CN103603661A - 海上油井智能取样器及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上油井智能取样器及取样方法。海上油井智能取样器，包括第一电磁阀、第二电磁阀、取样缸筒、活塞、复位弹簧、储样容器、控制器，所述活塞设置在取样缸筒内，活塞一端与取样缸筒形成内腔，所述复位弹簧设置在活塞的另一端与取样缸筒端面之间，所述第一电磁阀一端与井液管线连接，另一端与取样缸筒内腔连接，所述第二电磁阀一端与取样缸筒内腔连接，另一端与储样容器连接，所述控制器接收多相流量计的信号，控制器的输出开闭信号给第一电磁阀、第二电磁阀。本发明在海上石油平台多相流量计的基础上加装取样器，控制器可编辑软件实现取样过程自动化，使得取得油井井液样品更具有代表性，方便进行连续性取样。
Description
技术领域
本发明涉及海上石油开采过程中的一种用于标定多相流量计的油井井液取样装置。
背景技术
油气水计量是油气田生产过程中非常重要的一个环节。传统的计量方法一般是先对油气水进行分离然后再计量。三相计量分离器体积大且对稠油的分离效果不好，因此其应用受到了一定的限制。多相流量计具有占用空间小、投资少、对分离效果要求低等特点，在海洋石油生产上被广泛的应用，但是在应用中发现使用多相流量计计量误差比较大，误差主要原因为：
1、高含气的影响。多相流中气含量过高时，容易导致部分液体分散在气相中，超高的气液比是计量不准的主要原因；
2、高含水的影响。当被测流体高含水时，被测的油量就会产生较大的误差，同样当低含水时，被测水量的误差就比较大，其主要原因是非高精度仪表对微量的计量误差会更明显；
3、文丘里流量计计量误差；
4、不能智能取到含水波动的典型油水样而使误差大。
海上油田目前采用“多路阀+多相流量计”的方式对单口油井进行油、气、水的测量，因误差大的原因还需对单口油井井液人工取样，补充和核对多相流量计分析的数据，对比分析，及时对多相流量计进行标定。如何取到具有代表性油样做分析与测量结果进行比对，是判断多相流量计计量准确度的关键。常用的油井井液人工取样装置是一个简单的取样阀门，阀门设置在井口管线旁，通过人工控制阀门开关大小，从管线内提取油井井液体样品，进行井液含水率分析。由于提取井液装置没有进行油气分离功能，提取井液油气混合物同时从阀门取样嘴喷出，给取样工作带来困难；在气、油混合比高、油井混合液体流型多变时，在一定的时间内很难取得井液样品，取样工作时间长，还造成大量天然气泄漏，形成操作安全隐患和空气污染、环保风险。另外，由于人工取样，取样时间长短的随意性与油井产出液流型本身的不稳定性，使得目前使用的油井井液取样装置，所取得样品的含水与油井实际产液含水存在较大差异。部分间歇油井或产气量大的油井取样花费时间长、难以取得到具有代表的井液样品，用来校对多相流量计时可靠性差，不能及时采取措施标定伽马传感器，是造成多相流量计测试误差大的主要原因。
对于含水波动大的井，人工也很难取到与多相流量计测得的数据一样的油水样。取不到典型油水样所带来的问题：一方面给多相流量计标定时间判断带来误差，造成人力物力浪费；另一方面单井典型含水率不准，给油藏分析地层数据带来偏差。尽管现场分多次取样，混合后测含水率，含水波动大的井，还是存在比较大的误差。而且给现场操作工带来很大的工作量，尤其在操作人员比较少的井口平台，取样占用时间多时很难兼顾其他作业时，给现场监控带来不安全因素。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种海上油井智能取样器及取样方法，解决多相流量计误差大和人工取样效率低的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种海上油井智能取样器，包括第一电磁阀、第二电磁阀、取样缸筒、活塞、复位弹簧、储样容器、控制器，所述活塞设置在取样缸筒内，活塞一端与取样缸筒形成内腔，所述复位弹簧设置在活塞的另一端与取样缸筒端面之间，所述第一电磁阀一端与井液管线连接，另一端与取样缸筒内腔连接，所述第二电磁阀一端与取样缸筒内腔连接，另一端与储样容器连接，所述控制器接收多相流量计的信号，控制器的输出开闭信号给第一电磁阀、第二电磁阀。
其中，所述第一电磁阀与井液管线之间串接有自立式压力控制阀。
其中，所述第一电磁阀与井液管线之间串接有球阀。
其中，还包括压力安全阀，压力安全阀的输入端与取样缸筒内腔连接。
其中，所述储样容器上设置有手动三通泄压阀。
本发明还提供了一种海上油井智能取样方法，采用如上所述的海上油井智能取样器进行井液取样。
本发明提供的海上油井智能取样器，包括第一电磁阀、第二电磁阀、取样缸筒、活塞、复位弹簧、储样容器、控制器，所述活塞设置在取样缸筒内，活塞一端与取样缸筒形成内腔，所述复位弹簧设置在活塞的另一端与取样缸筒端面之间，所述第一电磁阀一端与井液管线连接，另一端与取样缸筒内腔连接，所述第二电磁阀一端与取样缸筒内腔连接，另一端与储样容器连接，所述控制器接收多相流量计的信号，控制器的输出开闭信号给第一电磁阀、第二电磁阀。本发明的依托多相流量计瞬时含水率，可进行及时取样、定时间隔取样、智能判断含水率变化，进行自动取样时间间隔调整。能自行液、气分离、智能连续取样，提高取样准确性，减少了天然气泄漏、提高操作安全性，节省人工取样时间、提高劳动效率。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图１是海上油井智能取样器的结构示意图。
图２是多相流量计测量值的含水率波动示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的核心在于提供一种海上油井智能取样器，解决多相流量计误差大和人工取样效率低的问题。
如图1所示，本发明所述的海上油井智能取样器，包括第一电磁阀1、第二电磁阀2、取样缸筒3、活塞4、复位弹簧5、储样容器6、控制器7。所述活塞4设置在取样缸筒3内，活塞4一端与取样缸筒3形成内腔，所述复位弹簧5设置在活塞4的另一端与取样缸筒3端面之间。所述第一电磁阀1、第二电磁阀2优选为3/8”150LB电磁阀。所述第一电磁阀1一端与井液管线12连接，另一端与取样缸筒3内腔连接，所述第二电磁阀2一端与取样缸筒3内腔连接，另一端与储样容器6连接。所述控制器2接收多相流量计13的信号，控制器2的输出开闭信号给第一电磁阀1、第二电磁阀2，控制器2可通过编辑软件实现控制。
优选的，所述第一电磁阀1与井液管线之间串接有球阀9、自立式压力控制阀8，球阀9优选为3/8”600LB球阀，自立式压力控制阀8优选为3/8”600LB自立式压力控制阀。
优选的，所述取样缸筒3内腔还接有压力安全阀10，压力安全阀10为取样缸筒3内腔提供超压保护。所述储样容器6上设置有手动三通泄压阀11，手动三通泄压阀11优选为3/4”150LB手动三通泄压阀。手动三通泄压阀11经放气管线连接至闭排，其作用不取样时为储样容器6憋压，取样时泄压。
本发明工作原理如下：在多相流量计测量出口下游开口连接如图1装置，具体位置要根据多相流量计测量范围通过计算而确定。通过编程来控制电磁阀来控制取样时机。以定时自动取样为例，当需对某口油井进行测量时，首先在中控计算机上控制多路阀转到需要测量的某口油井，在控制器上启动油井测量，同时输入取样时间段和时间间隔，在规定的时间段开始后，控制器首先控制第一电磁阀1开启一段时间后关闭，多相流量计下游井液引入取样缸筒3内腔，活塞4在井液压力推动作用下，压缩复位弹簧5，井液进入并充满取样缸筒3内腔，控制器再控制第二电磁阀2开启一段时间后关闭，活塞4在复位弹簧5的作用下复位，把取样缸筒3的井液压入储样容器6内。在下一个时间间隔内，重复上述取样步骤，直至可拆卸式的储样容器全部完成某口井的取样，拆卸对此口油井取样完成好的储样容器，可随即安装新的储样容器继续下一口油井取样，对取样完成后的储样容器送至化验室测定含油、含水率，最终取样测定完成。
下面结合具体工况详细说明本发明。
如图2所示，通过编程，可以取多相流量计瞬时含水率数据C1，一分钟后第二个数据C2，计算机自动对比|（T2-T1）/T平均 |是否大于10%（设定的波动范围），如果不大于就继续取下一个点，直到|（Tx-T1）/T平均| 大于10%，记下时间X，同样以Tx作为初始值，计算满足|（Ty-Tx）/T（x、y）平均| 大于10%，记下y，那么利用比例公式可以预测从Ty点回到平均值所用的时间为：△T=（y-X）*|Ty-TXY均|/| Ty-Tx |即为下个取样时间，第一电磁阀1开启2秒后关闭，第二电磁阀2开启10S后关闭，取样20ml。这时取到的数据为上两个波峰和波谷的平均值。依次计算下一个取样时间。可以连续取样100次（根据储样容积设定）。
除上述取样方式外，本发明还能实现定时自动取样：输入取样时间段和时间间隔后，取样器自动在所规定时间段内按要求时间间隔取样。
本发明能集中为单口油井及时取样，能准确比校多相流量计，及时判断标定到期时间；能定时间间隔连续取样；能根据含水变化率自动判断，智能化决定取样间隔。可以为油藏人员提供更加准确的含水数据，也能大大减轻现场操作人员劳动强度，使现场安全多一份保障。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种海上油井智能取样器，其特征在于：包括第一电磁阀（1）、第二电磁阀（2）、取样缸筒（3）、活塞（4）、复位弹簧（5）、储样容器（6）、控制器（7），所述活塞（4）设置在取样缸筒（3）内，活塞（4）一端与取样缸筒（3）形成内腔，所述复位弹簧（5）设置在活塞（4）的另一端与取样缸筒（3）端面之间，所述第一电磁阀（1）一端与井液管线连接，另一端与取样缸筒（3）内腔连接，所述第二电磁阀（2）一端与取样缸筒（3）内腔连接，另一端与储样容器（6）连接，所述控制器（2）接收多相流量计（13）的信号，控制器（2）的输出开闭信号给第一电磁阀（1）、第二电磁阀（2）。
2.根据权利要求1所述的海上油井智能取样器，其特征在于：所述第一电磁阀（1）与井液管线之间串接有自立式压力控制阀（8）。
3.根据权利要求1所述的海上油井智能取样器，其特征在于：所述第一电磁阀（1）与井液管线之间串接有球阀（9）。
4.根据权利要求1所述的海上油井智能取样器，其特征在于：还包括压力安全阀（10），压力安全阀（10）的输入端与取样缸筒（3）内腔连接。
5.根据权利要求1所述的海上油井智能取样器，其特征在于：所述储样容器（6）上设置有手动三通泄压阀（11）。
6.一种海上油井智能取样方法，其特征在于：采用如权利要求1至5中任一项所述的海上油井智能取样器进行井液取样。
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