CN1054198C - 测量管道内原油含砂量的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测量领域中的一种测液体中固体颗粒含量的方法及其所使用的装置，它主要是在原有管路(1)上安装一个含有上升管、水平管、沉淀管、(包括汇流段)、回流管及透明观察窗(6)的旁路管道(2)，以及采用沉淀成像方法来测量出原油中的含砂量。本发明不仅可以省力省事，而且可以在现场条件下实现实时检测出原油中的含砂量。
Description
本发明属于测量领域中的一种测试液体中固体含量方法及其装置，尤其是指利用沉淀成象装置及其方法来测量管道内原油中的含砂量。
目前用于在线测量液体中的颗粒固体含量方法中，有超声、放射线、X光和可见光等多种。其中最简单、最成熟以及运用最广的算是超声方法。如在1989年刘玉英在《应用声学》第8卷3期中提出″用超声技术测量河水中含砂量″。该技术是利用一个超声换能器向河水发射超声脉冲，用另一个超声换能器在一定距离外接收，根据接收脉冲的幅度可以测定出河水的声衰减，由此来确定河水的含砂量。但是对于原油含砂量测量这些方法都不适用，放射线和X光方法太复杂，可见光不能穿透原油。超声测量河水含砂量的方法虽然简单可靠，但是它的精度比较低，一般只达到10千克/米3，而原油含砂测量要求需达到0.1千克/米3。另外，原油是有油、气、水和砂等组成的多相介质，因此超声的方法也难以实现。
本发明的目的在于提出一种主要由上升管、水平管、沉淀管、回流管、观察窗和阀门所组成的测量装置，采取沉淀成像方法来测量管道内原油的含砂量，这样既可以在多相混合介质条件下监测原油的含砂量，提高监测精度，又可以省工及实现实时监测，从而克服了现有技术所存在的问题。
本发明所采用的技术方案在于在原有采油井口管路上安装一个旁路，该旁路主要由上升管、水平管、沉淀管、回流管、观察窗和阀门所组成的监测装置，采用沉淀成像方法来测量管内原油的含砂量。其中回流管GH垂直焊接在原有井口管路的H处，并与该管路构成一水平面，上升管BD、水平管DE和沉淀管EG焊接成″门″字形，其中沉淀管的下部设置成为倒圆台，形成汇流段FG，该旁路垂直跨接在原有井口管路的B处和回流管GH的H处，且在汇流段FG和回流管GH的汇流处G端设有透明观察窗，而且在原有井口管路的AB段、BH段以及上升管段上分别设置有控制阀门。上述的上升管BD和原有管路BH段的长度均采用0.5～1.5米，沉淀管EG长度与上升管BD相同，旁路管道的直径均可采用50～100毫米范围，汇流段FG的高度为0.2～0.6米，上端的直径与沉淀管上段相同，底部的直径为20～50毫米范围，汇流段侧面连接着水平回流管GH，其长度为0.2～1.2米，水平管DE的长度为
。从而组成了监测装置。其监测原油中所含砂量的方法，包含有如下步骤：
a.测量开始时，打开原有管路中AB段、上升段BD的两个阀门，关闭BH段上的阀门，使油流通过旁路管道；
b.打开BH上的阀门，关闭上升段BD上的阀门，使旁路中的油流静止，从而使原油中的砂粒沉淀在透明观察窗上；
c.用摄像机观察观察窗，并将该图象信号传输到计算机经模数转化后所获得的数字化信号予以存储；
d.计算机处理观察窗图象，利用常规方法，计算沉淀砂粒的面积，由此根据离心烘干法标定结果计算原油含砂量；
e，再次打开上升段BD上的阀门，关闭BH段上的阀门，使油流再次通过旁路，并将滞留在观察窗上的砂完全带走；
f.重复上述步骤可连续测量。
本发明的特点在于：操作简单，可以在不影响采油的条件下监测多相混合介质原油中的含砂量，以及可以节省人力，并可以实现实时监测，因此本发明具有很强的实用性。
图1为本发明的结构主体示意图。
现在结合附图来进一步说明本发明的一个较佳具体实施例。本发明的装置是在原有井口管路(1)上安装一旁路管道(2)。旁路管道(2)是由上升管BD、水平管DE、沉淀管EG和汇流管GH焊接组成。取上升管BD为1.0米、BH为1.5米、回流管GH为1.0米，汇流段FG为0.4米。旁路(2)上的上升管BD、水平管DE和沉淀管上段EF均取直径为80毫米的钢管，汇流段的上端直径与沉淀管上段EF相同，其下端的直径为30毫米，在该汇流管下端安装玻璃观测窗(6)，所有阀门(3)、(4)、(5)为普通阀门。利用该监测装置进行测量原油中的含砂量，其方法含有如下步骤：a、打开管路(1)和上升管BD中的两个阀门(3)、(4)，关闭阀门(5)，让油流通过旁路管道(2)；b、打开BH上的阀门(5)，关闭上升管BD上的阀门(4)，使旁路管道(2)中的油流静止，从而使原油中的砂粒沉淀在玻璃观察窗(6)中；c.利用索尼产普通家用摄像机观察并成像，并将图像信号送入大恒公司产的插有图像卡的286微机；d、再将阀门(4)打开，关闭阀门(5)，使油流再通过旁路管道(2)，使之将沉淀在玻璃观察窗(6)中的沉砂完全带走；e.关闭阀门(4)；f.根据沉淀砂粒面积计算出其含砂量。
1993年10月27日～28日在胜利油田孤东采油厂进行的现场试验中，我们取得了一口含砂较高的油井的试验图象，经过处理，得到特征值为140，经标定对应含砂2％，无砂原油的特征值为110，证明这个方法可行。
Claims (7)
1、一种测量管道内原油含砂量的装置，其特征在于，在原油井口管路(1)上重复安装有一旁路管道(2)并在管路(1)上垂直安装有一回流管(GH)，它与管路(1)构成一水平面，其中所说的旁路管道(2)由上升管(BD)、水平管(DE)、沉淀管(EG)、(包括汇流段(FG))、回流管(GH)和透明窗(6)构成，并且分别在管路(1)和旁路(2)的交接处(B)的两侧分别安装阀门(3)、(5)以及在上升管(BD)上安装有一阀门(4)，所说的上升管(BD)、水平管(DE)、沉淀管上段(EF)均为钢管，其直径均为50-100毫米范围。
2、按照权利要求1所说的测量管道内原油含砂量的装置，其特征在于，所说的汇流段(FG)，其长度为0.2-0.6米，其上端直径为50-100毫米与沉淀管(EF)配接，而下端直径为20-50毫米。
3、按照权利要求1所说的测量管道内原油含砂量的装置，其特征在于，所说的上升管(BD)，其长度为0.5-1.5米，其直径为50-100毫米。
4、按照权利要求1所说的测量管道内原油含砂量的装置，其特征在于，所说的回流管(GH)，它的长度为0.2-1.2米。
5、按照权利要求1所说的测量管道内原油含砂量的装置，其特征在于，所说的管路(1)，其中(BH)段为0.5-1.5米。
6、按照权利要求1所说的测量管道内原油含砂量的装置，其特征在于，所说的水平管，其长度为
7、一种测量管道内原油含砂量装置的使用方法，其使用的装置为专门设计的测量管道内原油含砂量的装置，该装置包括：在原油井口管路(1)上重复安装有一旁路管道(2)并在管路(1)上垂直安装有一回流管(GH)，其中所说的旁路管道(2)由上升管(BD)、水平管(DE)、沉淀管(EG)、回流管(GH)和透明窗(6)构成，并且分别在管路(1)和旁路(2)的交接处(B)的两侧分别安装阀门(3)、(5)以及在上升管(BD)上安装有一阀门(4)，其特征在于，包含如下步骤：
a、打开交接处(B)之前的阀门(3)及上升管(BD)之间的阀门(4)，关闭管路(BH)之间的阀门(5)，使油流通过旁路管道；
b、打开管路(BH)之间的阀门(5)，关闭上升管(BD)之间的阀门(4)，使水平管(DE)之间的旁路(2)中的油流静止；
c、用摄象机观察取得回流管(GH)一端的透明观察窗(6)中的沉砂图象，并将该信号送至计算机转换成数字化信号后予以存储；
d、再打开上升管(BD)之间的阀门(4)，使油流再此通过旁路，并将滞留在观察窗谁的沉砂完全带走；
e、关闭上升管(BD)之间的阀门(4)，
f、根据沉淀砂粒的面积计算出含砂量。
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