CN108798647A - 一种多功能油井井口气液计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能油井井口气液计量装置，所述壳体下端口连接出口管，壳体上端口固定有上盖，所述液气分离筒固定在壳体中心腔，所述液气分离筒下端口连通中心管，液气分离筒上端口设置位移传感器，所述液气分离筒与壳体内壁之间形成第一环空，所述中心管与出口管之间形成第二环空，第一环空与第二环空为连通状态，所述温度传感器、压力传感器安装在上盖上，并且温度传感器、压力传感器的下端均伸入壳体内，上端均通过信号线连接表头，所述位移传感器上端也通过信号线连接表头。本发明解决了原有产量标定方式使用设备多、人员多、时间长、标产准确性差的问题，减轻了职工劳动强度，节约油井计量成本费用。
Description
技术领域
本发明涉及油井井口液量、气量、压力、温度在线远传计量监测装置，具体地说是一种多功能油井井口气液计量装置。
背景技术
在油田的开发过程中油井的产液量、产气量等数据，是油田经营管理和分析地下油气储量以及运移规律的重要依据。传统方法是将各油井产出的油水气混合液通过单井管线流至计量站，利用计量分离器分别计量记录气体和油水混合液相关数据。随着油田的发展和油田四化建设的需要，计量站将逐步关闭，抽油机井用示功图远传只能实现产液量数据的录取，无法录取混在液体中气体数量，同时无杆泵井的在线计量监测还没有实现，电泵井所产出的混合液数量和气体数量无法计量，只能用罐车来标产，用罐车标定，操作不方便，工作量大。现有技术不能满足油田现场单井产出油水气混合液的计量问题。
经过检索，关于气液两相计量装置的公开技术也有不少，但都与本申请不相同，比如申请号201610169145.3，申请日2016.03.14一种超高粘度气液两相分离计量装置属于流量的测量技术领域，解决了气液两相分离计量装置测量误差非常大的问题，它包括管线、气液分离器、质量流量计和差压式流量计，进口管线与气液分离器上半部切向连接，气液分离器顶部设置有气相管线，在气相管线上设置有差压式流量计，气液分离器底部设置有液相管线，在液相管线上依次设置有质量流量计、差压式流量计和手动差压调节阀，液相管线通过手动差压调节阀与气相管线和出口管线连接，差压式流量计通过数据线与质量流量计表头上的PLC流量计算机连接。以上公开技术无论在技术方案还是要解决的技术问题以及有益效果方面均不相同。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能油井井口气液计量装置，解决了原有产量标定方式使用设备多、人员多、时间长、标产准确性差的问题，减轻了职工劳动强度，节约油井计量成本费用。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种多功能油井井口气液计量装置，包括表头、温度传感器、压力传感器、上盖、壳体、位移传感器、液气分离筒、出口管、中心管，所述壳体下端口连接出口管，壳体上端口固定有上盖，所述液气分离筒固定在壳体中心腔，所述液气分离筒下端口连通中心管，液气分离筒上端口设置位移传感器，所述液气分离筒与壳体内壁之间形成第一环空，所述中心管与进口管之间形成第二环空，第一环空与第二环空为连通状态，所述温度传感器、压力传感器安装在上盖上，并且温度传感器、压力传感器的下端均伸入壳体内，上端均通过信号线连接表头，所述位移传感器上端也通过信号线连接表头。
所述位移传感器包括相连接的位移杆和位移锥形头，所述液气分离筒上端口内侧也开设成与位移锥形头相配合的锥面，位移杆上端伸入上盖中心开设的导向孔中。
所述表头包括中央处理器以及均和中央处理器连接的AD模/数转换模块、电源整流电路、显示屏。
所述温度传感器、压力传感器、位移传感器均通过信号线连接AD模/数转换模块。
所述上盖通过螺栓固定在壳体上端口，上盖和壳体上端口之间设置密封垫。
所述液气分离筒和中心管连接处设置有密封圈。
所述出口管连接外管，中心管与外管之间形成第三环空，第三环控与第二环空连通。
所述出口管与外管通过卡箍进行连接。
所述出口管与外管对接端面上开设相对应的用来放置钢圈的钢圈槽。
所述中心管外端口外壁设有外螺纹，外螺纹里边设有环形凸台。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
采出的气液两相流体通过进口垂直向上流动，推动位移传感器上升，流体则通过位移传感器和进口管之间的环隙进入装置环空，流体对位移传感器的冲力和位移传感器的重力形成一对相互作用力并达到平衡，流体的流量同环隙面积有关，位移传感器上升高度越高，环隙面积越大，流体流量也就越大，因此位移传感器的上升高度反映了流体流量的大小。流体内的气体上升会在环空的上方形成一封闭的气室，气液双相流在上升的过程中遇到障碍物会形成涡流，涡流的频率同气体的流量有关，频率越大气体的量越高；进入流量计的流体向下通过出口管流出，测量位移传感器的上升高度和振动频率，通过AD模/数转换模块，传输到CPU中央处理器，通过显示屏显示采出液的数据。同时温度传感器和压力传感器，对流量数据进行压力和温度校正，使得流量测量系数更加稳定，提高计量范围和介质适应能力。由于浮子质量稳定，再加上在线温度和压力修正，所以测量数据可靠，重复性好，适应性强。
本发明实现了油田油井的气液两相在线计量监测，并且具有储存功能，流量测量范围在0t/d～800t/d，压力测量范围在0MPa～25Mpa，温度测量范围：10℃～150℃，液相流量精度±5％，气相流量精度±10％，流体粘度不超过300mPa.S，解决了原有产量标定方式使用设备多、人员多、时间长、标产准确性差的问题，减轻了职工劳动强度，节约油井计量成本费用。
附图说明
图1为本发明现场主视局部剖视结构示意图。
图2为本发明工作原理框图。
图3为本发明现场应用主视结构示意图。
图中，0.表头，0-1.显示屏，0-2.开关，0-3.信号线；1.温度传感器，2.电源线，3.压力传感器，4.上盖，5.螺栓，506.密封垫，6.壳体，7.位移传感器，8.液气分离筒，9.密封圈，10.卡箍，11.出口管，12.钢圈，13.外管，14.中心管，14-1.环形凸台；15.采油树，16.第一生产闸门，17.第二生产闸门，18.油嘴套，19.立导管，20.第一回压闸门，21.第二回压闸门，22.单井管线；C.出口，J.进口，H.环空，G.钢圈槽。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
如附图1至3所示，一种多功能油井井口气液计量装置，由表头0、温度传感器1、电源线2、压力传感器3、上盖4、螺栓5、密封垫506、壳体6、位移传感器7、液气分离筒8、密封圈9、卡箍10、出口管11、钢圈12、外管13、中心管14组成。所述的表头0的前面设有显示屏0-1和开关0-2，内部设有电路板，线路板上设有CPU中央处理器、AD模/数转换模块、电源整流电路等，下部设有电源线2；表头0安装在上盖4的上部，上盖4与壳体6之间设有密封垫506，通过螺栓5连接，壳体6的下部出口管11与外管13通过卡箍10连接，出口管11与外管13两卡箍头之间设有钢圈12；在上盖4的下部外圆部分设有温度传感器1和压力传感器3，中心设有位移传感器7，传感器1和压力传感器3及位移传感器7分别通过信号线0-3与表头0内的AD模/数转换模块连接；位移传感器7的圆锥形下端坐在液气分离筒8的出口C上，中心管14插入液气分离筒8的下部，中心管14与液气分离筒8之间设有两道密封圈9。中心管右端设有外螺纹，外螺纹里边设有环形凸台。
液相流量公式：
Q液＝f(h,p,T)；
式中：Q液-液相流量，t/d，Q液是浮子振幅h，流体压力p和流体温度T的函数。
气相流量公式：
Q气＝g(h,f,p,T)；
式中：Q气-气相流量，m3/d，Q气是浮子振幅h，浮子振频f，流体压力p和流体温度T的函数。
工作原理：采出的气液两相流体通过进口垂直向上流动，推动位移传感器上升，流体则通过位移传感器和进口管之间的环隙进入装置环空，流体对位移传感器的冲力和位移传感器的重力形成一对相互作用力并达到平衡，流体的流量同环隙面积有关，位移传感器上升高度越高，环隙面积越大，流体流量也就越大，因此位移传感器的上升高度反映了流体流量的大小。流体内的气体上升会在环空的上方形成一封闭的气室，气液双相流在上升的过程中遇到障碍物会形成涡流，涡流的频率同气体的流量有关，频率越大气体的量越高；进入流量计的流体向下通过出口管流出，测量位移传感器的上升高度和振动频率，通过AD模/数转换模块，传输到CPU中央处理器，通过显示屏显示采出液的数据。同时温度传感器和压力传感器，对流量数据进行压力和温度校正，使得流量测量系数更加稳定，提高计量范围和介质适应能力。由于浮子质量稳定，再加上在线温度和压力修正，所以测量数据可靠，重复性好，适应性强。
操作方法：首先，倒采油树15流程，打开另一侧生产流程的第二生产闸门17、第二回压闸门21，关闭原生产流程的第一生产闸门16、第一回压闸门20；其次，将中心管14外螺纹与采油树15上的油嘴套18内上油嘴的内螺纹连接，外管13外螺纹与油嘴套18的上丝堵的内螺纹连接，在钢圈槽G上放上钢圈12，把外管13的左端插入液气分离筒8的下部入口，使外管13的卡箍头与外管13的卡箍头对在一起，卡上卡箍10，将固定螺栓上紧；第三，接通电源线2，打开开关0-2、原生产流程的第一生产闸门16、第一回压闸门20，关闭另一侧生产流程的第二生产闸门17、第二回压闸门21。则油井产出液通过中心管14到进口J进入液气分离筒8，将位移传感器7顶起，产出液通过出口C流到中心管14与出口管11的环空H，到立导管19、第一回压闸门20进入单井管线22。在表头0上显示屏上显示出日产液量、日产气量及产出液温度和压力，并且具有储存功能，达到自动标定油井产出液的目的。
本发明适用于除稠油井以外的所有油井的气液两相在线计量监测，解决了原有油井井口没有气液两相在线远传计量监测的问题，实现了液量、气量、温度、压力实时监测和报警功能，提高了突发事件的处置能力，降低了职工劳动强度，减少了工作量，适应四化建设的需要，具有极高的推广和使用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (10)
1.一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，包括表头、温度传感器、压力传感器、上盖、壳体、位移传感器、液气分离筒、出口管、中心管，所述壳体下端口连接出口管，壳体上端口固定有上盖，所述液气分离筒固定在壳体中心腔，所述液气分离筒下端口连通中心管，液气分离筒上端口设置位移传感器，所述液气分离筒与壳体内壁之间形成第一环空，所述中心管与出口管之间形成第二环空，第一环空与第二环空为连通状态，所述温度传感器、压力传感器安装在上盖上，并且温度传感器、压力传感器的下端均伸入壳体内，上端均通过信号线连接表头，所述位移传感器上端也通过信号线连接表头。
2.根据权利要求1所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述位移传感器包括相连接的位移杆和位移锥形头，所述液气分离筒上端口内侧也开设成与位移锥形头相配合的锥面，位移杆上端伸入上盖中心开设的导向孔中。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述表头包括中央处理器以及均和中央处理器连接的AD模/数转换模块、电源整流电路、显示屏。
4.根据权利要求3所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述温度传感器、压力传感器、位移传感器均通过信号线连接AD模/数转换模块。
5.根据权利要求1所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述上盖通过螺栓固定在壳体上端口，上盖和壳体上端口之间设置密封垫。
6.根据权利要求1所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述液气分离筒和中心管连接处设置有密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述出口管连接外管，中心管与外管之间形成第三环空，第三环空与第二环空连通。
8.根据权利要求7所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述出口管与外管通过卡箍进行连接。
9.根据权利要求8所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述出口管与外管对接端面上开设相对应的用来放置钢圈的钢圈槽。
10.根据权利要求1所述的一种多功能油井井口气液计量装置，其特征在于，所述中心管外端口外壁设有外螺纹，外螺纹里边设有环形凸台。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181113 |