CN104564025A - 一种车载移动式油田蒸汽计量装置及计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的车载移动式油田蒸汽计量装置及计量方法属于油汽采收领域，由作业车、数据采集处理及自控装置、汽液分离器、计量装置、三通汽液混合器组成，计量装置由汽量和水量控制及计量两部分组成。注汽管线与汽液分离器中部连通，汽液分离器的上部与汽量控制及计量部分的前端并联处连通，下部与水量控制及计量部分的前端并联处连通；汽量和水量控制及计量部分的后端并联处，分别与三通汽液混合器连通，该混合器后端与出口阀门、注汽管线顺序连通。数据采集处理及自控装置与汽液分离器、计量装置及三通汽液混合器上的各阀门电连接。本装置移动性好，可直接连接到管线上对蒸汽流量计进行校检，操作方便，精度高，流量、干度计量精度可以达到1.5%，可对多条注汽管线进行间接式计量，大大提高蒸汽计量设备的利用率，降低稠油开采成本。
Description
技术领域
本发明的车载移动式油田蒸汽计量装置及计量方法属于油汽采收领域，尤其涉及一种稠油热采注入蒸汽的计量装置。
背景技术
稠油热采中的蒸汽计量问题一直困扰着油田生产，实际注汽过程基本处于放任自流的状态，往往有的井吸汽过多，有的井吸汽严重不足；有的注汽井注入蒸汽干度非常高，而有的井注入蒸汽干度严重偏低。特别是吞吐井，一般分为三个阶段进行循环方式开采：第一阶段注汽，约一周；第二阶段闷井，约一周；第三阶段开采，约两周，如此周而复始。在整个生产过程中，只有约四分之一的时间需要蒸汽计量。因此，传统注汽方法蒸汽利用率低，加大了稠油开采的成本，不但造成严重的能源浪费，而且影响稠油产量。由于每口注汽井安装有一台蒸汽流量计，其直接焊接在注汽管线上，校检时要从管线上切割下来进行标定，标定后再焊接到注汽管线上，使得操作异常繁琐，费工费时，维护量大，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作校检方便，精度高，成本低，可对多条注汽管线进行间接式计量的车载移动式油田蒸汽计量装置，另一目的在于提供其计量方法。
本发明的目的是这样实现的：车载移动式油田蒸汽计量装置由作业车、车上装载的数据采集处理及自控装置、汽液分离器、计量装置、三通汽液混合器五部分组成，计量装置由
汽量控制及计量、水量控制及计量两部分组成，汽量控制及计量部分由大流量汽量高压电动调节阀门、大流量汽量计量仪表组、大流量汽量高压电动调节阀门顺序串联组，小流量汽量高压电动调节阀门、小流量汽量计量仪表组、小流量汽量高压电动调节阀门顺序串联组，两组首、末端分别并联连通组成；水量控制及计量部分由大流量水量高压电动调节阀门、大流量水量计量仪表组、大流量水量高压电动调节阀门顺序串联组，小流量水量高压电动调节阀门、小流量水量计量仪表组、小流量水量高压电动调节阀门顺序串联组，两组首、末端分别并联连通组成。注汽管线与汽液分离器中部连通，汽液分离器的上部与汽量控制及计量部分的前端并联处连通，汽液分离器的下部与水量控制及计量部分的前端并联处连通；汽量控制及计量部分、水量控制及计量部分的后端并联处，分别与三通汽液混合器连通，该混合器后端与出口阀门、注汽管线顺序连通。数据采集处理及自控装置与汽液分离器、计量装置及三通汽液混合器上的各阀门电连接。
由于实行上述技术方案，本车载移动式油田蒸汽计量装置采用循环利用，间歇式计量，即需要计量时再安装计量，其移动性好，可直接连接到管线上对蒸汽流量计进行校检，操作方便，精度高，流量、干度计量精度可以达到1.5%，可对多条注汽管线进行间接式计量，大大提高蒸汽计量设备的利用率，降低稠油开采成本。
附图说明：本发明的技术方案由以下的附图和实施例给出:
图1是车载移动式油田蒸汽计量装置结构示意图；
图2是汽液混合器结构示意图。
图例：1、作业车，2、数据采集处理及自控装置，3、注汽管线，4、入口阀门，5、汽液分离器，6、注汽管线阀门，7、分离器汽路阀门，8、大流量汽量高压电动调节阀门，9、小流量汽量高压电动调节阀门，10、小流量汽量计量仪表组，11、大流量汽量计量仪表组，12、三通汽液混合器，13、出口阀门，14、小流量水量高压电动调节阀门，15、大流量水量高压电动调节阀门，16、小流量水量计量仪表组，17、大流量水量计量仪表组，18、分离器水路阀门。
具体实施方式：本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例：如图1、2所示，车载移动式油田蒸汽计量装置由作业车1、车上装载的数据采集处理及自控装置2、汽液分离器5、计量装置、三通汽液混合器12五部分组成：
计量装置由汽量控制及计量、水量控制及计量两部分组成：
汽量控制及计量部分由大流量汽量高压电动调节阀门8、大流量汽量计量仪表组11、大流量汽量高压电动调节阀门8顺序串联组，小流量汽量高压电动调节阀门9、小流量汽量计量仪表组10、小流量汽量高压电动调节阀门9顺序串联组，两组首、末端分别并联连通组成；
水量控制及计量部分由大流量水量高压电动调节阀门15、大流量水量计量仪表组17、大流量水量高压电动调节阀门15顺序串联组，小流量水量高压电动调节阀门14、小流量水量计量仪表组16、小流量水量高压电动调节阀门14顺序串联组，两组首、末端分别并联连通组成。
大流量汽量计量仪表组11由压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser73
F80—SJ2 AA1AAA4AW型涡街流量计通过管路顺序串联而成；
小流量汽量计量仪表组10由压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser73
F40-SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计通过管路顺序串联组成；
大流量水量计量仪表组17由压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser 73F25-SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计通过管路顺序串联组成；
小流量水量计量仪表组16由压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser 73F15-SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计通过管路顺序串联组成。
注汽管线3通过入口阀门4与汽液分离器5连通，该分离器的上部通过管路与分离器汽路阀门7的进口连通，该阀门的出口通过管路分别与大、小流量汽量高压电动调节阀门8、9的进口连通，大流量汽量高压电动调节阀门8的出口通过管路顺序与大流量汽量计量仪表组11的压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser73F80—SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计串联，小流量汽量高压电动调节阀门9的出口通过管路顺序与小流量汽量计量仪表组10的压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser73F40-SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计串联，大流量汽量计量仪表组11的涡街流量计出口通过管路与另一大流量汽量高压电动调节阀门9连通，小流量汽量计量仪表组10的涡街流量计出口通过管路与另一小流量汽量高压电动调节阀门8连通，该二阀门共同与一管路连通，该管路的另一端与一空腔圆柱三通汽液混合器12的前端面连通；汽液分离器5下部通过管路与分离器水路阀门18的进口连通，该阀门的出口通过管路分别与大、小流量水量高压电动调节阀门15、14的进口连通，大流量水量高压电动调节阀门15的出口通过管路顺序与大流量水量计量仪表组17的压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser 73F25-SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计串联，小流量汽量高压电动调节阀门14的出口通过管路顺序与小流量水量计量仪表组16的压力变送器、温度变送器、Endress+Hauser 73F15-SJ2AA1AAA4AW型涡街流量计串联，大流量水量计量仪表组17的涡街流量计出口通过管路与另一大流量水量高压电动调节阀门15连通，小流量水量计量仪表组16的涡街流量计出口通过管路与另一小流量汽量高压电动调节阀门14连通，该二阀门共同与一管路连通，该管路的另一端与前述三通汽液混合器12的近前端面处的筒壁连通。三通汽液混合器12的后端面通过管路与出口阀门13、注汽管线3的后段顺序连通。
数据采集处理及自控装置2即汽水两相流控制器，由CJ2M-CPU33型CPU、CJ1W-ID201型数字量输入模块、CJ1W-OC201型数字量输出模块、J1W-SCU41-V1型串口模块、J1W-PA205R型电源模块、CJ1W-AD081-V1型模拟量输入模块、J1W-DA081型模拟量输出模块、NS10-TV01B- V2型触摸屏组成，各模块间通过模块上的插口串联，CPU与触摸屏间通过RS-232数据线或者RJ45网线连接。数据采集处理及自控装置2经485传输线通过MODBUS协议与入口阀门4、出口阀门13、调节注汽管线阀门6、分离器汽路阀门7、大流量汽量高压电动调节阀门8、小流量汽量高压电动调节阀门9、出口阀门13、小流量水量高压电动调节阀门14、大流量水量高压电动调节阀门15及分离器水路阀门18电连接，控制其开度，控制气、液流量。
上述CPU为日本欧姆龙株式会社OMRON CORPORATIONC产；汽液分离器5为浙江永嘉县泰华阀门有限公司产，CF41型；压力变送器均为罗斯蒙特2051CG型，温度变送器均为罗斯蒙特3144型；三通汽液混合器12为南通沃尔驰机电设备有限公司产，SQS-32型；大流量汽量高压电动调节阀门8为GKV—1S1B11CSC0—80型、小流量汽量高压电动调节阀门9为GKV—1S1B11CSC0—40型、大流量水量高压电动调节阀门15为GKV—1S1B11CSC0—25型、小流量水量高压电动调节阀门14为GKV—1S1B11CSC0—15型，四阀门均为德国GEKO公司产。入口阀门4、注汽管线阀门6、分离器汽路阀门7、出口阀门13、分离器水路阀门18均为德国GEKO公司产GKV—1S1B11CSC0—100型高压电动调节阀。
在对注汽管线3内蒸汽进行计量时，将入口阀门4和出口阀门13连接在注汽管线3预留的计量口上，打开该二阀门，让蒸汽流入计量装置，然后关闭注汽管线阀门6，使进入计量装置的蒸汽首先通过汽液分离器5，分离出的汽通过大、小流量汽量计量仪表组11、10进行汽量计量，分离出的水通过大、小流量水量计量仪表组17、16进行水量计量。四组仪表组由流量和干度两个参数来决定如何组合：
在进行大流量、高干度蒸汽计量时：
打开大流量汽量高压电动调节阀门8，小流量水量高压电动调节阀门14，关闭小流量汽量高压电动调节阀门9，关闭大流量水量高压电动调节阀15；
在进行大流量、低干度蒸汽计量时：
打开大流量汽量高压电动调节阀门8，大流量水量高压电动调节阀门15，关闭小流量汽量高压电动调节阀门9，关闭小流量水量高压电动调节阀门14；
在进行小流量、高干度蒸汽计量时：
打开小流量汽量高压电动调节阀门9，小流量水量高压电动调节阀门14，关闭大流量汽量高压电动调节阀门8，关闭大流量水量高压电动调节阀门15；
在进行小流量、低干度蒸汽计量时：
打开小流量汽量高压电动调节阀门9，大流量水量高压电动调节阀门15，关闭大流量汽量高压电动调节阀门8，关闭小流量水量高压电动调节阀门14；
其中，小流量指：0—10T/h，大流量指：10—25T/h，低干度指：0—80%，高干度指：80—100%。
计量完的汽和水进入三通汽液混合器12，混合后通过管路、出口阀门13、注汽管线3输送到注汽井。在开始工作时：数据采集处理及自控装置2自动打开入口阀门4与出口阀门13，调节注汽管线阀门6、使得进入系统的压力与主注汽管线3的压力匹配。在运行过程中根据测量需要，自动调节分离器汽路阀门7、大流量汽量高压电动调节阀门8、小流量汽量高压电动调节阀门9、出口阀门13、小流量水量高压电动调节阀门14、大流量水量高压电动调节阀门15及分离器水路阀门18的开度，进行计量。完成工作时，数据采集处理及自控装置2自动关闭入口阀门4与出口阀门13，打开注汽管线阀门6，进行正常注汽。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。
Claims (3)
1.一种车载移动式油田蒸汽计量装置，由作业车、车上装载的数据采集处理及自控装置、汽液分离器、计量装置、三通汽液混合器五部分组成，其特征在于：计量装置由汽量控制及计量、水量控制及计量两部分组成，汽量控制及计量部分由大流量汽量高压电动调节阀门、大流量汽量计量仪表组、大流量汽量高压电动调节阀门顺序串联组，小流量汽量高压电动调节阀门、小流量汽量计量仪表组、小流量汽量高压电动调节阀门顺序串联组，两组首、末端分别并联连通组成；水量控制及计量部分由大流量水量高压电动调节阀门、大流量水量计量仪表组、大流量水量高压电动调节阀门顺序串联组，小流量水量高压电动调节阀门、小流量水量计量仪表组、小流量水量高压电动调节阀门顺序串联组，两组首、末端分别并联连通组成；注汽管线与汽液分离器中部连通，汽液分离器的上部与汽量控制及计量部分的前端并联处连通，汽液分离器的下部与水量控制及计量部分的前端并联处连通；汽量控制及计量部分、水量控制及计量部分的后端并联处，分别与三通汽液混合器连通，该混合器后端与出口阀门、注汽管线顺序连通；数据采集处理及自控装置与汽液分离器、计量装置及三通汽液混合器上的各阀门电连接。
2.一种车载移动式油田蒸汽计量装置的计量方法，其特征在于：在对注汽管线3内蒸汽进行计量时，将入口阀门和出口阀门连接在注汽管线预留的计量口上，打开该二阀门，让蒸汽流入计量装置，然后关闭注汽管线阀门，使进入计量装置的蒸汽首先通过汽液分离器，分离出的汽通过大、小流量汽量计量仪表组进行汽量计量，分离出的水通过大、小流量水量计量仪表组进行水量计量，四组仪表组由流量和干度两个参数来决定如何组合：
在进行大流量、高干度蒸汽计量时：
打开大流量汽量高压电动调节阀门，小流量水量高压电动调节阀门，关闭小流量汽量高压电动调节阀门，关闭大流量水量高压电动调节阀；
在进行大流量、低干度蒸汽计量时：
打开大流量汽量高压电动调节阀门，大流量水量高压电动调节阀门，关闭小流量汽量高压电动调节阀门，关闭小流量水量高压电动调节阀门；
在进行小流量、高干度蒸汽计量时：
打开小流量汽量高压电动调节阀门，小流量水量高压电动调节阀门，关闭大流量汽量高压电动调节阀门，关闭大流量水量高压电动调节阀门；
在进行小流量、低干度蒸汽计量时：
打开小流量汽量高压电动调节阀门，大流量水量高压电动调节阀门，关闭大流量汽量高压电动调节阀门，关闭小流量水量高压电动调节阀门；
其中，小流量指：0—10T/h，大流量指：10—25T/h，低干度指：0—80%，高干度指：80—100%；
计量完的汽和水进入三通汽液混合器，混合后通过管路、出口阀门、注汽管线输送到注汽井；在开始工作时：数据采集处理及自控装置自动打开入口阀门与出口阀门，调节注汽管线阀门、使得进入系统的压力与主注汽管线的压力匹配；
在运行过程中根据测量需要，自动调节分离器汽路阀门、大流量汽量高压电动调节阀门、小流量汽量高压电动调节阀门、出口阀门、小流量水量高压电动调节阀门、大流量水量高压电动调节阀门及分离器水路阀门的开度，进行计量；完成工作时，数据采集处理及自控装置自动关闭入口阀门与出口阀门，打开注汽管线阀门，进行正常注汽。
3.如权利要求1所述的一种车载移动式油田蒸汽计量装置，其特征在于：大流量汽量计量仪表组11由压力变送器、温度变送器、涡街流量计通过管路顺序串联而成；小流量汽量计量仪表组10由压力变送器、温度变送器、涡街流量计通过管路顺序串联组成；大流量水量计量仪表组17由压力变送器、温度变送器、涡街流量计通过管路顺序串联组成；小流量水量计量仪表组16由压力变送器、温度变送器、涡街流量计通过管路顺序串联组成。
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