CN109113718A - 一种油井两相流量计及其计量方法 - Google Patents

一种油井两相流量计及其计量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油井两相流量计及其计量方法，所述流量计包括外壳(1)，外壳(1)上设有入口(3)和出口(4)，外壳(1)内设有测量内腔(2)，入口(3)与测量内腔(2)相通，测量内腔(2)内设有阀芯(6)，阀芯(6)的上端设有电磁线圈(7)，电磁线圈(7)与控制电路相连，阀芯(6)上设有下阀门(8)和上阀门(9)，下阀门(8)用于控制测量内腔(2)的底部是否与外壳(1)的内部相通，上阀门(9)用于控制测量内腔(2)的顶部是否与外壳(1)的内部相通，测量内腔(2)中还设有液位传感器(10)。其能同时实现多种测量目的，且不会导致堵塞，而且工作灵敏可靠。

Description

一种油井两相流量计及其计量方法
技术领域
本发明属于测量技术领域，涉及一种油井流量计及其计量方法，具体涉及一种油井两相流量计及其计量方法。
背景技术
由于原油中含水、含气，且流量小，因此，采油井井口的工况复杂，井口产液量的计量一直是个难题。
同时，在原油中含气量比较大时，也希望知道原油中的含气量。而且，有时候还需要知道原油的含水率、温度、油井管道的压力等。这样，往往需要采用多种不同的流量计，使得测量起来非常繁琐，且测量的准确率比较低
鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的油井流量计及其计量方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种油井两相流量计及其计量方法，其能同时实现多种测量目的，且不会导致堵塞，而且工作灵敏可靠。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种油井两相流量计，其包括外壳，所述外壳上设有入口和出口，其特征在于，所述外壳内设有测量内腔，所述入口与所述测量内腔相通，所述测量内腔内设有阀芯，所述阀芯的上端设有电磁线圈，所述电磁线圈与控制电路相连，所述阀芯上设有下阀门和上阀门，所述下阀门用于控制所述测量内腔的底部是否与所述外壳的内部相通，所述上阀门用于控制所述测量内腔的顶部是否与所述外壳的内部相通，所述测量内腔中还设有液位传感器。
进一步地，其中，所述测量内腔中还设有含水探头。
更进一步地，其中，所述含水探头包括壳体，所述壳体内设有含水传感器和温度传感器。
再进一步地，其中，所述外壳的内部设有压力传感器。
此外，本发明还提供一种使用上述油井两相流量计计量油井井口液体流量和气体流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将所述油井两相流量计安装在油井井口的管道上，其中，所述入口与输入管道相连，所述出口与输出管道相连；
(2)、进行液体流量测量：通过所述控制电路控制所述电磁线圈正向通电，使所述阀芯向下运动，从而使所述下阀门关闭并使所述上阀门导通，打开输入管道上的控制阀使输入管道中的气液混合物进入所述测量内腔中且使得气液混合物中的气体通过所述上阀门排出所述测量内腔，同时开始计时，并用所述液位传感器测量所述测量内腔的液位高度，等到所述测量内腔的液位高度为h，记下时间t，根据如下公式即可得到液体流量：
Vy＝h*S；
Qy＝Vy/t；
其中，Vy为所述测量内腔内的液体的体积，S为所述测量内腔的截面积，Qy为液体流量；
(3)、进行气体流量测量：通过所述控制电路控制所述电磁线圈反向通电，使所述阀芯向上运动，从而使所述下阀门导通并使所述上阀门关闭，使所述测量内腔中的液体通过所述下阀门排出并使气体存留在所述测量内腔内，同时开始计时，并用所述液位传感器测量所述测量内腔的液位高度，一直等到所述测量内腔的液位高度为0，记下时间t1，根据如下公式即可得到气体流量：
Vq＝h*S；
Qq＝Vq/t1；
其中，Vq为所述测量内腔(2)内的气体的体积，Qq为气体流量。
与现有的流量计相比，本发明的油井两相流量计及其计量方法具有如下有益技术效果：
1、其能同时实现油井井口的液体流量、气体流量、管道压力、介质温度和含水率的测量，测量范围广，使用方便；
2、由于任何时候所述上阀门和下阀门总有一个处于开通状态，因此，不会导致堵塞；
3、由于阀芯是由电磁控制的，因此，工作灵敏可靠。
附图说明
图1是本发明的油井两相流量计的结构示意图。
图2是使用本发明的油井两相流量计计量液体流量时的结构示意图。
图3是使用本发明的油井两相流量计计量气体流量时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
图1示出了本发明的油井两相流量计的结构示意图。如图1所示，本发明的油井两相流量计包括外壳1。所述外壳1上设有入口3和出口4。在使用时，将所述油井两相流量计安装在油井井口的管道上。其中，所述入口3与输入管道相连，所述出口4与输出管道相连。
在本发明中，所述外壳1内设有测量内腔2。所述测量内腔2是一个设置在所述外壳1内部的空心腔体。所述入口3与所述测量内腔2相通。来自所述输入管道的气液混合物(也就是，来自油井的原油)通过所述入口3进入所述测量内腔2内部。
所述测量内腔2内设有阀芯6。所述阀芯6的上端设有电磁线圈7。所述电磁线圈7与控制电路相连。所述阀芯6上设有下阀门8和上阀门9。其中，所述下阀门8用于控制所述测量内腔2的底部是否与所述外壳1的内部相通。所述上阀门9用于控制所述测量内腔2的顶部是否与所述外壳1的内部相通。
具体地，通过所述控制电路控制所述电磁线圈7正向通电，使所述阀芯6向下运动，从而使所述下阀门8关闭并使所述上阀门9导通。这样，来自所述输入管道的气液混合物(也就是原油)进入所述测量内腔2后，所述气液混合物中的气体通过所述上阀门9排出所述测量内腔2，液体L留在所述测量内腔2内部。如图2所示。
通过所述控制电路控制所述电磁线圈7反向通电，使所述阀芯6向上运动，从而使所述下阀门8导通并使所述上阀门9关闭。这样，使进入所述测量内腔2中的液体L通过所述下阀门8排出。并且，由于所述上阀门9是关闭的，气体G无法排出，从而使气体G存留在所述测量内腔2内。如图3所示。
所述测量内腔2中还设有液位传感器10。通过所述液位传感器10可以测量所述测量内腔2中的液体的高度。
同时，在本发明中，所述测量内腔2中还设有含水探头5。优选地，所述含水探头5包括壳体。所述壳体内设有含水传感器和温度传感器。通过所述含水传感器可以测量原油的含水率。通过所述温度传感器可以测量介质(也就是，原油)的温度。
此外，在本发明中，所述外壳1的内部设有压力传感器11。通过所述压力传感器11可以测量所述外壳1内部的压力。由于所述外壳1是与油井井口的管道相连和相通的，因此，也就可以测量油井井口的管道的压力。
在使用本发明的油井两相流量计计量油井井口液体流量和气体流量时，首先，将所述油井两相流量计安装在油井井口的管道上。其中，所述入口3与输入管道相连。所述出口4与输出管道相连。
接着，可以进行液体流量测量。
如图2所示，在进行液体流量测量时，通过所述控制电路控制所述电磁线圈7正向通电，使所述阀芯6向下运动，从而使所述下阀门8关闭并使所述上阀门9导通。此时，打开输入管道上的控制阀使输入管道中的气液混合物(原油)进入所述测量内腔2中，同时使得气液混合物中的气体通过所述上阀门9排出所述测量内腔2。同时开始计时，并用所述液位传感器10测量所述测量内腔2的液位高度。等到所述测量内腔2的液位高度为h，记下时间t，根据如下公式即可得到液体流量：
Vy＝h*S；
Qy＝Vy/t。
其中，Vy为所述测量内腔内的液体的体积，S为所述测量内腔的截面积，Qy为液体流量。
然后，可以进行气体流量测量。
如图3所示，在测量气体流量时，通过所述控制电路控制所述电磁线圈7反向通电，使所述阀芯6向上运动，从而使所述下阀门8导通并使所述上阀门9关闭。这样，使所述测量内腔2中的液体L通过所述下阀门8排出并使气体G存留在所述测量内腔2内。同时开始计时，并用所述液位传感器10测量所述测量内腔2的液位高度。一直等到所述测量内腔2的液位高度为0，记下时间t1。根据如下公式即可得到气体流量：
Vq＝h*S；
Qq＝Vq/t1。
其中，Vq为所述测量内腔2内的气体的体积，Qq为气体流量。
本发明的油井两相流量计能同时实现油井井口的液体流量、气体流量、管道压力、介质温度和含水率的测量，测量范围广，使用方便。同时，由于任何时候所述上阀门和下阀门总有一个处于开通状态，因此，不会导致堵塞。而且，由于阀芯是由电磁控制的，因此，其工作灵敏可靠。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种油井两相流量计，其包括外壳(1)，所述外壳(1)上设有入口(3)和出口(4)，其特征在于，所述外壳(1)内设有测量内腔(2)，所述入口(3)与所述测量内腔(2)相通，所述测量内腔(2)内设有阀芯(6)，所述阀芯(6)的上端设有电磁线圈(7)，所述电磁线圈(7)与控制电路相连，所述阀芯(6)上设有下阀门(8)和上阀门(9)，所述下阀门(8)用于控制所述测量内腔(2)的底部是否与所述外壳(1)的内部相通，所述上阀门(9)用于控制所述测量内腔(2)的顶部是否与所述外壳(1)的内部相通，所述测量内腔(2)中还设有液位传感器(10)。
2.根据权利要求1所述的油井两相流量计，其特征在于，所述测量内腔(2)中还设有含水探头(5)。
3.根据权利要求2所述的油井两相流量计，其特征在于，所述含水探头(5)包括壳体，所述壳体内设有含水传感器和温度传感器。
4.根据权利要求3所述的油井两相流量计，其特征在于，所述外壳(1)的内部设有压力传感器(11)。
5.一种使用权利要求1-4中任一项所述的油井两相流量计计量油井井口液体流量和气体流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将所述油井两相流量计安装在油井井口的管道上，其中，所述入口(3)与输入管道相连，所述出口(4)与输出管道相连；
(2)、进行液体流量测量：通过所述控制电路控制所述电磁线圈(7)正向通电，使所述阀芯(6)向下运动，从而使所述下阀门(8)关闭并使所述上阀门(9)导通，打开输入管道上的控制阀使输入管道中的气液混合物进入所述测量内腔(2)中且使得气液混合物中的气体通过所述上阀门(9)排出所述测量内腔(2)，同时开始计时，并用所述液位传感器(10)测量所述测量内腔(2)的液位高度，等到所述测量内腔(2)的液位高度为h，记下时间t，根据如下公式即可得到液体流量：
Vy＝h*S；
Qy＝Vy/t；
其中，Vy为所述测量内腔(2)内的液体的体积，S为所述测量内腔(2)的截面积，Qy为液体流量；
(3)、进行气体流量测量：通过所述控制电路控制所述电磁线圈(7)反向通电，使所述阀芯(6)向上运动，从而使所述下阀门(8)导通并使所述上阀门(9)关闭，使所述测量内腔(2)中的液体(L)通过所述下阀门(8)排出并使气体(G)存留在所述测量内腔(2)内，同时开始计时，并用所述液位传感器(10)测量所述测量内腔(2)的液位高度，一直等到所述测量内腔(2)的液位高度为0，记下时间t1，根据如下公式即可得到气体流量：
Vq＝h*S；
Qq＝Vq/t1；
其中，Vq为所述测量内腔(2)内的气体的体积，Qq为气体流量。
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