CN102182445A - 单井远程计量测控方法及装置 - Google Patents

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王化民
李白
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Abstract

本发明涉及计量测控方法，具体说是一种单井远程计量测控方法及装置，其特征是：它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，单井产液通过容器首先对进入容器的单井产液进行检测，当容器的单井产液到设定值后，由控制机构将达到容器容限的单井产液转移到储油罐，进行一次单井产液计量，前次容器产液转移到储油罐后，重新使单井产液控制进入空容器，如此循环。它提供了一种安装方便，较强的抗腐蚀能力、工艺简单，制造成本低的单井远程计量测控方法及装置。

Description

单井远程计量测控方法及装置
技术领域
本发明涉及计量测控方法，具体说是一种单井远程计量测控方法及装置。
背景技术
远程单井产液计量仪应用于油田中、低产油田产液量的计量和实时含水的测量，同时通过将测量的数据以设定的时间间隔通过远程网络传送到油田监控室，并且接收油田监控室的控制信号，控制抽油机的停止、启动。
单井远程计量测控方法及装置与油罐液位测量技术有关。
现有常用油罐液位测量技术有：人工检尺。各种测量技术都有不同的优点和缺点，所以也适用于不同的范围：人工检尺测量应用广泛确定是劳动强度大也存在不安全因素、浮体式液位计由于滑轮、盘簧机构与机械计数器的摩擦力其可靠性较差、伺服式液位计测量精度高但价格昂贵、磁致伸缩液位仪测量重复性和精度高但测量仪与被测液体接触容易受腐蚀，同时密度变化容易带来测量误差，浮子移动易被卡、压差式液位测量仪精度高漂移小过载能力强、超声波液位测量仪器功能强大发展快，但其测量结果受环境影响较大；雷达液位计、激光液位仪、光纤液位仪、核辐射液位仪新原理的小型液位开关以及混合式计量管理系统等各有特点，但普遍存在价格昂贵的确定。
单井产液计量技术与管道流量测量技术有一定关联性，但对中、低产抽油井其产液量小，流体在管道内无法满管流动，而且流体流动间歇性大，所以目前无论何种管道测量技术都无法对油井产液进行计量。
另外对于油罐油水界面的测量伺服式液位计、磁致伸缩液位仪能够测量，其有缺点不赘述。
总体上现有油罐液位测量技术应用于油田单油储油罐的计量存在如下缺点：
1）原油随季节其粘稠度不同、尤其是北方冬天原油成块状，现有技术对其液位无法准确测量；
2）原油含水量随生产过程变化，即储油罐内液体的密度也随之变化，原有技术在测量油罐液体重量时会产生较大的误差；
3）油井储油罐的形状各不相同，原有技术在计量产液重量时有很大的缺点；
4）中、低产量的抽油井其储油罐液位变化缓慢，受测量精度的影响，当前该油井是否产液无法识别；
5）原有油罐液位技术无法衡量当前状态油井产液的含水状；
6）原有技术无法精细识别该油井产液量变化的历史纪录；
7）最重要的是原有技术适用于单井产液计量和含水测量的仪器价格昂贵，少则几万、多则十几万，这对油田数量众多的单井来说是无法实现的。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装方便，较强的抗腐蚀能力、工艺简单，制造成本低的单井远程计量测控方法及装置。
本发明的技术方案:单井远程计量测控方法及装置，其特征是：它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，单井产液通过容器首先对进入容器的单井产液进行检测，当容器的单井产液到设定值后，由控制机构将达到容器容限的单井产液转移到储油罐，进行一次单井产液计量，前次容器产液转移到储油罐后，重新使单井产液控制进入空容器，如此循环。
所述的达到容器容限的单井产液是通过在容器内固定有油位传感器，当油位传感器给出进入容器的单井产液达到信号设定值时，由数据采集装置和数据处理装置进行一次单井产液计量。
所述的油位传感器采用重量传感器或浮子料位仪。
所述的容器的单井产液转移到储油罐通过将单井产液进入容器的上端入口关闭，将容器内的单井产液倒入完全倒入储油罐后，将容器重新对准上端入口。
所述的容器的单井产液转移到储油罐是通过将上下两个容器进行翻转，当上容器的单井产液到设定值后，进行下一次的翻转。
所述的容器壁有加热装置，以便在温度较低时，使产液与容器迅速分离。
所述的进行一次单井产液计量是将空容器与当油位传感器给出进入容器的单井产液达信号到设定值时的差值的结果。
单井远程计量测控装置，其特征是：它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，容器通过翻转轴固定在机架上，翻转轴与控制机构通过减速机连接，容器内有电容式油水测量传感器，容器底端有重量及温控单元，容器上端顶部对应单井产液进入容器的上端入口，容器下端底部对应漏斗，漏斗与储油罐相通；控制机构、油水测量传感器的输出端和重量及温控单元的输出端与数据采集单元电连接，控制机构和数据采集单元与数据处理单元电连接，通过数据处理单元向远程控制中心发送和接收信号。
所述的容器或由第一容器和第二容器构成对称式结构，第一容器和第二容器相对于翻转轴对称，翻转轴通过左右轴承与左右机架连接，第一容器和第二容器内有电容式油水测量传感器，底端有重量及温控单元，第一容器和第二容器由护筒四周封闭。
本发明的优点是：
本发明的有益效果:由于它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，单井产液通过容器首先对进入容器的单井产液进行检测，当容器的单井产液到设定值后，由控制机构将达到容器容限的单井产液转移到储油罐，进行一次单井产液计量，前次容器产液转移到储油罐后，重新使单井产液控制进入一个容器，如此循环。这样将一个原来由储油罐进行计量存在的不准确、不容易维护，特别是冬天油液被冻，计量时需要对大储油罐加温，变成对小容器加热，因此带来如下特点：
1）节电效益——判别是否出液，节约能源消耗
2）提高管理手段和工作效率
3）解决单井来液量问题
4）及时发现产油井的工况问题——产液中含水量增加。
5）降低人力工作强度
6）时间段清晰明了、增加可控性、提高效率、增加经济效益。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明：
图1是本发明一种实施例结构示意；
图2是图1中的数据采集单元和数据处理单元总成示意图。
图中：1、控制机构；2、数据采集单元；3、数据处理单元；4、翻转轴；5、第一容器；6、重量及温控单元；7、油水测量传感器；8、护筒；9、机架；10、轴承；11、活动支脚；12、漏斗；13、第二容器；14、上端入口。15、继电器；16、电子开关；17、发射/接收模块；18、电磁阀；19、控制隔离；20、外部CPU；21、第一电源管理；22、电源；23、引线连接总成；24、内部CPU；25、第二电源管理；26、第一温控单元；27、第二温控单元；28、第一加热器；29、第二加热器；30、第一含水单元；31、第二含水单元；32、第一称重单元；33、第二称重单元,34、第一温度传感单元；35、第二温度传感单元。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，基于上述的一种单井远程计量测控方法的一个实施例装置，它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，容器通过翻转轴4固定在机架9上，翻转轴4与控制机构1通过减速机连接，容器内有电容式油水测量传感器7，容器底端有重量及温控单元6，容器上端顶部对应单井产液进入容器的上端入口14，容器下端底部对应漏斗12，漏斗12与储油罐相通；控制机构1、油水测量传感器7的输出端和重量及温控单元6的输出端与数据采集单元电连接，控制机构1和数据采集单元与数据处理单元电连接，通过数据处理单元向远程控制中心发送和接收信号。单井产液通过容器首先对进入容器的单井产液进行检测，当容器的单井产液到设定值后，由控制机构将达到容器容限的单井产液转移到储油罐，进行一次单井产液计量，前次容器产液转移到储油罐后，重新使单井产液控制进入一个容器，如此循环。所述的达到容器容限的单井产液是通过在容器内固定有油位传感器，当油位传感器给出进入容器的单井产液达信号到设定值时，由数据采集装置和数据处理装置进行一次单井产液计量。所述的容器的单井产液转移到储油罐通过将单井产液进入容器的上端入口关闭，将容器内的单井产液倒入完全倒入储油罐后，将容器重新对准上端入口。
实施例2
与实施例不相同的是：容器或由第一容器5和第二容器13构成对称式结构，第一容器5和第二容器相对于翻转轴4对称，翻转轴4通过左右轴承与左右机架9轴承连接，第一容器5和第二容器13内有电容式油水测量传感器7，底端有重量及温控单元6，第一容器5和第二容器13由护筒四周封闭。工作原理过程如下单井产液从测量仪上端入口处流入件5件6和件2按照固定间隔，实时测量流入的产液重量、产液含水量、件5内的液体温度。件2根据测量的重量，判段是否本次测量是否满足翻转条件，如不满足则等待；同时件2根据流体温度，判断本次测量是否加热条件，如果不满足则等待，如果满足加热条件则启动加热装置，给件5加热。件2根据测量重量判断如果满足翻转条件，则给件1发送控制命令，件1动作，固定在件4上的件6、件7、件8随同件5翻转，翻转180度后，原来下面的件5口朝上，代替原来的件5承接来液；而装满产液的件5口朝下，产液通过件12流入储油罐。测量仪重复1—4的工作步骤。根据设定的时间间隔，件2通过件3把本间隔内测得的原油重量和含水重量以及当前时间信息通过GPRS技术远程传输到主控室的电脑，进行数据记录、管理。
实施例1和实施例2中油位传感器采用重量传感器或浮子料位仪。此外容器壁有加热装置，以便在温度较低时，使产液与容器迅速分离。为了准确进行计量，进行一次单井产液计量是将空容器与当油位传感器给出进入容器的单井产液达信号到设定值时的差值的结果。
如图2所示，给出数据采集单元和数据处理单元总成。测控仪工作前准备：首先通过上位机和外部CPU20通讯，设置工作模式及测量刻度系数等数据的预制；正常工作时接通电源，数据采集单元2开始工作，外部CPU20根据预定的采集时间控制电子开关16，通过引线连接总成23把电源22导入重量及温控单元6的第二电源管理单元25（数据采集单元2供电是将电源（电瓶）22导入重量及温控单元6的第一电源管理单元21，由第一电源管理单元21向数据采集单元2供电）。由第二电源管理单元25向重量及温控单元6供电。内部CPU24及第一含水单元30、第二含水单元31、第一称重单元32、第二称重单元33开始工作，进行重量和含水的测量，含水测量是通过容器内的电容式油水测量传感器7完成，测量结束后，内部CPU24通过引线总成23把测量数据传输到外部CPU20，外部CPU20接到数据后再控制电子开关16切断测量电路总成的电源22，直至下次采集时间到时再进行同样的一次测量，一次工作完成时，外部CPU20驱动电磁阀18，控制减速机构使电机转动180度，使上下容器翻转一次，如此反复。
第一温控单元26、第二温控单元27、第一加热器28、第二加热器29组成重量及温控单元6的温控部分，温控部分在实施例为上下双容器结构时，又分为上温控部分和下温控部分，第一温控单元26和第一加热器28为上温控部分，第二加热器29、第二温控单元27为下温控部分（在这里上下是相对的，这次的上就是下次的下）。
一般情况下继电器15常闭，设定好的第一温控单元26控制第一加热器28的启动停止；第二温控单元27控制第二加热器29的启动停止。在自动温控这部分，第一温度传感单元34、第二温度传感单元35分别用于检测第一容器5和第二容器13的温度，通过内部CPU24测量其温度并把数据传输到外部CPU20，如果容器内温度超过预制值，则控制继电器15断开加热器供电电源，防止温控器故障而造成持续加热。
外部CPU20一方面控制内部CPU测量重量和含水，同时按照设置的发送间隔把本时间段内的含水重量、原油重量通过发射/接收模块17传输到控制室服务器，控制室的控制信号通过发射/接收模块17接收，另上方面外部CPU20通过控制隔离19控制现场设备运行、停止。

Claims (9)

1.单井远程计量测控方法，其特征是：它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，单井产液通过容器首先对进入容器的单井产液进行检测，当容器的单井产液到设定值后，由控制机构将达到容器容限的单井产液转移到储油罐，进行一次单井产液计量，前次容器产液转移到储油罐后，重新使单井产液控制进入空容器，如此循环。
2.根据权利要求1所述的单井远程计量测控方法，其特征是：所述的达到容器容限的单井产液是通过在容器内固定一油位传感器，当油位传感器给出进入容器的单井产液达到信号设定值时，由数据采集装置和数据处理装置进行一次单井产液计量。
3.根据权利要求1所述的单井远程计量测控方法，其特征是：所述的油位传感器采用重量传感器或浮子料位仪。
4.根据权利要求1所述的单井远程计量测控方法，其特征是：所述的容器的单井产液转移到储油罐通过将单井产液进入容器的上端入口关闭，将容器内的单井产液倒入完全倒入储油罐后，将容器重新对准上端入口。
5.根据权利要求1所述的单井远程计量测控方法，其特征是：所述的容器的单井产液转移到储油罐是通过将上下两个容器进行翻转，当上容器的单井产液到设定值后，进行下一次的翻转。
6.根据权利要求1所述的单井远程计量测控方法，其特征是：所述的容器壁有加热装置，以便在温度较低时，使产液与容器迅速分离。
7.根据权利要求1所述的单井远程计量测控方法，其特征是：所述的进行一次单井产液计量是将空容器与当油位传感器给出进入容器的单井产液达信号到设定值时的差值的结果。
8.单井远程计量测控装置，其特征是：它至少包括：用于计量单井产液的容器及用于存贮单井产液的储油罐，容器通过翻转轴（4）固定在机架（9）上，翻转轴（4）与控制机构（1）通过减速机连接，容器内有电容式油水测量传感器（7），容器底端有重量及温控单元（6），容器上端顶部对应单井产液进入容器的上端入口（14），容器下端底部对应漏斗（12），漏斗（12）与储油罐相通；控制机构（1）、油水测量传感器（7）的输出端和重量及温控单元（6）的输出端与数据采集单元电连接，控制机构（1）和数据采集单元与数据处理单元电连接，通过数据处理单元向远程控制中心发送和接收信号。
9.根据权利要求8所述的单井远程计量测控装置，其特征是：所述的容器由第一容器（5）和第二容器（13）构成对称式结构，第一容器（5）和第二容器（13）相对于翻转轴（4）对称，翻转轴（4）通过左右轴承与左右机架（9）连接，第一容器（5）和第二容器（13）内有电容式油水测量传感器（7），底端有重量及温控单元（6），第一容器（5）和第二容器（13）由护筒四周封闭。
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