CN109357976A - 一种多相流自动采集计量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多相流自动采集计量系统，其包括回压阀预制压力设定部分、气液分离气体计量部分和自动收集器部分；现有溢流模型采出端的多相流体经所述回压阀预制压力设定部分进行预制压力设定，设定预制压力后的多相流体进入所述气液分离气体计量部分进行气液分离，并对分离后的气体进行精确计量，液体部分由所述自动收集器部分进行收集。本发明降低了稠油油藏高温相对渗透率的测量难度，避免了高温高压实验条件下带来的安全隐患，简化了实验流程和操作要求，实现了采出液的自动采集计量，实现了高温稠油相对渗透率简单、省时、安全和准确的测量。本发明能广泛适用于石油工程、石油化工等科研领域。

Description

一种多相流自动采集计量系统

技术领域

本发明涉及一种石油工程、石油化工领域，特别是关于一种多相流自动采集计量系统。

背景技术

稠油高温相对渗透率曲线(以下简称高温相渗曲线)是稠油油藏岩石、热流体相互作用的动态特征参数，是稠油油藏开发过程中最为重要的基础资料之一。高温相渗曲线端点值决定了稠油油田热采开发的驱油效率，而根据油藏工程理论，油田开发的最终采收率等于驱油效率与波及系数的乘积，也就是说，高温相渗曲线形态决定了油田开发的动态特征。

目前，实验室采用常规的采出计量方法，即溢流模型出口端先采用冷凝器降温采出液，产出多相流体通过承压管道进入回压控制阀系统，采用人工不定时的取换量筒来收集，实验人员不可离开仪器，工作劳动强度大。由于产出的多相流体粘度不同，会导致产出液不连续的喷出，且具有高温的特征。工作人员操作时必须严格按照操作流程，以免被采出液流体烫伤。

发明内容

基于稠油高温相渗收集计量时实验员工作强度大、存在高温烫伤风险等技术问题，本发明的目的是提供一种多相流自动采集计量系统，其适用于室内模拟稠油油藏高温相对渗透率驱替分析等，具有模拟效果好、操作方便安全，试验数据的准确性为现场的研究和油田开采提供技术支持。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多相流自动采集计量系统，其包括回压阀预制压力设定部分、气液分离气体计量部分和自动收集器部分；现有溢流模型采出端的多相流体经所述回压阀预制压力设定部分进行预制压力设定，设定预制压力后的多相流体进入所述气液分离气体计量部分进行气液分离，并对分离后的气体进行精确计量，液体部分由所述自动收集器部分进行收集。

进一步，所述回压阀预制压力设定部分包括耐温耐压无缝管道、回压阀、高压三通阀门、高压缓冲容器和回压动力源；溢流模型采出端的多相流体经所述耐温耐压无缝管道进入所述回压阀；所述回压动力源用于加载预制压力，并将预制压力经承压管道传输至所述高压缓冲容器内进行预制压力缓冲，缓冲后的预置压力经所述高压三通阀门和承压管道进入所述回压阀，由所述回压阀对进入的多相流体加载预制压力。

进一步，位于所述回压动力源与所述高压缓冲容器之间的承压管道上设置有高压阀门；位于所述高压三通阀门与所述回压阀之间的承压管道上设置有压力传感器，所述回压动力源的设定压力值由所述压力传感器显示。

进一步，所述回压阀采用膜片加阀针开启式结构，所述回压阀阀体设有三个接口，侧面为流体进入口，上端面为预制压力接口，下端面为流体出口；所述预制压力接口通过承压管道与所述压力传感器连接。

进一步，当所述溢流模型采出端流体压力高于所述回压阀预制压力时，回压阀膜片弹起，阀针开启，流体溢流出进入所述气液分离气体计量部分；当所述溢流模型采出端压力低于所述回压阀的预制压力时，所述回压阀自动关闭。

进一步，所述气液分离气体计量部分包括低压三通阀门、气液分离器、气体干燥器和气体流量计；所述回压阀的流体出口经所述低压三通阀门与所述气液分离器连接，将预制压力后的多相流体传输至所述气液分离器内进行气液分离，分离后的气体经管线进入所述气体干燥器内干燥后，进入所述气体流量计中实时精确计量；分离后的液体经所述低压三通阀门进入所述自动收集器部分。

进一步，所述气液分离器室的堵头设有两个标准M8×1接口，其中一个接口连接至所述低压三通阀门，另一个接口通过管线连接到所述气体干燥器。

进一步，所述自动收集器部分包括柔性四氟管线、电磁伸缩器、滴管器、多管收集器和自动收集控制器；所述气液分离器室内分离出的液体经所述柔性四氟管线和电磁伸缩器进入所述滴管器，由所述滴管器将液体滴入所述多管收集器内进行计量；位于所述多管收集器底部设置有所述自动收集控制器，所述自动收集控制器对所述多管收集器进行计时、计滴操作。

进一步，所述多管收集器采用玻璃收集试管。

进一步，所述自动收集控制器采用单片机，能进行顺计时、倒计时和计滴操作，且具有自动复位、自动计管、功能指示、动态设置扫描和六位数码显示功能。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明降低了稠油油藏高温相对渗透率的测量难度，避免了高温高压实验条件下带来的安全隐患，简化了实验流程和操作要求，实现了采出液的自动采集计量，实现了高温稠油相对渗透率简单、省时、安全和准确的测量。本发明能广泛适用于石油工程、石油化工等科研领域。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种多相流自动采集计量系统，其包括回压阀预制压力设定部分、气液分离气体计量部分和自动收集器部分。现有溢流模型采出端的多相流体经回压阀预制压力设定部分进行预制压力设定，设定预制压力后的多相流体进入气液分离气体计量部分进行气液分离，并对分离后的气体进行精确计量，液体部分由自动收集器部分进行收集。

上述实施例中，回压阀预制压力设定部分包括耐温耐压无缝管道1、回压阀2、回压动力源3、高压缓冲容器4和高压三通阀门5。溢流模型采出端的多相流体经耐温耐压无缝管道1进入回压阀2；回压动力源3用于加载预制压力，并将预制压力经承压管道传输至高压缓冲容器4内进行预制压力缓冲，高压缓冲容器4内预先充一定压力的低压气体；缓冲后的预置压力经高压三通阀门5和承压管道进入回压阀2，由回压阀2对进入的多相流体加载预制压力。

其中，位于回压动力源3与高压缓冲容器4之间的承压管道上设置有高压阀门6；位于高压三通阀门5与回压阀2之间的承压管道上设置有压力传感器7，回压动力源3的设定压力值由压力传感器7显示。

在一个优选的实施例中，耐温耐压无缝管道1耐温耐压，其耐温180℃，耐压50MPa，通过压帽、压环连接到回压阀2的侧面接口端。

在一个优选的实施例中回压阀2采用膜片加阀针开启式结构，回压阀2阀体设有三个接口，侧面为流体进入口，上端面为预制压力接口，下端面为流体出口，接口形式均为M8×1行业内标准结构。预制压力接口通过承压管道与压力传感器7连接，当溢流模型采出端流体压力高于回压阀2预制压力时，回压阀膜片弹起，阀针开启，流体溢流出进入气液分离气体计量部分；当溢流模型采出端压力低于回压阀2的预制压力时，回压阀2自动关闭。

在一个优选的实施例中，回压动力源3采用电动式加载方式，泵腔容积为100ml，压力为50MPa,由活塞式缸体、滚珠丝杆传动机构、进口伺服力矩电机、驱动器、进口速度传感器、进口压力传感器等组成运行系统,能连续为流体提供无脉冲运动。单片机控制泵，也可由面板按键操作，液晶屏显示泵的压力、流速、位置、流量、运行状态、运行模式等，通过接口将信号传输给计算机操作。

上述各实施例中，气液分离气体计量部分包括低压三通阀门8、气液分离器9、气体干燥器10和气体流量计11。回压阀2的流体出口经低压三通阀门8与气液分离器9连接，将预制压力后的多相流体传输至气液分离器9内进行气液分离，分离后的气体经管线进入气体干燥器10，使含有湿度的气体通过气体干燥器10干燥后，进入气体流量计11中实时精确计量。分离后的液体经低压三通阀门8进入自动收集器部分。其中，低压三通阀门8用于切换不同试验采集计量，一个端口连接气液分离器9，一个端口连接自动收集器部分进行自动采集计量。

在一个优选的实施例中，气液分离器9用于气液相渗实验，气液包括气油或气水实验，气液分离器9容积可根据溢流模型孔隙大小可更换，容积可分为10ml、20ml、50ml、100ml和200ml。气液分离器9的堵头设有两个标准M8×1接口，其中一个接口连接至低压三通阀门8，另一个接口通过管线连接到气体干燥器10。

在一个优选的实施例中，气体流量计11用于实验流程中驱替的气体精确计量，气体流量计入口端连接有气体干燥器10。气体干燥器10设置有进出口，内装干燥颗粒，容积10ml，使含有湿度的气体通过干燥器后进行干燥。

上述各实施例中，自动收集器部分包括柔性四氟管线12、电磁伸缩器13、滴管器14、多管收集器15和自动收集控制器16。气液分离器9内分离出的液体经柔性四氟管线12和电磁伸缩器13进入滴管器14，由滴管器14将液体滴入多管收集器15内进行计量。位于多管收集器15底部设置有自动收集控制器16，由自动收集控制器16对多管收集器15进行计时、计滴等功能操作。

在一个优选的实施例中，多管收集器15采用玻璃收集试管：优选为100支，每支最大容量为12ml，可根据实验设定定时收集范围：1秒-24小时，任意选择，断电数据保存时间为十年，电源为AC220V±10％，50Hz。

在一个优选的实施例中，自动收集控制器16采用单片机，能进行顺计时、倒计时和计滴等功能操作，且具有自动复位、自动计管、功能指示、动态设置扫描、六位数码显示、操作简便使用范围广等特点，是生物学研究、药物分析、农业科研、化工、食品及医疗等领域的理想仪器设备。

综上所述，本发明在使用时，当气液分离器9将多相流体进行气液分离后，由于气体密度小，通过管线进入气体干燥器10内进行干燥，然后进入气体流量计11进行自动计量；气液分离器9产生得液体通过柔性四氟管线12和电磁伸缩器13进入多管收集器15进行计量，操作者可以根据流量对自动收集控制器16进行设计，按照一定的时间间隔自动更换计量设备，大幅减少实验者的工作强度，不用一直统计时间和更换计量设备。针对产出液体经常不连续的喷出，容易造成实验员烫伤的情况，由于在收集过程中采用电磁伸缩器13，该电磁伸缩器13会将液体自动进入计量设备内，因此不会出现溢出和喷射的现象，在多管收集器更换计量设备时，该电磁伸缩器13会自动缩回，带设备更换完毕后，电磁伸缩器13会再次伸出，大幅提高实验人员的安全性。

上述各实施例仅用于说明本发明，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种多相流自动采集计量系统，其特征在于：包括回压阀预制压力设定部分、气液分离气体计量部分和自动收集器部分；现有溢流模型采出端的多相流体经所述回压阀预制压力设定部分进行预制压力设定，设定预制压力后的多相流体进入所述气液分离气体计量部分进行气液分离，并对分离后的气体进行精确计量，液体部分由所述自动收集器部分进行收集。

2.如权利要求1所述系统，其特征在于：所述回压阀预制压力设定部分包括耐温耐压无缝管道、回压阀、高压三通阀门、高压缓冲容器和回压动力源；溢流模型采出端的多相流体经所述耐温耐压无缝管道进入所述回压阀；所述回压动力源用于加载预制压力，并将预制压力经承压管道传输至所述高压缓冲容器内进行预制压力缓冲，缓冲后的预置压力经所述高压三通阀门和承压管道进入所述回压阀，由所述回压阀对进入的多相流体加载预制压力。

3.如权利要求2所述系统，其特征在于：位于所述回压动力源与所述高压缓冲容器之间的承压管道上设置有高压阀门；位于所述高压三通阀门与所述回压阀之间的承压管道上设置有压力传感器，所述回压动力源的设定压力值由所述压力传感器显示。

4.如权利要求2所述系统，其特征在于：所述回压阀采用膜片加阀针开启式结构，所述回压阀阀体设有三个接口，侧面为流体进入口，上端面为预制压力接口，下端面为流体出口；所述预制压力接口通过承压管道与所述压力传感器连接。

5.如权利要求4所述系统，其特征在于：当所述溢流模型采出端流体压力高于所述回压阀预制压力时，回压阀膜片弹起，阀针开启，流体溢流出进入所述气液分离气体计量部分；当所述溢流模型采出端压力低于所述回压阀的预制压力时，所述回压阀自动关闭。

6.如权利要求1至5任一项所述系统，其特征在于：所述气液分离气体计量部分包括低压三通阀门、气液分离器、气体干燥器和气体流量计；所述回压阀的流体出口经所述低压三通阀门与所述气液分离器连接，将预制压力后的多相流体传输至所述气液分离器内进行气液分离，分离后的气体经管线进入所述气体干燥器内干燥后，进入所述气体流量计中实时精确计量；分离后的液体经所述低压三通阀门进入所述自动收集器部分。

7.如权利要求6所述系统，其特征在于：所述气液分离器室的堵头设有两个标准M8×1接口，其中一个接口连接至所述低压三通阀门，另一个接口通过管线连接到所述气体干燥器。

8.如权利要求1至5任一项所述系统，其特征在于：所述自动收集器部分包括柔性四氟管线、电磁伸缩器、滴管器、多管收集器和自动收集控制器；所述气液分离器室内分离出的液体经所述柔性四氟管线和电磁伸缩器进入所述滴管器，由所述滴管器将液体滴入所述多管收集器内进行计量；位于所述多管收集器底部设置有所述自动收集控制器，所述自动收集控制器对所述多管收集器进行计时、计滴操作。

9.如权利要求8所述系统，其特征在于：所述多管收集器采用玻璃收集试管。

10.如权利要求8所述系统，其特征在于：所述自动收集控制器采用单片机，能进行顺计时、倒计时和计滴操作，且具有自动复位、自动计管、功能指示、动态设置扫描和六位数码显示功能。