CN107905780A - 一种气液多相计量的称重式油井计量器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气液多相计量的称重式油井计量器，包括气液分离器、称重式计量器以及气体计量流量计，其中气液分离器的入口侧接入被测介质，液出口侧经液管线与称重式计量器的入口侧连接，气出口侧经气管线连接气体计量流量计；气体计量流量计和称重式计量器的出口侧均通过出口阀门接至旁通管线；气液分离器进口管采用切边偏进口管管段，即气液分离器本体为粗管，其入口侧为细管，并切粗管边部与粗管连通。本发明结合高效旋式离心与波形薄板捕雾气液分离器实现油井生产原油介质稳定高效分离，分离后实现气体和液体分相计量，液体为称重计量，精度更高，液体称重计量后由含水率监测仪实现在线原油含水监测，实现油、水、气三相精确计量。
Description
技术领域
本发明涉及一种油井计量装置，具体为一种气液多相计量的称重式油井计量器。
背景技术
在石油生产作业中，需实时掌握每个油井的原油产量及原油的一些理化指标，如含水量、含气量等，实现油井井口的多相在线计量需要低成本可靠稳定的仪器设备。
目前，由于井下情况复杂，油井的各项生产指标存在很大差异，气液比不稳定，变化范围很大，油井产液中杂质含量高，气液分离效果差，尤其是易受天气温度影响，导致测量精度不够，计量误差大，甚至损坏装置，无法满足油田生产的需要。
发明内容
针对现有技术中油井计量器存在计量误差大、无法满足油田生产需要等不足，本发明要解决的问题是提供一种可实现三相精确计量的气液多相计量的称重式油井计量器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种气液多相计量的称重式油井计量器，包括气液分离器、称重式计量器以及气体计量流量计，其中气液分离器的入口侧接入被测介质，液出口侧经液管线与称重式计量器的入口侧连接，气出口侧经气管线连接气体计量流量计；气体计量流量计和称重式计量器的出口侧均通过出口阀门接至旁通管线。
气液分离器进口管采用切边偏进口管管段，即气液分离器本体为粗管，其入口侧为细管，并切粗管边部与粗管连通。
气液分离器内腔采用波形薄板捕雾分离结构，包括安装于本体内管壁上的分离伞和连接于分离伞下部的旋转通道隔板以及设于分离伞的上方的捕雾板，旋转通道隔板轴向设置带有气孔的气通道管，捕雾板采用波浪形板。
所述气液分离器本体上部设有连接法兰。
气液分离器下部液管线外设有电伴热管，气液分离器、称重式计量器、气体计量流量计以及各管线、阀门及检测部分外部整体设保温层。
所述称重式计量器的主体腔为轴向水平的圆柱形，内设称重翻斗，称重翻斗的转动中心在圆柱形的轴线上。
主体腔的壳体为加热夹层结构，夹层的上端为出水口，下端为进水口。
主体腔底部设有稳定出口腔，稳定出口腔底部封头出口管线经弯头连接出口阀门，弯头上部安装原油含水率监测传感器，其信号线接至控制装置。
主体腔上部设有顶部管线，经第一阀门与气管线8连通。
气体计量流量计采用旋进旋涡气体流量计，气体计量流量计出口管线设有可防止液体挤压气体回流的气体管线的气液平衡包。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明结合高效旋式离心与波形薄板捕雾气液分离器实现油井生产原油介质稳定高效分离，分离后实现气体和液体分相计量，液体为称重计量，精度更高，液体称重计量后由含水率监测仪实现在线原油含水监测，实现油、水、气三相精确计量。
附图说明
图1为本发明管线结构示意图；
图2为本发明中切边偏进口管管段结构示意图。
其中，1为进口管线，2为进口阀门，3为第一压力表，4为切边偏进口管管段，5为气液分离器，501为分离伞，502为旋转通道隔离板，503为捕雾板，504为气通道管，505为连接法兰，6为液管线，7为旁通阀门，8为气管线，9为第一阀门，10为称重式计量器，11为原油含水率监测传感器，12为排污口，13为管线，14为第二压力表，15为第二阀门，16为气体计量流量计，17为气液平衡包，18为第三压力表，19为出口阀门。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明一种气液多相计量的称重式油井计量器，包括气液分离器5、称重式计量器10以及气体计量流量计16，其中气液分离器5的入口侧接入被测介质，气液分离器5的液出口侧经液管线与称重式计量器的入口侧连接，气液分离器5的气出口侧经气管线连接气体计量流量计16；气体计量流量计16和称重式计量器10的出口侧均通过出口阀门19接至旁通管线13。
如图2所示，气液分离器5进口管采用切边偏进口管管段4，即气液分离器5的本体为粗管，其入口侧管段为细管，并切粗管边部与粗管连通。
气液分离器5的内腔采用波形薄板捕雾分离结构，包括安装于本体内管壁上的分离伞501和连接于分离伞501下部的旋转通道隔板502，旋转通道隔板502轴向设置带有气孔的气通道管504。
旋转通道隔板502以气通道管504为轴，在气通道管504外部螺旋盘绕。本体内管壁上、分离伞501的上方还安装捕雾板503，当本体腔内雾气浓的时候，小液滴会跟着气流流动，碰撞到捕雾板后汇成液滴，经液管线6进入称重式计量器10内。本实施例中捕雾板503为采用304不锈钢制成的波浪形板，以增大接触面积，使气液分离效果更好。
气液分离器本体上部设计为连接法兰505，使之成为可拆装结构，方便分离伞501、旋转通道隔板502以及捕雾板503的拆装和清洗。
气液分离器5下部液管线外还可设有电伴热管。气液分离器5、称重式计量器10、气体计量流量计16以及各管线、阀门及检测部分外部整体设加气凝胶铁皮保温层。
称重式计量器10的主体腔为轴向水平的圆柱形，内设称重翻斗，称重翻斗的转动中心在圆柱形的轴线上；主体腔的壳体为加热夹层结构，夹层的上端为出水口，下端为进水口；同时在主体腔底部设有稳定出口腔，稳定出口腔底部封头出口管线经弯头连接出口阀门，弯头上部安装原油含水率监测传感器，其信号线接至控制装置。主体腔上部还设有顶部管线，经第一阀门9与气管线8连通，用于使重式计量器10顶部二次分离的气体流向气体计量流量计16。
气体计量流量计采用旋进旋涡气体流量计，气体计量流量计出口管线设有可防止液体挤压气体回流的气体管线的气液平衡包17，防止液体挤压进入用于气体回流的气体管线。
本发明在使用时，安装方式如下：
进口管线1经进口阀门2连接至气液分离器5的切边偏进口管管段4，切边偏进口管管段4上安装第一压力表3，用于观察进口介质压力变化；切边偏进口管管段4为气液分离器5的入口侧管件，将被测介质引入气液分离器5的本体腔中；气液分离器5的液出口与液管线6连接，分离器5的气出口与气管线8连接，气管线8上安装第二压力表14，并通过第一阀门9与称重式计量器10顶部管线连接，使称重式计量器10顶部二次分离的气体流向气体计量流量计16；液管线6与称重式计量器10的进口管线连接，经过称重计量的液体汇集在稳定出口腔内，流过计量器出口管线时由原油含水率监测传感器11实时监测原油含水率，实现三相计量；称重式计量器10出口管线设置排污口12；气管线9经第二阀门15连接气体计量流量计16，实现气体在线计量。气体计量流量计16通过管线与气液平衡包17连接，气液平衡包17出口管线安装第三压力表18，与称重式计量器10出口管线汇合后连接对出口阀门19，出口阀门19与旁通管线13连接，旁通管线13与进口管线1之间安装旁通阀门7。
本发明的工作过程及原理如下：
气液经切边偏进口管管段4进入气液分离器5后形成旋转流体，离心分离液体随管壁旋转下流，中心形成气体空腔，气体上流，经气管线8进入气体计量流量计16连通进行气相计量；分离器下端液管线与称重式计量器10连通进行液相计量；计量器腔底部连接稳定出口腔，稳定出口腔底部封头出口管线与弯头连接上部安装原油含水率监测传感器，由原油含水率监测传感器上传测量数据，从而实现原油含水率的监测。
本发明中称重式计量器10主体腔的壳体采用加热夹层结构，可以通入热水进行保温，或者也可以加电热器加热夹层水，还可以在气液分离器5下部液管线6外加电伴热，最后在本发明结构的整体外部加气凝胶铁皮保温层，即在设备上裹气凝胶保温毡，外面包白铁皮。通过以上保温结构，使本发明成为一种全天候的计量装置，可以不受外部气温影响。
本发明结合高效旋式离心与波形薄板捕雾气液分离器实现油井生产原油介质稳定高效分离，分离后实现气体和液体分相计量，液体为称重计量，精度更高，液体称重计量后由含水率监测仪实现在线原油含水监测，实现油、水、气三相精确计量。
Claims (10)
1.一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：包括气液分离器、称重式计量器以及气体计量流量计，其中气液分离器的入口侧接入被测介质，液出口侧经液管线与称重式计量器的入口侧连接，气出口侧经气管线连接气体计量流量计；气体计量流量计和称重式计量器的出口侧均通过出口阀门接至旁通管线。
2.按权利要求1所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：气液分离器进口管采用切边偏进口管管段，即气液分离器本体为粗管，其入口侧为细管，并切粗管边部与粗管连通。
3.按权利要求1所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：气液分离器内腔采用波形薄板捕雾分离结构，包括安装于本体内管壁上的分离伞和连接于分离伞下部的旋转通道隔板以及设于分离伞的上方的捕雾板，旋转通道隔板轴向设置带有气孔的气通道管，捕雾板采用波浪形板。
4.按权利要求3所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：所述气液分离器本体上部设有连接法兰。
5.按权利要求1所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：气液分离器下部液管线外设有电伴热管，气液分离器、称重式计量器、气体计量流量计以及各管线、阀门及检测部分外部整体设保温层。
6.按权利要求1所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：所述称重式计量器的主体腔为轴向水平的圆柱形，内设称重翻斗，称重翻斗的转动中心在圆柱形的轴线上。
7.按权利要求6所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：主体腔的壳体为加热夹层结构，夹层的上端为出水口，下端为进水口。
8.按权利要求6所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：主体腔底部设有稳定出口腔，稳定出口腔底部封头出口管线经弯头连接出口阀门，弯头上部安装原油含水率监测传感器，其信号线接至控制装置。
9.按权利要求6所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：主体腔上部设有顶部管线，经第一阀门与气管线8连通。
10.按权利要求1所述的一种气液多相计量的称重式油井计量器，其特征在于：气体计量流量计采用旋进旋涡气体流量计，气体计量流量计出口管线设有可防止液体挤压气体回流的气体管线的气液平衡包。
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