CN105178936B - 利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法及装置，其步骤是：1、在井口管线上安装内设内管和外管的气液分离装置，外管和内管分别与井口管线的混合液入口和混合液出口相通，将射频含水分析仪安装在气液分离装置外并使射频含水分析仪探头插入内管内且探头位于内管下部；2、经混合液入口流入的油气水三相流流入外管，气体上升由上至下进入内管，再经混合液出口排出井口管线；3、进入外管内的油水混合液液面下降，进入内管并流经探头，探头能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了气体对测量准确度的影响。有益效果是：结构简单，气液分离效果好，运行稳定可靠，测量数据准确，能够准确实时在线测量单井的含水率及产液量。

Description

利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法及装置

技术领域

本发明属于一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法及装置。

背景技术

目前，石油领域油井单井原油含水在线自动计量是个普遍性的世界级难题，特别是对产气量大的油井，很多密度法、电容法、射线法的含水分析仪都没有彻底克服气体的影响，具体表现在：现有的含水分析仪产品结构单一，都采用一个圆柱体探杆插入井口管线，气液不能分离，气体流经含水分析仪时会造成含水率测量值降低，对测量精度影响较大，因而至今无法解决油井单井原油含水在线自动计量问题。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在的油井气量大、气液不能分离而对测量精度影响的问题，提供一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法及装置。

本发明是这样实现的：

利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法，其步骤是：

1、在井口管线上安装内设内管和外管的气液分离装置，外管和内管分别与井口管线的混合液入口和混合液出口相通，将射频含水分析仪安装在气液分离装置外并使射频含水分析仪探头插入内管内且探头位于内管下部；

2、经井口管线混合液入口流入的油气水三相流流入外管，由于重力原理，气体上升由上至下进入内管，再经混合液出口排出井口管线；

3、进入外管内的油水混合液液面下降，进入内管并流经探头，这时油水混合液中已经不再含有气体，探头能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了气体对测量准确度的影响。

一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，包括射频含水分析仪，其特殊之处是：在射频含水分析仪上设置气液分离装置；所述气液分离装置包括密闭外管和内管，所述外管上两侧开孔，外管通过其一侧开孔与井口管线的混合液入口相通，内管通过管段与外管另一侧开孔相通并通过该侧开孔和混合液出口相通，所述内管一端封闭且为安装端并且该端与射频含水分析仪连接，所述射频含水分析仪上探头插入内管内且位于内管下部，所述内管下部设有与外管相通的进液孔，所述内管上部设有与外管相通的排气孔。

所述安装端为内管下端且伸出外管外，所述内管上端封闭且所述排气孔位于内管上端面上，所述进液孔位于内管管壁下部，在所述混合液出口内设置与井口管线同向布置的排气管，所述排气管经由排气孔引出至外管内顶部。

所述安装端为内管上端且伸出外管外，所述内管下端敞口形成所述进液孔。

所述内管的安装端固设有用于与射频含水分析仪安装法兰连接的对接法兰。

所述外管底面设置有排污阀。

一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，包括射频含水分析仪，其特殊之处是：在射频含水分析仪上设置气液分离装置；所述气液分离装置包括密闭外管和内管，所述外管下端口与井口管线的混合液入口相通，所述内管下端口由外管下端口引出且与井口管线的混合液出口相通，所述射频含水分析仪设置在密闭外管上表面，所述内管管壁上部设有气液进孔，在内管内下部设置锥形集油管，锥形集油管管壁上部设有气液出孔、下端设有排液孔，所述射频含水分析仪探头位于锥形集油管内下部。

所述内管下端部为气液排出管。

所述密闭外管下端口通过连接管与井口管线螺纹连接。

所述气液排出管外由上至下套装有弹簧和密封隔板，所述气液排出管外壁下端设有卡沿，所述密封隔板的外周面为倒锥面，在弹簧作用下密封隔板的倒锥面将井口管线下出口堵住，使混合液入口直接与连接管相通

本发明的有益效果是：

1、结构简单，气液分离效果好，工作时井口产出的油气水三相流通过混合液入口流入外管，撞击内管的外壁后，由于重力原理，气体上升，油水混合液下降并流经射频含水分析仪探头部位，这时油水混合液中已经不再含有气体，能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了气体对测量准确度的影响，保证射频含水分析仪测量准确；

2、生产成本低，用户能够承受得起；体积小，重量轻；便于安装与维护。

3、通过现场试用，该测量装置运行稳定可靠，测量数据准确，突破了传统的单井计量方法，能够准确实时在线测量单井的含水率及产液量，为油田数字化、信息化建设提供了有力保障。利用实时测量的井口含水率数据，可以快速分析出该井的变化情况，然后及时调整抽油生产和作业的方法，提高单井产量。

附图说明

图1是微型气液分离法单井射频含水分析仪(下装式)结构示意图；

图2是微型气液分离法单井射频含水分析仪(下装式)工作原理示意图；

图3是微型气液分离法单井射频含水分析仪(上装式)结构示意图；

图4是微型气液分离法单井射频含水分析仪(上装式)工作原理示意图。

图5是微型气液分离法单井射频含水分析仪结构(集油管式)示意图；

图6是微型气液分离法单井射频含水分析仪(集油管式)工作原理示意图；

图中：1－上端板，2－密闭外管，3－内管，4－排气管，5－探头，6－进液孔，7－对接法兰，8－射频含水分析仪本体，9－无线传输模块，10－信号电缆，11－井口管线，12－管段，13－短接法兰，14－安装法兰，15－下端板，16－环形支座，17－连接管，18－锥形集油管，19－气液排出管，20－弹簧，21－密封隔板，301－气液进孔，302－排气孔，1801－气液出孔，1802－排液孔，1901－卡沿，20－排污阀。

具体实施方式

实施例1

如图1～图2所示，本发明包括射频含水分析仪8，在射频含水分析仪8上设有信号电缆10、无线传输模块9和探头5。在射频含水分析仪8上设置气液分离装置；所述气液分离装置包括一个由管体、上端板1和下端板15构成的密闭外管2和内管3；所述外管2上两侧开孔，外管2通过其一侧开孔、短接法兰13与井口管线11的混合液入口相通，内管3通过管段12与外管2另一侧开孔相通并通过该侧开孔、短接法兰13和井口管线11的混合液出口相通。内管3下端封闭且伸出外管2外作为安装端且所述安装端固设有用于与固设在射频含水分析仪上的安装法兰14连接的对接法兰7，通过对接法兰7和安装法兰14实现内管3与射频含水分析仪8连接，所述探头5插入内管3内且位于内管3下部，在内管3管壁下部沿圆周方向均设有多个进液孔6。所述内管上端封闭且在内管上端面设有排气孔，在所述混合液出口内设置有布置方向与井口管线11同向的排气管4，所述排气管4弯成90度后由内管3上端面上的排气孔穿出至外管内顶部。

工作时，井口产出的油气水三相流通过井口管线11的混合液入口流入外管2，由于重力原理，气体上升通过排气管4进入内管3再经混合液出口排至井口管线11，进入外管2内的油水混合液液面下降，经内管3下部的进液孔6进入内管3并流经探头5，这时油水混合液中已经不再含有气体，探头能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了气体对测量准确度的影响。

实施例2

如图3～图4所示，本发明有一个射频含水分析仪8，在射频含水分析仪8上设有信号电缆10、无线传输模块9和探头5。在射频含水分析仪8上设置气液分离装置；所述气液分离装置包括一个由管体、上端板1和下端板15构成的密闭外管2和内管3；所述外管2上两侧开孔形成混合液入口和混合液出口，所述混合液入口与外管2相通，所述混合液出口通过管段12与内管3相通，所述混合液入口和混合液出口通过短接法兰13与井口管线11连接，内管3上端封闭且伸出外管2外作为安装端且所述安装端固设有用于与固设在射频含水分析仪上的安装法兰14连接的对接法兰7，通过对接法兰7和安装法兰14实现内管3与射频含水分析仪8连接，所述探头5插入内管3内且位于内管3下部，所述内管3下端敞口形成进液孔，在内管3管壁上部沿圆周方向设有排气孔302，在密闭外管2的下端板15上设有排污阀20。

工作时，井口产出的油气水三相流通过井口管线11的混合液入口流入外管2，由于重力原理，气体上升通过排气孔302进入内管3内，经混合液出口排至井口管线11，油水混合液液面下降，经内管3下端的进液孔进入内管3内并流经探头5部位，这时油水混合液中已经不再含有气体，探头能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了气体对测量准确度的影响。

实施例3

如图5～图6所示，本发明包括射频含水分析仪8，在射频含水分析仪8上设有信号电缆10、无线传输模块和探头5，在射频含水分析仪8上设置气液分离装置，所述气液分离装置包括一个由管体、上端板1和下端板15构成的密闭外管2和内管3，所述管体上端固设有环形支座16，所述上端板1通过紧固螺钉安装在环形支座16上构成可拆装结构，所述射频含水分析仪8设置在外管上端板1上；所述外管2下端口固设有连接管17，所述连接管17下端口通过螺纹与三通的一个端口连接，三通的另二个端口分别与井口管线11的混合液入口和混合液出口连接，所述内管3下端部为气液排出管19，气液排出管19由外管2下端口引出与所述混合液出口相通，所述内管3管壁上部沿圆周方向设置多个气液进孔301，在内管3内下部设置锥形集油管18，锥形集油管18管壁上部设有多个气液出孔1801、下端设有排液孔1802，所述探头5位于锥形集油管18内下部，在所述气液排出管19外由上至下套装有弹簧20和密封隔板21，所述气液排出管19外壁下端设有卡沿1901，防止密封隔板21和弹簧20脱落。所述密封隔板21的外周面为倒锥面，在弹簧20作用下密封隔板21的倒锥面将井口管线11下出口堵住，使混合液入口直接与连接管17相通。

工作时，井口产出的油气水三相流通过井口管线11，在密封隔板21的作用下，油气水三相流流入外管2，由于重力原理，气体上升后通过气液进孔301进入内管3并经气液排出管19排至井口管线11，然后油水混合液通过气液进孔301流入锥形集油管18内、淹没探头5后通过气液出孔1801和气液排出管19排出，这时探头5周围的油水混合液中已经不再含有气体，探头5能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了因油水混合液中含有气体对测量准确度的影响。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量方法，其步骤是：

1)、在井口管线上安装内设内管和外管的气液分离装置，外管和内管分别与井口管线的混合液入口和混合液出口相通，将射频含水分析仪安装在气液分离装置外并使射频含水分析仪探头插入内管内且探头位于内管下部；

2)、经井口管线混合液入口流入的油气水三相流流入外管，由于重力原理，气体上升由上至下进入内管，再经混合液出口排出井口管线；

3)、进入外管内的油水混合液液面下降，进入内管并流经探头，这时油水混合液中已经不再含有气体，探头能够获得准确的瞬时含水率信号，从而排除了气体对测量准确度的影响。

2.一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，包括射频含水分析仪，其特征是：在射频含水分析仪上设置气液分离装置；所述气液分离装置包括密闭外管和内管，所述外管上两侧开孔，外管通过其一侧开孔与井口管线的混合液入口相通，内管通过管段与外管另一侧开孔相通并通过该侧开孔和混合液出口相通，所述内管一端封闭且为安装端并且该端与射频含水分析仪连接，所述射频含水分析仪上探头插入内管内且位于内管下部，所述内管下部设有与外管相通的进液孔，所述内管上部设有与外管相通的排气孔。

3.根据权利要求2所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述安装端为内管下端且伸出外管外，所述内管上端封闭且所述排气孔位于内管上端面上，所述进液孔位于内管管壁下部，在所述混合液出口内设置与井口管线同向布置的排气管，所述排气管经由排气孔引出至外管内顶部。

4.根据权利要求2所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述安装端为内管上端且伸出外管外，所述内管下端敞口形成所述进液孔。

5.根据权利要求2所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述内管的安装端固设有用于与射频含水分析仪安装法兰连接的对接法兰。

6.根据权利要求4所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述外管底面设置有排污阀。

7.一种利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，包括射频含水分析仪，其特征是：在射频含水分析仪上设置气液分离装置；所述气液分离装置包括密闭外管和内管，所述外管下端口与井口管线的混合液入口相通，所述内管下端口由外管下端口引出且与井口管线的混合液出口相通，所述射频含水分析仪设置在密闭外管上表面，所述内管管壁上部设有气液进孔，在内管内下部设置锥形集油管，锥形集油管管壁上部设有气液出孔、下端设有排液孔，所述射频含水分析仪探头位于锥形集油管内下部。

8.根据权利要求7所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述内管下端部为气液排出管。

9.根据权利要求7所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述密闭外管下端口通过连接管与井口管线螺纹连接。

10.根据权利要求8所述的利用气液分离实现油井单井原油含水在线测量装置，其特征是：所述气液排出管外由上至下套装有弹簧和密封隔板，所述气液排出管外壁下端设有卡沿，所述密封隔板的外周面为倒锥面，在弹簧作用下密封隔板的倒锥面将井口管线下出口堵住，使混合液入口直接与连接管相通。