CN102465701B - 多相流液体在线取样装置 - Google Patents

Abstract

一种多相流液体在线取样装置，包括一个竖直安装的容器，在容器上端侧面开孔，连接入口管道，在容器内设一呈螺旋角度向下的螺道，入口管道与螺道入口相接；容器的下部内壁焊接有环状储液仓，在储液仓与螺道出口之间的容器内壁上均匀分布有“L”形引流挡板，容器上端连接气体排出管道，容器下端接工艺系统的排出管道，储液仓的底端接入液体取样排出管道内。本发明设计新颖，结构简单，无可动部件，安全可靠，安装方便，成本低廉，适用性好且取样量大，取样精度高，对多相计量产品降低产品成本，提高相分率测量精度有显著效益。

Description

多相流液体在线取样装置

技术领域

本发明涉及油田采油生产过程中在线不分离计量产品的液体取样技术领域，特别是一种多相流液体在线取样装置。

背景技术

油井产量计量是油藏动态研究和油田生产管理过程中必不可少的基础性工作之一。近年来，多相流量计以其先进的技术、费用投入等方面的比较优势，在油井产量计量方面得到了越来越多的石油公司的青睐，其中以伽马射线测量不受流体相态变化影响、测量部件不与流体接触的优点而大量使用；但其在油气水三相流体的条件下，含水率测量精度随着气体含量增大而降低，即在高含气率条件下导致原油计量精度较差，不能满足油藏动态管理或油田生产优化的需求。为此，一些多相流量计厂商采用手工取样化验、后期反算修正方法来弥补在中高含气条件下含水率测量精度差的缺陷，但手工取样因其取样频率小，易受油井生产工况、人为因素等影响，样品代表性差，取样化验结果不一定能代表油井实际生产的情况，也就不足以修正计量数据。还有一些多相流量计则是通过在入口增加气液分离器，预分离一部分气体，降低气体含量来计量，此方法虽然能够提高含水率的测量精度，但是增加了气液分离器，且分离出的气体还需要相应的单相气体流量计进行计量，同时配套自动阀门，需要复杂的控制系统，导致多相流量计结构复杂、成本较高且降低了其适用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是避免手工取样时的代表性差，以及增加气液分离器后结构复杂、成本高和适用性差等缺点，应用特殊设计结构实现液体的在线自动取样，取样代表性不受工况、介质粘度、压力、温度等变化影响，简化产品结构，提高产品的适用性，提高含水率计量精度的一种新型多相流液体在线取样装置。

本发明的技术问题采用下述技术方案解决：

一种多相流液体在线取样装置，包括一个竖直安装的容器，在容器上端侧面开孔，连接入口管道，在容器内设一呈螺旋角度向下的螺道，入口管道与螺道入口相接；容器的下部内壁焊接有环状储液仓，在储液仓与螺道出口之间的容器内壁上均匀分布有“L”形引流挡板，容器上端连接气体排出管道，容器下端接工艺系统的排出管道，储液仓的底端接入液体取样排出管道内。

所述液体取样排出管道下游连接含水率测量仪器。

所述环状储液仓与容器径向设有10～30度倾角。

所述“L”形引流板上端距螺道的出口端面为0.3～0.5倍容器直径。

本发明应用合理的结构设计实现液体自动取样，取样准确度不受工况、介质粘度、压力、温度等变化影响，即克服了手工取样的代表性差，气液旋流分离器结构复杂、适用性差等缺陷。具有设计新颖、结构简单、无可动部件、安全可靠、安装方便、成本低廉、无需维护且取样量大、取样精度高等优点，对多相计量产品降低产品成本，提高相分率测量精度有显著效益。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细说明：

本发明包括一个竖直安装的容器1，容器1内设置一呈螺旋角度向下的螺道3，容器1上端侧面开孔连接一多相流体进入管道2，多相流体进入管道2与螺道3的入口相接，可以强制气液旋流而达到离心分离。容器1的下部内壁焊接有环状储液仓5，环状储液仓5与容器1径向设有10～30度倾角。在储液仓5与螺道3之间的容器内壁上均匀分布有“L”形引流挡板4，“L”形引流板4上端距螺道3的出口端面为0.3～0.5倍容器直径。容器1上端连接气体排出管道7，容器1下端连接工艺系统的排出管道6，排走多余的油气水三相流体。储液仓5的底端接入液体取样排出管道8内。液体取样排出管道8下游连接含水率测量仪器9。

本发明的工作过程为：

包括油气水三相或相类似介质的多相流体从容器1的上部通过多相流体进入管道2进入容器后，在螺道3的强制作用下向下旋流，质量较重的液体沿切线向容器壁移动，而质量较轻的气体则向中心移动而实现部分气液分离，分离出的部分气体迅速从容器的顶部气体排出管道7排出；沿容器壁向下旋流的液体携带部分气体从螺道出口流出后，在向下0.3～0.5倍容器直径的部位，碰撞到“L”形引流挡板4，“L”引流挡板上端开口面积大而下端开口面积小，且以30度角延伸到环状储液仓5中部，旋转液体携带部分气体与“L”形引流板碰撞后，消除旋转动能，液体中的气体进一步分离出来，且液体中的油水则在碰撞作用下混合，之后液体沿“L”形引流板进入环状储液仓；环状储液仓沿容器的径向有10～30度的倾角，与液体取样接管的接口在最低点，确保环状储液仓内流体都处在流动状态，避免局部液体静止而致使油水分离，当从液体取样接管流出的量小于进入环状储液仓的液体时，环状储液仓内装满液体后，多余的液体会溢出并从容器底部工艺排出管道6的出口与部分气体排出到下游工艺系统。

环状储液仓内充满液体后，容器内的气体不能进入液体取样排出管道8，唯有流动的液体携带部分溶解气体或气泡流入取样管，但其含气率已经低到不足以影响含水率测量的精度，且液体处于动态流动，油水没有分离，故而进入液体取样管道的流体具有实时、低含气且能代表油井生产的液体条件，实现了实时、在线液体取样，可以满足多相流体含水率实时精确测量的要求。

由此可见，该取样器能够在较大的流量范围内获得具有代表性的、低含气的液体样液。

Claims (4)

1.一种多相流液体在线取样装置，包括一竖直安装的容器（1），容器（1）内设一呈螺旋角度向下的螺道（3），容器（1）上部侧壁连接一多相流体进入管道（2），多相流体进入管道（2）与螺道（3）的入口相接；容器（1）下部内壁设有环状储液仓（5），在储液仓（5）与螺道（3）之间的容器内壁上均匀分布有 “L”形引流挡板（4），容器（1）上端连接气体排出管道（7），容器（1）下端接工艺系统排出管道（6），所述储液仓（5）的底端接入液体取样排出管道（8）内。

2.根据权利要求1所述的多相流液体在线取样装置，其特征在于所述液体取样排出管道（8）下游接一含水率测量仪器（9）。

3.根据权利要求1所述的多相流液体在线取样装置，其特征在于所述环状储液仓（5）与容器（1）径向设有10～30度倾角。

4.根据权利要求1所述的多相流液体在线取样装置，其特征在于所述“L”形引流挡板（4）上端距螺道（3）的出口端面为0.3～0.5倍容器直径。