳体内设置分割器件，所述分割器件与壳体、上盖板、下盖板之间设有动密封腔，在所述动密封腔上连接连通管；在壳体的左、右两端分别连接进油管线和出油管线，在动密封腔的上端分别设置压力传感器和温度传感器，在所述连通管内设置差压变送器和液位传感器；所述温度传感器、压力传感器、差压变送器和液位传感器的信号输出端连接数据采集处理器的信号输入端；所述数据采集处理器的输出端分别设置油量信号输出端、水量信号输出端、气量信号输出端、温度信号输出端、压力信号输出端和差压信号输出端。

三元混合流体从壳体一端的进油管线进入，然后从壳体另一端的出油管线排出，不影响正常的流速。当流体进入由分割器件与壳体、上盖板、下盖板形成的动密封腔(即：测量单元)时，在重力的作用下，天然气、石油、地层水因不同比重而产生气体、液体的自然分离。通过液位检测法测量计算出瞬时气量值，再根据差压变送器测得的瞬时混合液体的重量值计算出该混合液的瞬时密度值，最后根据差分求和公式计算出混合液体中两种介质(地层水、石油)的含量及其量值。分别累计后便可得到石油、天然气、地层水这三种混合流体各自的总量值。本发明结构较简单，无人为误差，测量准确度高，应用领域较为广泛，实现了混合流体的直接在线的连续检测。

为了形成结构简单的动密封腔，本发明的所述分割器件包括同心设置在壳体内的中轴，所述中轴的两端分别通过轴承连接筒体，所述筒体与所述壳体同心布置，在筒体的侧壁对称设置四个竖向的开口槽，在中轴的中部分别固定连接两个相同的偏心轮，所述两个偏心轮相错90°，在各偏心轮外分别套置一个具有腰形孔的连接环，在连接环的较长径向的两个外端分别固定连接分割板，所述各分割板间隙式插置在相应的所述筒体侧壁的开口槽内。

由于中轴上设置了偏心轮，由偏心轮控制连接环及相对转动的筒体作径向往复运动，使同一个连接环的两个分割板在筒体的一个径向的开口槽上作伸出或缩回运动，当同一个连接环上的一个分割板完全伸出于筒体的开口槽时，另一个分割板则完全缩回。由于两个偏心轮相错90°，则使两个连接环上的两对分割板也互成90°。当流体从壳体进入时，在流体的推动下，伸出的分割板推动偏心轮，带动连接环及筒体发生转动，使动密封腔在不同的分割板之间形成，也使流体顺畅通过。当两个连接环上的各一个分割板都伸出于筒体时，则由该两个分割板、两个分割板相对的筒体侧壁及壳体侧壁、上盖板、下盖板形成了转动式的动密封腔。

为了方便打印，所述数据采集处理器的输出端还设置打印接口。

所述数据采集处理器的输出端还设置482输出端口，数据采用有线或无线传输方式。

附图说明

图1为本发明的工作原理框图。

图2为流体分割器与进油管线和出油管线的连接示意图。

图3为流体分割器的一种结构示意图。

图4为分割器件的结构示意图。

图5为图4中A-A向断面图。

具体实施方式

如图2、3、4、5所示，流体分割器设有壳体1，在壳体1的上、下两端分别密封连接上盖板2和下盖板3，在壳体1内设置分割器件4，分割器件4与壳体1、上盖板2、下盖板3之间设有动密封腔，在动密封腔上连接连通管5。在壳体1的左、右两端分别连接进油管线6和出油管线7，在动密封腔的上端分别设置压力传感器8和温度传感器9，在连通管5内设置差压变送器10和液位传感器11。

分割器件4包括同心设置在壳体1内的中轴4-1，中轴4-1的两端分别通过轴承4-2和4-3连接筒体4-4，筒体4-4与壳体1同心布置，在筒体4-4的侧壁对称设置四个竖向的开口槽4-5，在中轴4-1的中部分别呈上、下固定连接两个相同的偏心轮4-6、4-7，两个偏心轮4-6、4-7相错90°。在偏心轮4-6外套置一个具有腰形孔的连接环4-8，在连接环4-8的较长径向的两个外端分别固定连接分割板4-9、4-10，分割板4-9、4-10分别间隙式插置在相应的开口槽4-5内，分割板4-9、4-10的下端分别设置滚轮4-11和4-12，各滚轮4-11和4-12分别支撑在壳体1内底部。

同样也在偏心轮4-7外设置连接环，在连接环上连接两个分割板，各分割板下端设置滚轮。

如图1所示，温度传感器9、压力传感器8、差压变送器10和液位传感器11的信号输出端连接数据采集处理器的信号输入端，数据采集处理器的输出端分别设置油量信号输出端、水量信号输出端、气量信号输出端、温度信号输出端、压力信号输出端和差压信号输出端。数据采集处理器的输出端还设置打印接口和482输出端口，数据采用有线或无线传输方式。

Claims

1.三元流体不分离在线测量仪，其特征在于包括流体分割器，所述流体分割器设有壳体和分割器件，在壳体的上、下两端分别密封连接上盖板和下盖板，在壳体内设置分割器件，所述分割器件与壳体、上盖板、下盖板之间设有动密封腔，在所述动密封腔上连接连通管；在壳体的左、右两端分别连接进油管线和出油管线，在动密封腔的上端分别设置压力传感器和温度传感器，在所述连通管内设置差压变送器和液位传感器；所述温度传感器、压力传感器、差压变送器和液位传感器的信号输出端连接数据采集处理器的信号输入端；所述数据采集处理器的输出端分别设置油量信号输出端、水量信号输出端、气量信号输出端、温度信号输出端、压力信号输出端和差压信号输出端。

2.根据权利要求1所述三元流体不分离在线测量仪，其特征在于所述分割器件包括同心设置在壳体内的中轴，所述中轴的两端分别通过轴承连接筒体，所述筒体与所述壳体同心布置，在筒体的侧壁对称设置四个竖向的开口槽，在中轴的中部分别固定连接两个相同的偏心轮，所述两个偏心轮相错90°，在各偏心轮外分别套置一个具有腰形孔的连接环，在连接环的较长径向的两个外端分别固定连接分割板，所述各分割板间隙式插置在相应的所述筒体侧壁的开口槽内。

3.根据权利要求2所述三元流体不分离在线测量仪，其特征在于在各分割板的下端分别设置滚轮，所述滚轮分别支撑在壳体内底部。

4.根据权利要求1或2或3所述三元流体不分离在线测量仪，其特征在于所述数据采集处理器的输出端还设置打印接口。

5.根据权利要求1或2或3所述三元流体不分离在线测量仪，其特征在于所述数据采集处理器的输出端还设置482输出端口，数据采用有线或无线传输方式。