CN104234691A - 一种用于油田的高精度实时在线多相流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于油田的高精度实时在线多相流量计。所述的多相流量计包括安全阀、气液分离器、浮子油气三通调节阀、液体流量计、压力表、含水率测量仪、气体流量计、阀门、管路。气液分离器使介质进行气体、液体分离；浮子油气三通调节阀保证液体流量计和气体流量计的计量精度；含水率测量仪利用差压变送器测量液体中含水率数值。本发明的多相流量计，能够实时、准确、快速、有效测量液体含水率，含水率测量误差小于±2%，然后根据液体流量计、气体流量计计量结果，通过计算机处理，得到油、水、气产量数值。本发明的多相流量计能够实施生产优化，提高油田工作效率，节约油田生产开发成本；有利于油田管理、流程控制。

Description

一种用于油田的高精度实时在线多相流量计

技术领域

本发明属于油田计量领域，具体涉及一种用于油田的高精度实时在线多相流量计。

背景技术

在油田的实际生产过程中，如何实时、准确、快速、有效计量油、水、气产量的工作十分重要：一方面，可以实施生产优化，提高油田工作效率，节约油田生产开发成本；另一方面，有利于油田管理、流程控制。

在油田的实际生产过程中，针对气、油、水的多相流量计种类很多，相关专利也很多，但目前市场上，大部分多相流量计测量精度较低，尤其是含水率测量精度，误差达到±10%。对许多处于开采中晚期的油井来说，其含水率一般高达90%，因此含水率测量误差较大的多相流量计无法满足油田的生产要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于油田的高精度实时在线多相流量计。本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计，能够实时、准确、快速、有效测量液体中含水率，其含水率测量误差小于±2%，然后根据液体流量计、气体流量计计量结果，通过计算机处理，得到油、水、气产量数值。

本发明的技术方案是：

本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计，其特点是：所述的多相流量计包括气液分离器、浮子油气三通调节阀、液体流量计、含水率测量仪、气体流量计、阀门、管路。其连接关系是，所述的气液分离器顶部分别设置有接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ，气液分离器的右侧、左侧分别设置有接口Ⅶ、接口Ⅴ，所述的气液分离器的接口Ⅲ连接有安全阀。所述的气液分离器的接口Ⅱ通过管路依次与阀门Ⅵ、气体流量计连接，气体流量计通过管路与浮子油气三通调节阀的气体接口连接。所述的气液分离器的接口Ⅰ通过三通与阀门Ⅲ的一端连接，还分别与差压变送器Ⅰ、阀门Ⅷ连接，阀门Ⅲ另一端连接有压力表。所述的气液分离器右侧的接口Ⅶ与含水率测量仪中的阀门Ⅳ连接，含水率测量仪中的另一阀门Ⅴ通过管路上的三通分别与阀门Ⅱ、液体流量计的一端连接，阀门Ⅱ的另一端与气液分离器底部设置的接口Ⅵ连接，液体流量计的另一端通过三通分别与阀门Ⅰ、浮子油气三通调节阀的液体接口连接。所述的气液分离器左侧的接口Ⅴ与浮子油气三通调节阀连接，浮子油气三通调节阀介质接口与阀门Ⅶ连接。

所述的气液分离器包括分离罐以及设置在分离罐腔内的除沫器、分离伞塔、取样盘，所述的除沫器安装在分离罐内腔上部，接口Ⅳ位于除沫器的下方，分离伞塔安装在接口Ⅳ下方的分离罐内腔，分离伞塔下方安装有取样盘，取样盘的底部与接口Ⅶ底部持平，接口Ⅴ低于接口Ⅶ的位置。利用气液分离器，确保介质由接口Ⅳ进入分离罐后，能够使气体、液体充分分离，然后液体首先由接口Ⅶ流出，直接进入含水率测量仪，当液体流量较大，接口Ⅶ无法及时将液体排出时，多余液体由取样盘中央溢出，最后由底部接口Ⅵ排出。

所述的含水率测量仪包括阀门Ⅳ、阀门Ⅴ、阀门Ⅷ、阀门Ⅸ、阀门Ⅹ、阀门Ⅺ，容器Ⅰ、容器Ⅱ、差压变送器Ⅰ、差压变送器Ⅱ；所述的容器Ⅰ与容器Ⅱ紧固连接，容器Ⅰ与容器Ⅱ上端连通，阀门Ⅳ与容器Ⅰ上端侧面连接，阀门Ⅴ与容器Ⅰ下端侧面连接，容器Ⅰ顶部、底部分别与阀门Ⅷ、阀门Ⅹ连接，容器Ⅱ顶部、底部分别与阀门Ⅸ、阀门Ⅺ连接；差压变送器Ⅰ一端与容器Ⅱ上端侧面连接，低于容器Ⅰ与容器Ⅱ上端连通位置，另一端通过管路与接口Ⅰ连接，差压变送器Ⅱ一端与容器Ⅰ下端侧面连接，另一端与容器Ⅱ下端侧面连接，两端均低于阀门Ⅴ与容器Ⅰ下端侧面连接位置。多相流量计开始运行前，通过阀门Ⅸ向容器Ⅰ、容器Ⅱ添加指定液体，由于差压变送器Ⅰ一端低于容器Ⅰ与容器Ⅱ上端连通位置，所以指定液体会淹没差压变送器Ⅰ一端与容器Ⅱ上端侧面连接位置，保证多相流量计中流过介质不会影响差压变送器Ⅰ的测量精度，同理，由于差压变送器Ⅱ两端均低于阀门Ⅴ与容器Ⅰ下端侧面连接位置，所以指定液体会淹没差压变送器Ⅱ与容器Ⅰ、容器Ⅱ连接位置，保证多相流量计中流过介质不会影响差压变送器Ⅱ的测量精度。多相流量计运行过程中，当阀门Ⅴ闭合，液体会停留在容器Ⅰ中，容器Ⅰ与容器Ⅱ所形成腔体中的气体会由管路Ⅲ进入分离罐中，保证容器Ⅰ中不会积压气体。然后由差压变送器Ⅰ测量液面高度，差压变送器Ⅱ测量压差，通过计算机处理，得到含水率数值。

本发明的多相流量计通过气液分离器中设置的接口Ⅳ外接油田输入管路，通过阀门Ⅰ外接油田排污管路，通过阀门Ⅶ外接油田输出管路。

本发明的多相流量计中介质流入气液分离器，气体、液体分离以后，液体首先经过取样盘，由右侧接口Ⅶ，进入含水率测量仪，保证含水率测量仪能够及时、准确进行取样。通过闭合阀门Ⅴ，使液体停留在容器Ⅰ中，利用差压变送器快速、有效测量出液体含水率。安装浮子油气三通调节阀，自动控制分离罐内部液位高低，调节分离罐内部气体、液体压力平衡，提高气体流量计与液体流量计计量精度。最终通过计算机处理，得到油、水、气产量数值。

本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计，能够实时、准确、快速、有效测量液体的含水率，含水率测量误差小于±2%，然后根据液体流量计、气体流量计计量结果，通过计算机处理，得出油、水、气产量数值。能够实施生产优化，提高油田工作效率，节约油田生产开发成本；有利于油田管理、流程控制。

附图说明

图1（a）为本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计总体结构主视图；

图1（b）为本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计总体结构左视图；

图2为本发明中的气液分离器结构示意图；

图3为本发明中的含水率测量仪结构示意图；

图中，1.安全阀    2.气液分离器     3.浮子油气三通调节阀     4.阀门Ⅰ     5.液体流量计     6.阀门Ⅱ     7.压力表     8.阀门Ⅲ     9.阀门Ⅳ     10.含水率测量仪     11.阀门Ⅴ     12.阀门Ⅵ     13.气体流量计     14.阀门Ⅶ     15.接口Ⅰ     16.接口Ⅱ     17.接口Ⅲ     18.除沫器     19.接口Ⅳ     20.分离罐     21.分离伞塔     22.取样盘     23.接口Ⅴ     24.接口Ⅵ     25.接口Ⅶ     26.阀门Ⅷ     27.阀门Ⅸ     28.阀门Ⅹ     29.阀门Ⅺ     30.容器Ⅰ     31.容器Ⅱ     32.差压变送器Ⅰ     33.差压变送器Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

实施例1

本发明是一种集油量、水量、气量、含水率测量为一体的多相流量计。

图1（a）为本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计总体结构主视图，图1（b）为本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计总体结构左视图，图2为本发明中的气液分离器结构示意图，图3为本发明中的含水率测量仪结构示意图。在图1 ~3中，本发明的用于油田的高精度实时在线多相流量计，包括气液分离器2、浮子油气三通调节阀3、液体流量计5、含水率测量仪10、气体流量计13、阀门、管路；其连接关系是，所述的气液分离器2顶部分别设置有接口Ⅰ15、接口Ⅱ16、接口Ⅲ17，气液分离器2的右侧、左侧分别设置有接口Ⅶ25、接口Ⅴ23，所述的气液分离器2的接口Ⅲ17连接有安全阀1。所述的气液分离器2的接口Ⅱ16通过管路依次与阀门Ⅵ12、气体流量计13连接，气体流量计13通过管路与浮子油气三通调节阀3的气体接口连接。所述的气液分离器2的接口Ⅰ15通过三通与阀门Ⅲ8的一端连接，还分别与差压变送器Ⅰ32、阀门Ⅷ26连接，阀门Ⅲ8另一端连接有压力表7；所述的气液分离器2右侧的接口Ⅶ25与含水率测量仪10中的阀门Ⅳ9连接，含水率测量仪10中的另一阀门Ⅴ11通过管路上的三通分别与阀门Ⅱ6、液体流量计5的一端连接，阀门Ⅱ6的另一端与气液分离器2底部设置的接口Ⅵ24连接，液体流量计5的另一端通过三通分别与阀门Ⅰ4、浮子油气三通调节阀3的液体接口连接。所述的气液分离器2左侧的接口Ⅴ23与浮子油气三通调节阀3连接，浮子油气三通调节阀3介质接口与阀门Ⅶ14连接。

所述的气液分离器2包括分离罐20以及设置在分离罐20腔内的除沫器18、分离伞塔21、取样盘22，所述的除沫器18安装在分离罐20内腔上部，接口Ⅳ19位于除沫器18的下方，分离伞塔21安装在接口Ⅳ19下方的分离罐20腔内，分离伞塔21下方安装有取样盘22，取样盘22的底部与接口Ⅶ25底部持平，接口Ⅴ23低于接口Ⅶ25的位置。利用气液分离器2，确保介质由接口Ⅳ19进入分离罐20后，能够使气体、液体充分分离，然后液体首先由接口Ⅶ25流出，直接进入含水率测量仪10，当液体流量较大，接口Ⅶ25无法及时将液体排出时，多余液体由取样盘22中央溢出，最后由底部接口Ⅵ24排出。

所述的含水率测量仪10包括阀门Ⅳ9、阀门Ⅴ11、阀门Ⅷ26、阀门Ⅸ27、阀门Ⅹ28、阀门Ⅺ29，容器Ⅰ30、容器Ⅱ31、差压变送器Ⅰ32、差压变送器Ⅱ33；所述的容器Ⅰ30与容器Ⅱ31紧固连接，容器Ⅰ30与容器Ⅱ31上端连通，阀门Ⅳ9与容器Ⅰ30上端侧面连接，阀门Ⅴ11与容器Ⅰ30下端侧面连接，容器Ⅰ30顶部、底部分别与阀门Ⅷ26、阀门Ⅹ28连接，容器Ⅱ31顶部、底部分别与阀门Ⅸ27、阀门Ⅺ29连接；差压变送器Ⅰ32一端与容器Ⅱ31上端侧面连接，低于容器Ⅰ30与容器Ⅱ31上端连通位置，另一端通过管路与接口Ⅰ15连接，差压变送器Ⅱ33一端与容器Ⅰ30下端侧面连接，另一端与容器Ⅱ31下端侧面连接，两端均低于阀门Ⅴ11与容器Ⅰ30下端侧面连接位置。多相流量计开始运行前，通过阀门Ⅸ27向容器Ⅰ30、容器Ⅱ31添加指定液体，由于差压变送器Ⅰ32一端低于容器Ⅰ30与容器Ⅱ31上端连通位置，所以指定液体将淹没差压变送器Ⅰ32一端与容器Ⅱ31上端侧面连接位置，保证多相流量计中流过介质不会影响差压变送器Ⅰ32的测量精度，同理，由于差压变送器Ⅱ33两端均低于阀门Ⅴ11与容器Ⅰ30下端侧面连接位置，所以指定液体将淹没差压变送器Ⅱ33与容器Ⅰ30、容器Ⅱ31连接位置，保证多相流量计中流过介质不会影响差压变送器Ⅱ33的测量精度。多相流量计运行过程中，当阀门Ⅴ11闭合，液体会停留在容器Ⅰ30中，容器Ⅰ30与容器Ⅱ31所形成腔体中的气体会由管路Ⅲ11进入分离罐20中，保证容器Ⅰ30中不会积压气体；然后由差压变送器Ⅰ32测量液面高度，差压变送器Ⅱ33测量压差，通过计算机处理，得到含水率数值。

所述的多相流量计通过气液分离器2中设置的接口Ⅳ19外接油田输入管路，通过阀门Ⅰ4外接油田排污管路，通过阀门Ⅶ14外接油田输出管路。

浮子油气三通调节阀为市售定型产品。液体流量计、气体流量计可以根据实际生产情况选择不同型号，保证气体、液体计量的准确性。

Claims (3)

1.一种用于油田的高精度实时在线多相流量计，其特征在于：所述的多相流量计包括气液分离器（2）、浮子油气三通调节阀（3）、液体流量计（5）、含水率测量仪（10）、气体流量计（13）、阀门、管路；其连接关系是，所述的气液分离器（2）顶部分别设置有接口Ⅰ（15）、接口Ⅱ（16）、接口Ⅲ（17），气液分离器（2）的右侧、左侧分别设置有接口Ⅶ（25）、接口Ⅴ（23），所述的气液分离器（2）的接口Ⅲ（17）连接有安全阀（1）；所述的气液分离器（2）的接口Ⅱ（16）通过管路依次与阀门Ⅵ（12）、气体流量计（13）连接，气体流量计（13）通过管路与浮子油气三通调节阀（3）的气体接口连接；所述的气液分离器（2）的接口Ⅰ（15）通过三通与阀门Ⅲ（8）的一端连接，还分别与差压变送器Ⅰ（32）、阀门Ⅷ（26）连接，阀门Ⅲ（8）另一端连接有压力表（7）；所述的气液分离器（2）右侧的接口Ⅶ（25）与含水率测量仪（10）中的阀门Ⅳ（9）连接，含水率测量仪（10）中的另一阀门Ⅴ（11）通过管路上的三通分别与阀门Ⅱ（6）、液体流量计（5）的一端连接，阀门Ⅱ（6）的另一端与气液分离器（2）底部设置的接口Ⅵ（24）连接，液体流量计（5）的另一端通过三通分别与阀门Ⅰ（4）、浮子油气三通调节阀（3）的液体接口连接；所述的气液分离器（2）左侧的接口Ⅴ（23）与浮子油气三通调节阀（3）连接，浮子油气三通调节阀（3）介质接口与阀门Ⅶ（14）连接。

2.根据权利要求1所述的多相流量计，其特征在于：所述的气液分离器（2）包括分离罐（20）以及设置在分离罐（20）腔内的除沫器（18）、分离伞塔（21）、取样盘（22），所述的除沫器（18）安装在分离罐（20）内腔上部，接口Ⅳ（19）位于除沫器（18）的下方，分离伞塔（21）安装在接口Ⅳ（19）下方的分离罐（20）腔内，分离伞塔（21）下方安装有取样盘（22），取样盘（22）的底部与接口Ⅶ（25）底部持平，接口Ⅴ（23）低于接口Ⅶ（25）的位置。

3.根据权利要求1所述的多相流量计，其特征在于：所述的含水率测量仪（10）包括阀门Ⅳ（9）、阀门Ⅴ（11）、阀门Ⅷ（26）、阀门Ⅸ（27）、阀门Ⅹ（28）、阀门Ⅺ（29），容器Ⅰ（30）、容器Ⅱ（31）、差压变送器Ⅰ（32）、差压变送器Ⅱ（33）；所述的容器Ⅰ（30）与容器Ⅱ（31）紧固连接，容器Ⅰ（30）与容器Ⅱ（31）上端连通，阀门Ⅳ（9）与容器Ⅰ（30）上端侧面连接，阀门Ⅴ（11）与容器Ⅰ（30）下端侧面连接，容器Ⅰ（30）顶部、底部分别与阀门Ⅷ（26）、阀门Ⅹ（28）连接，容器Ⅱ（31）顶部、底部分别与阀门Ⅸ（27）、阀门Ⅺ（29）连接；差压变送器Ⅰ（32）一端与容器Ⅱ（31）上端侧面连接，低于容器Ⅰ（30）与容器Ⅱ（31）上端连通位置，另一端通过管路与接口Ⅰ（15）连接，差压变送器Ⅱ（33）一端与容器Ⅰ（30）下端侧面连接，另一端与容器Ⅱ（31）下端侧面连接，两端均低于阀门Ⅴ（11）与容器Ⅰ（30）下端侧面连接位置。