CN104213903A

CN104213903A - 一种液体自动在线计量装置

Info

Publication number: CN104213903A
Application number: CN201410459132.0A
Authority: CN
Inventors: 岳强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2014-12-17

Abstract

本发明涉及一种液体自动在线计量装置，在桶体内设有底部开口式的计量桶，在计量桶的内腔设有液位传感器；在计量桶的下方设有与桶体内壁连接的底板，在底板的下表面设有液体流出管，液体流出管的上端穿过底板，下端连接电动阀门；在桶体上部设有液体流入管；在本计量装置上分别设有气体排出装置和控制器，控制器分别通过控制信号线与液位传感器和电动阀门连接。该装置体积小、使用方便、测试精度高、全部测试自动进行，不需人工参与，太阳能供电、无线传输，消除了液体中含气对测量精度的影响，有效的解决了油井、煤层气井的产出液计量问题，也可以应用在一些非稳流场合，测试数据可以通过现场总线传输给数字化系统。

Description

一种液体自动在线计量装置

技术领域

本发明创造涉及一种液体自动在线计量装置，使用在油井或煤层气井现场中，用于测量小流量、不稳定流体自动在线流量的装置。

背景技术

目前市场上的液体流量测量方法主要有两种，水表和流量计，但在一些特殊领域，（例如：煤层气井产出液计量方面）都没有得到很好应用。主要原因是：水表遇到煤粉影响、水中含气，测试误差很大；流量计在小水流时即煤层气井的产水量很小时测试精度无法保障。

目前国内煤层气领域适合计量小水量的自动设备还处于空白。

煤层气井产出液体的主要成分是水，也含有少量的煤粉和气体，投产初期还含有一些压裂液，煤粉和气体对液体的计量准确度有较大的影响，特别对于一些产水量较小的井，由于每天的产水量很低，只有几方，甚至在某些区块许多井每天只产不到1方的水。对于这些井的产出液自动计量目前还没有好的办法，只能依靠人工利用量杯蹲守在井口几十分钟测量一次产水量。效率低下，不能满足数字化现场需要。

通常当产水量较大时，一般煤层气井现场采用液体流量计或电子水表，这种计量方法存在的主要问题有：

1、煤粉会附着在流量计的叶轮上，由于影响叶轮的正常转动导致计量不准确；

2、气体在地层内被压缩而呈小气泡状态与液体一同被排向地面，在气泡从井底向地面流动过程中因受到的压力不断降低，气泡体积会不断增大，当到达地面工艺管线后，压力降至最小，气体的体积也达到最大，这时的气体和液体在管内会呈现出段塞流或分层流等流动形态。无论哪种流动形态都会由于气体的存在大大地影响流量计的计量精度，从而导致液体计量的准确度出现问题；

3、当产出液的量较少时，地面测量管段内的液面会低于计量设备的叶轮，这时会出现虽然有液体流过但叶轮却不转动的情形。

上述情况的出现不仅会影响液体的计量准确度，更重要的是上述三种情形容易导致人们误判煤层气井的生产状态，尤其是当液体中的气体量较多或产液量较低时其测量准确度误差更大从而导致人们对煤层气井的生产状态严重误判，采取错误的调参措施，造成经济损失。特别是对于产水量小的煤层气井，目前还没有很好的自动测量装置。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种液体自动在线计量装置，该测量装置利用缓冲计量桶模拟工人手工计量流程，通过对一定时间内流入桶内的液体体积多少的测量，在桶内完成气水的分离，从而得到煤层气井产出液的瞬时流量。

为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种液体自动在线计量装置，在桶体内设有底部开口式的计量桶，在计量桶的内腔设有液位传感器；在计量桶的下方设有与桶体内壁连接的底板，且计量桶的下端与底板的上表面距离为L；在底板的下表面设有液体流出管，液体流出管的上端穿过底板，下端连接电动阀门；在桶体上部设有液体流入管；在本计量装置上分别设有气体排出装置和控制器，控制器分别通过控制信号线与液位传感器和电动阀门连接。

所述的计量桶的中上部设有煤粉浓度检测传感器，并通过控制信号线与控制器连接。

所述的计量桶的下端与底板的上表面距离0mm<L<10mm。

所述的气体排出装置为位于桶体的上端或外圆周上方的排气孔。

所述的连通管的上端面低于液体流入管的圆心半径且高于液体流入管的下边缘。

所述的液体流入管的一端设有两个半圆结构的固定卡箍，用于固定连接现场管线。

所述的底板的下表面上粘贴有电子加热片，且通过电源线与控制器连接。

所述的桶体的顶部装有太阳能电池板，太阳能电池板通过导线与控制器连接。

一种利用液体自动在线计量装置进行液体流量检测的方法，包括以下步骤：

1）将含有气体的液体通过液体流入管导入到桶体的内腔，液体落入到桶体的底板上，气体漂浮在桶体上，气体可通过气体排出装置排出桶体外；

2）液体通过计量桶下方的开口逐步进入到计量桶内，且液面不断上升，通过液位传感器计量在一定时间内计量桶内液面上升的高度变化，并将数据发送给控制器，并在控制器内计算出液体的流量；

3）当液体流量计算完毕或液面达到一定高度后，控制器发送指令给电动阀门，将底板上方的液体排出。

该液体自动在线计量装置利用计量桶结构将气液分离完成后，同时保证了液体波动量小，能够在短时间内实现计量产液量功能，结构简单，尤其对于小液量测量精度高，安装、操作、使用和维护非常简便。

通过本申请的计量方法通过电控阀门与液位传感器配合实现计量产液量功能，保证了即使很小的水量都能得到准确的计量，彻底解决了油井、煤层气井小液量计量技术难题，避免了液体中含气测试误差大、水表遇到煤粉使用寿命短、流量计在小水流时测试精度无法保障等一系列难题。

附图说明

图1为液体自动在线计量装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种液体自动在线计量装置，在桶体1内设有底部开口式的计量桶2，该桶体1形状可以为圆柱体也可以为长方体；在计量桶2的内腔设有液位传感器5，用于测量计量桶内液面的高度；在计量桶2的下方设有与桶体1内壁连接的底板6，且计量桶2的下端与底板6的上表面距离为L，0mm<L<10mm，其距离越小，液体进入的波动影响也会减小；测量精度越高，在底板6的下表面设有液体流出管7，液体流出管7的上端穿过底板6，下端连接电动阀门8，当电动阀门8打开时，底板6内的液体即可通过液体流出管7排出；在桶体1上部设有液体流入管10，液体流入管的一端设有两个半圆结构的固定卡箍11，用于连接现场管线。

在本计量装置上分别设有气体排出装置，其中气体排出装置使用于将液体中夹杂的气体排出的目的，气体排出装置可以使在桶体1的上方或外圆周设置排气孔，而本实施例中也可采用连通管11插入在底板6上的结构进行排气的，且连通管17的上端面低于液体流入管10的圆心半径且高于液体流入管10的下边缘，当电动阀门8出现故障不能排水的情况下，可以通过连通管将液体排出，保证了现场的整洁。

控制器12分别通过控制信号线4或导线15分别连接液位传感器5、电动阀门8、煤粉浓度检测传感器3、加热片9和太阳能电池板16，液位传感器5可以将液体位置进行数据传输，煤粉浓度检测传感器3用于在线检测煤粉浓度，加热片9用于在冬季对底板6进行加热，防止底板6结冰影响测量精度。在控制器12上设置液晶显示窗口13，用于对测量数值的显示；在控制器12上设置无线通讯天线14和太阳能电池板16，即可太阳能供电，无线传输数据，并不需要现场挖沟布线，节省了大量劳动力。

1）将含有煤粉气体的液体通过液体流入管10导入到桶体1的内腔，液体落入到桶体的底板6上，气体漂浮在桶体1上，气体可通过气体排出装置排出桶体1外；

2）液体通过计量桶2下方的开口逐步进入到计量桶2内，且液面不断上升，通过液位传感器5计量在一定时间内计量桶内液面上升的高度变化，并将数据发送给控制器12，并在控制器内计算出液体的流量；

3）当液体流量计算完毕或液面达到一定高度后，控制器12发送指令给电动阀门8，将底板6上方的液体排出。

综上所述，本申请的液体自动在线计量装置具有以下优点：

1、模拟人工测试方式，防溅、防波动式设计，保证了测量值的稳定性及准确性；

2、太阳能供电、无线传输，不需现场挖沟布线；

3、计量液体流量的同时，可以在线检测煤粉浓度；

4、产水量极小的煤层气井，也可准确测量；

5、计量桶底部有加热装置，有效防止温度过低导致结冰；

6、整个装置安装方便灵活，不需改动管线。计量桶内各部件可拆卸，方便日常清理。

Claims

1.一种液体自动在线计量装置，其特征在于：在桶体（1）内设有底部开口式的计量桶（2），在计量桶（2）的内腔设有液位传感器（5）；在计量桶（2）的下方设有与桶体（1）内壁连接的底板（6），且计量桶（2）的下端与底板（6）的上表面距离为L；在底板（6）的下表面设有液体流出管（7），液体流出管（7）的上端穿过底板（6），下端连接电动阀门（8）；在桶体（1）上部设有液体流入管（10）；在本计量装置上分别设有气体排出装置和控制器（12），控制器（12）分别通过控制信号线（4）与液位传感器（5）和电动阀门（8）连接。

2.如权利要求1所述的液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的计量桶（2）的中上部设有煤粉浓度检测传感器（3），并通过控制信号线（4）与控制器（12）连接。

3.如权利要求1所述的一种液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的计量桶（2）的下端与底板（6）的上表面距离0mm<L<10mm。

4.如权利要求1所述的一种液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的连通管（17）的上端位于桶体（1）内腔上方，连通管（17）的下端伸出底板（6）。

5.如权利要求1所述的一种液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的连通管（17）的上端面低于液体流入管（10）的圆心半径且高于液体流入管（10）的下边缘。

6.如权利要求1所述的一种液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的液体流入管的一端设有两个半圆结构的固定卡箍（11），用于连接现场管线。

7.如权利要求1所述的一种液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的底板（6）的下表面上粘贴有电子加热片（9），且通过电源线与控制器（12）连接。

8.如权利要求1所述的一种液体自动在线计量装置，其特征在于：所述的桶体（1）的顶部装有太阳能电池板（16），太阳能电池板（16）通过导线（15）与控制器（12）连接。

9.一种利用液体自动在线计量装置进行液体流量检测的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将含有气体的液体通过液体流入管（10）导入到桶体（1）的内腔，液体落入到桶体的底板（6）上，气体漂浮在桶体（1）上，气体可通过气体排出装置排出桶体（1）外；

2）液体通过计量桶（2）下方的开口逐步进入到计量桶（2）内，且液面不断上升，通过液位传感器（5）计量在一定时间内计量桶内液面上升的高度变化，并将数据发送给控制器（12），并在控制器内计算出液体的流量；

3）当液体流量计算完毕或液面达到一定高度后，控制器（12）发送指令给电动阀门（8），将底板（6）上方的液体排出。