CN107060729A - 一种单井多相流计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单井多相流计量装置，包括气液分离罐、气相管道、液相管道，气液分离罐的进口与油井井口相连，气液分离罐的上端设置有气相出口，下端设置有液相出口，气液分离罐的内部于进口处设置有碰撞板，对气液混合物进行碰撞分离；气体通过气相管道进入混输管线，液体通过液相管道进入混输管线，液相管道上的泵能将气液分离罐内形成低压，利于气液分离，液相出口与泵之间依次设置有含水分析仪和质量流量计，含水分析仪用于检测含水率，质量流量计可以测得混合液体的流量和密度，并根据稠油、稀油的本身密度，求出混合液中各相流量；碰撞分离法和低压分离法相结合，使得气液分离更彻底，因此测量的结果更准确。

Description

一种单井多相流计量装置

技术领域

本发明涉及油井计量技术领域，尤其涉及一种单井多相流计量装置。

背景技术

单井计量是油田生产管理中的一项重要工作，准确的计量对油井掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。就目前国内各油田采用的两相分离密度法而言，主要是通过旋流分离装置，利用离心力的作用分离气体和液体，但该方法在实际使用过程中因为每口井，甚至同一口井在不同时间，其出液和出气情况都不同，甚至波动很大，因此，其往往不能达到预期效果。由于气液分离不彻底，因此在气液分离后进行测量时，测量的结果不准确，误差较大，不能作为参考的标准。

目前国内各油田采用的计量装置，只能计量两相，有些三相计量也只能对单一油品时进行油水气计量，现在对于油田稠油区块采用的掺注稀油工艺，因采上来的原油里包含了稠油、稀油、水、天然气四种介质，故传统计量装置无法进行准确的分相计量，

发明内容

本发明的目的在于提供一种单井多相流计量装置，以解决现有技术中存在的气液分离不彻底、计量不准确、无法进行准确的分相计量的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种单井多相流计量装置，包括：

气液分离罐，其进口与油井井口相连，所述气液分离罐的上端设置有气相出口，下端设置有液相出口，所述气液分离罐的内部于所述进口处设置有碰撞板；

气相管道，连通所述气相出口与混输管线；

液相管道，连通所述液相出口与所述混输管线，所述液相管道上设置有泵，所述液相出口与所述泵之间依次设置有含水分析仪和质量流量计。

其中，所述气液分离罐内设置有多个液位传感器，多个所述液位传感器沿所述气液分离罐的高度方向间隔分布。

其中，所述气相管道的一端与所述气相出口相连，另一端依次经由安全阀、超声流量计和气体单向阀与混输管线连通。

其中，所述安全阀与超声流量计之间于所述气相管道上设置有压力表。

其中，还包括第一支管道，其连通所述液相出口与所述混输管线，所述第一支管道上设置有第一液体单向阀。

其中，所述泵与混输管线之间依次设置有第二液体单向阀和电动阀。

其中，所述第一支管道的一端与所述质量流量计和泵之间的所述液相管道连通，另一端与所述第二液体单向阀和电动阀之间的所述液相管道连通。

其中，还包括第二支管道，其一端与所述第一液体单向阀和电动阀之间的所述第一支管道连通，另一端与所述混输管线连通，所述第二支管道上设置有压差单向阀。

其中，所述气液分离罐的下端设置有排污口，所述排污口处设置有排污阀。

其中，还包括控制仪，用于对数据进行分析和处理。

本发明的有益效果：

本发明提出的单井多相流计量装置，气液分离罐的进口与油井井口相连，气液分离罐的上端设置有气相出口，下端设置有液相出口，气液分离罐的内部于进口处设置有碰撞板，当气液混合物由进口流到碰撞板上会进行碰撞分离；气体通过气相管道进入混输管线，液体通过液相管道进入混输管线，液相管道上设置有泵，泵能将气液分离罐内形成低压，利于气液分离，液相出口与泵之间依次设置有含水分析仪和质量流量计，含水分析仪用于检测含水率，质量流量计可以测得混合液的流量和密度，并根据稠油、稀油的本身密度，计算出混合液体中各相流量；采用碰撞分离法和低压分离法相结合，使得气液分离更彻底，因此在气液分离后进行测量时，测量的结果更准确，误差较小。

附图说明

图1是本发明提供的单井多相流计量装置的主视示意图；

图2是本发明提供的单井多相流计量装置的左视示意图；

图3是本发明提供的单井多相流计量装置的右视示意图；

图4是本发明提供的单井多相流计量装置的俯视示意图；

图5是本发明提供的单井多相流计量装置的流程示意图。

图中：

1、气液分离罐；2、气相管道；3、液相管道；4、碰撞板；5、混输管线；6、泵；7、含水分析仪；8、质量流量计；9、液位传感器；10、排污阀；11、安全阀；12、超声流量计；13、气体单向阀；14、压力表；15、第一支管道；16、第一液体单向阀；17、第二液体单向阀；18、电动阀；19、第二支管道；20、压差单向阀；21、控制仪；22、电缆；

91、下浮球液位计；92、高浮球液位计；93、超高浮球液位计。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

参见图1至图5，一种单井多相流计量装置，包括气液分离罐1、气相管道2和液相管道3。

气液分离罐1的进口与油井井口相连，气液分离罐1的上端设置有气相出口，下端设置有液相出口，气液分离罐1的内部于进口处设置有碰撞板4，当气液混合物由进口流到碰撞板4上会进行碰撞分离；气相管道2连通气相出口与混输管线5，气体通过气相管道2进入混输管线5；液相管道3连通液相出口与混输管线5，液体通过液相管道3进入混输管线5，液相管道3上设置有泵6，泵6能使气液分离罐1内形成低压，利于气液分离；液相出口与泵6之间依次设置有含水分析仪7和质量流量计8，含水分析仪7用于检测含水率，质量流量计8可以测得混合液的流量和密度，并根据稠油、稀油的本身密度，求出混合液体中各相流量，含水分析仪7和质量流量计8的配合，使得四相的测量更准确；采用碰撞分离法和低压分离法相结合，使得气液分离更彻底，因此在气液分离后进行测量时，测量的结果更准确，误差较小。

气液分离罐1内设置有多个液位传感器9，多个液位传感器9沿气液分离罐1的高度方向间隔分布。在本实施例中，液位传感器9有三个，在气液分离罐1内自下而上分别是下浮球液位计91、高浮球液位计92和超高浮球液位计93。气液分离罐1的下端设置有排污口，排污口处设置有排污阀10。

气相管道2的一端与气相出口相连，另一端依次经由安全阀11、超声流量计12和气体单向阀13与混输管线5连通，气体单向阀13的设置有效的防止气体倒流。安全阀11与超声流量计12之间于气相管道2上设置有压力表14，能够实时监测气相管道2上的压力，发生故障时能够及时处理。

还包括第一支管道15，第一支管道15连通液相出口与混输管线5，第一支管道15上设置有第一液体单向阀16，当泵6未开启或者泵6出现故障，而气液分离罐1内的液体较多，压力超过第一液体单向阀16的开启压力时，液体会通过第一液体单向阀16流入混输管线5，防止压力过大损坏气液分离罐1。泵6与混输管线5之间依次设置有第二液体单向阀17和电动阀18。第一支管道15的一端与质量流量计8和泵6之间的液相管道3连通，另一端与第二液体单向阀17和电动阀18之间的液相管道3连通。

还包括第二支管道19，其一端与第一液体单向阀16和电动阀18之间的第一支管道15连通，另一端与混输管线5连通，第二支管道19上设置有压差单向阀20。当电动阀18发生故障时，液体可以经第二支管道19上的压差单向阀20流出。

还包括控制仪21，含水分析仪7、质量流量计8、液位传感器9、超声流量计12、泵6、电动阀18均通过电缆22连接控制仪21，控制仪21用于对数据进行分析和处理。

为了达到气体、水、稠油、稀油的同时计量，需要总的流量和各相的准确比例，因此采用了多种含量分析仪器仪表和方法，进行联合计算分析，最终得出准确的四相流量。

气液混合物进入气液分离罐1内，经过碰撞板4和低压分离后，气体从气相管道2排出，经过超声流量计12进行流量计量，气体流量数据上传到控制仪21；当气液分离罐1内液体到达高浮球液位计92时，信号上传到控制仪21，再由控制仪21下传信号至泵6和电动阀18，启动泵6并打开电动阀18，此时液体由液相管道3经过含水分析仪7，可以得到混合液体中的水的准确比例；再经过质量流量计8，可以测得混合液体的流量和密度，并上传数据信号到控制仪21，根据稠油、稀油的本身密度，即可求出混合液中各相流量，最后完成四相的分别计量。然后气体和液体在混输管线5汇聚在一起排出；当气液分离罐1内液体到达下浮球液位计91时，信号上传到控制仪21，再由控制仪21下传信号至泵6和电动阀18，停止泵6并关闭电动阀18，完成一个计量流程。

为整个系统安全，设置安全阀11，当气相管道2内压力过大时，如果压力超过了安全阀11的起跳压力，气体可以从安全阀11排出，避免损坏管道及其他部件。

超高浮球液位计93作为高浮球液位计92故障的保护，当气液分离罐1内液体到达超高浮球液位计93时，说明高浮球液位计92产生故障，信号上传到控制仪21，再由控制仪21下传信号至泵6和电动阀18，启动泵6并打开电动阀18。同时，控制仪21会触发警报装置，提醒维修人员及时维修。

当泵6和电动阀18由于高浮球液位计92和超高浮球液位计93同时故障而未开启，而气液分离罐1内的液体较多，压力超过第一液体单向阀16和压差单向阀20的开启压力时，液体会通过第一液体单向阀16、压差单向阀20流入混输管线5，防止压力过大损坏气液分离罐1。

当泵6出现故障不能开启，而电动阀18可以开启时，当气液分离罐1内的液体较多，压力超过第一液体单向阀16的开启压力，液体会通过第一液体单向阀16、电动阀18流入混输管线5，防止压力过大损坏气液分离罐1。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种单井多相流计量装置，其特征在于，包括：

气液分离罐，其进口与油井井口相连，所述气液分离罐的上端设置有气相出口，下端设置有液相出口，所述气液分离罐的内部于所述进口处设置有碰撞板；

气相管道，连通所述气相出口与混输管线；

液相管道，连通所述液相出口与所述混输管线，所述液相管道上设置有泵，所述液相出口与所述泵之间依次设置有含水分析仪和质量流量计。

2.根据权利要求1所述的单井多相流计量装置，其特征在于，所述气液分离罐内设置有多个液位传感器，多个所述液位传感器沿所述气液分离罐的高度方向间隔分布。

3.根据权利要求1所述的单井多相流计量装置，其特征在于，所述气相管道的一端与所述气相出口相连，另一端依次经由安全阀、超声流量计和气体单向阀与混输管线连通。

4.根据权利要求3所述的单井多相流计量装置，其特征在于，所述安全阀与超声流量计之间于所述气相管道上设置有压力表。

5.根据权利要求1所述的单井多相流计量装置，其特征在于，还包括第一支管道，其连通所述液相出口与所述混输管线，所述第一支管道上设置有第一液体单向阀。

6.根据权利要求5所述的单井多相流计量装置，其特征在于，所述泵与混输管线之间依次设置有第二液体单向阀和电动阀。

7.根据权利要求6所述的单井多相流计量装置，其特征在于，所述第一支管道的一端与所述质量流量计和所述泵之间的所述液相管道连通，另一端与所述第二液体单向阀和电动阀之间的所述液相管道连通。

8.根据权利要求7所述的单井多相流计量装置，其特征在于，还包括第二支管道，其一端与所述第一液体单向阀和电动阀之间的所述第一支管道连通，另一端与所述混输管线连通，所述第二支管道上设置有压差单向阀。

9.根据权利要求1-8任一项所述的单井多相流计量装置，其特征在于，所述气液分离罐的下端设置有排污口，所述排污口处设置有排污阀。

10.根据权利要求1-8任一项所述的单井多相流计量装置，其特征在于，还包括控制仪，用于对数据进行分析和处理。