CN110566179A - 智能一体化计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能一体化计量装置，包括橇装箱，分别布设在橇装箱内的废液缓冲罐、污水提升泵、旋流除砂器、真空抽吸泵、冷却水罐、多相流量计、标定罐、污水/污油缓冲罐、污水/污油装车泵、锅炉设备、仪表控制柜和电气控制柜。本发明还提供了智能一体化计量装置的计量方法，通过上述方案，本发明具有结构简单、运行可靠、计量准确等优点，在井口废液处理计量技术领域具有很高的实用和推广价值。

Description

智能一体化计量装置

技术领域

本发明涉及井口试采液处理计量技术领域，尤其是智能一体化计量装置。

背景技术

目前，现有技术中的井口油水试采残液处理流程发展相对较为滞后。其中，主要来源：每口井试油运行一般7-10天，试油过程中产生的废液主要有4类(压裂后喷出液、抽吸出的油水试采液、计量池残液和操作台残液)，在此中以抽吸的油水废液为主。现有技术中对井口残液主要处理方式：现场主要采用两个10m³(5*2*1m)的敞口计量罐接收井口试采液(上面还有一个小计量罐，残液来量小时用)；敞口计量罐接收的残液沉降后，上层污油用22m³的槽车运走，下层污水被注水泵循环注入地下。

针对上述井口试采液处理设备及工艺，主要存在以下问题：

第一，每个井口自身配备有～90kw柴油发电机组，新增设备用电可从此引用，但需控制在一半负荷以内，其他水、气现场都不具备；新鲜水可以用槽车拉来，若采用加热炉的话，需自备柴油燃料；

第二，来液一般常温，进入敞口计量罐后污油很快凝固、抽吸困难，现场都需要用蒸汽吹扫才能用罐车拉走；

第三，目前采用的计量罐敞口操作，污染环境、现场工作条件恶劣；

第四，对于无动力循环泵井口，需要考虑真空抽吸方式收集残液。

因此，急需提出一种结构简单、降低污染、提高井口废液的处理效率的智能一体化计量装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种智能一体化计量装置，本发明采用的技术方案如下：

智能一体化计量装置，包括呈长方体结构的撬装箱，

废液缓冲罐，布设在撬装箱内，用于收集井口试采液；

污水提升泵，布设在撬装箱内、且与废液缓冲罐采用管路连接，用于加压经废液缓冲罐缓冲的井口试采液；

旋流除砂器，布设在撬装箱内、且与污水提升泵采用管路连接，用于分离井口试采液中的砂体，并沉积于旋流除砂器底部；

多相流量计，布设在撬装箱内、且与旋流除砂器的顶部采用管路连接，用于间歇或瞬时计量旋流除砂器流入多相流量计的井口试采液的液体量；

标定罐，布设在撬装箱内、且与旋流除砂器的顶部采用管路连接，用于计量井口试采液的流量；

污水/污油缓冲罐，布设在撬装箱内、且分别与多相流量计和标定罐采用管路连接，用于存储砂体分离后的井口试采液；

污水/污油装车泵，布设在撬装箱内、且与污水/污油缓冲罐采用管路连接，用于将污水/污油缓冲罐内的井口试采液输送给污水处理厂，以及

仪表控制柜和电气控制柜，分别与废液缓冲罐、污水提升泵、旋流除砂器、多相流量计、标定罐、污水/污油缓冲罐和污水/污油装车泵连接。

进一步地，所述智能一体化计量装置，还包括布设在撬装箱内、与废液缓冲罐的顶部采用管路连接、用于抽出废液缓冲罐内空气的真空抽吸泵，以及布设在撬装箱内、且与真空抽吸泵采用管路连接的冷却水罐。

进一步地，所述智能一体化计量装置，还包括布设在撬装箱内、用于向废液缓冲罐、标定罐和污水/污油缓冲罐提供低压蒸汽预热的锅炉设备

一种智能一体化计量装置的计量方法，包括以下步骤：

利用废液缓冲罐收集并缓冲井口试采液；

采用污水提升泵将废液缓冲罐内的井口试采液加压输送至旋流除砂器，在旋流除砂器内分离出井口试采液中的砂体；

将旋流除砂器顶部溢出的井口试采液分别输送至多相流量计和标定罐；所述多相流量计采用间歇或瞬时计量旋流除砂器流入多相流量计内的井口试采液的液体量；

将多相流量计和标定罐计量后的井口试采液汇集于污水/污油缓冲罐内，并利用污水/污油装车泵将污水/污油缓冲罐内的井口试采液输送给污水处理厂。

进一步地，所述智能一体化计量装置的计量方法，还包括采用锅炉设备向废液缓冲罐、标定罐和污水/污油缓冲罐提供低压蒸汽预热。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙地废液缓冲罐、污水提升泵、旋流除砂器、多相流量计、标定罐、污水/污油缓冲罐、污水/污油装车泵和锅炉设备的一体结构，以实现井口试采液的采集、计量、加热、存储等功能，井口试采液经过废液缓冲罐、污水提升泵、旋流除砂器、多相流量计等完成加热、计量后输送至储罐储存，待储存一定量后装车外运；

(2)本发明通过设置真空抽吸泵和冷却水罐，为了应对井口多种工况，其处理弹性较大：井口来液是否有压力，均可处理，井口试采的抽吸液或减压后的放喷液均可处理，撬装箱内设有真空泵，针对无压力的试采液可开启真空泵；撬装箱内缓冲罐设有自力式调节阀、撬装箱整体设有放空管，对于气体量较大放喷试采液会将气体集中、安全排放；

(3)本发明通过设置锅炉设备，对缓冲罐、储罐加热，建立温度场，增加油品流动性，减少凝管的风险，保证低温下井口试采液计量可靠。

(4)本发明采用两种计量方式互补、互校：撬装箱内多相流量计可计量间歇和/或连续的流量；撬装箱内还设有标定罐，并设有界位计、液位计，可分别计量一定时间间隔内的试采液油/水的间歇流量，可作为辅助计量和校准计量的方式；

综上所述，本发明具有结构简单、运行可靠、计量准确等优点，在井口废液处理计量技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的立体结构示意图(一)。

图2为本发明的立体结构示意图(二)。

图3为本发明的原理图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-废液缓冲罐，2-污水提升泵，3-旋流除砂器，4-真空抽吸泵，5-冷却水罐，6-多相流量计，7-标定罐，8-污水/污油缓冲罐，9-污水/污油装车泵，10-锅炉设备，11-仪表控制柜，12-电气控制柜。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图3所示，本实施例提供了智能一体化计量装置，需要说明的是，本实施例中的多相流量计、仪表控制柜和电气控制柜为购买所得，其控制软件和连接均为现有技术，在此就不予赘述。

在本实施例中，智能一体化计量装置主要包括呈长方体结构的撬装箱，布设在撬装箱内、用于收集井口试采液的废液缓冲罐1，布设在撬装箱内、且与废液缓冲罐1采用管路连接、用于加压经废液缓冲罐1缓冲的井口试采液的污水提升泵2，布设在撬装箱内、且与污水提升泵2采用管路连接、用于分离井口试采液中的砂体的旋流除砂器3，布设在撬装箱内、且与旋流除砂器3的顶部采用管路连接、用于间歇或瞬时计量旋流除砂器3流入的井口试采液的液体量的多相流量计6，布设在撬装箱内、且与旋流除砂器3的顶部采用管路连接、用于计量井口试采液的流量的标定罐7，布设在撬装箱内、且分别与多相流量计6和标定罐7采用管路连接、用于存储砂体分离后的井口试采液的污水/污油缓冲罐8，布设在撬装箱内、且与污水/污油缓冲罐8采用管路连接，用于将污水/污油缓冲罐8内的井口试采液输送给污水处理厂的污水/污油装车泵9，分别与废液缓冲罐1、污水提升泵2、旋流除砂器3、多相流量计6、标定罐7、污水/污油缓冲罐8和污水/污油装车泵9连接的仪表控制柜11和电气控制柜12，布设在撬装箱内、与废液缓冲罐1的顶部采用管路连接、用于抽出废液缓冲罐1内空气的真空抽吸泵4，布设在撬装箱内、且与真空抽吸泵4采用管路连接的冷却水罐5，以及布设在撬装箱内、用于向废液缓冲罐1、标定罐7和污水/污油缓冲罐8提供低压蒸汽预热的锅炉设备10。

在本实施例中，多相流量计6为中科院力学所研发，其可以实现油田单井采出液的在线实时测量，可计量油气水各相的瞬时和累计流量，具有测量精度高、速度快、体积小、无放射源、超大量程比、适用范围宽等显著优点，测量精度达到国际领先水平。并且，该产品能够适用于海洋平台和陆上的单井、汇井环境，也可用于天然气井的湿气计量。该流量计采用全新的技术原理，通过巧妙的结构设计和独有的模型算法，实时输出多相流量数据(体积流量、质量流量)，操作界面直观友好，能及时准确掌握油井的油气水产出规律，为生产决策提供量化数据，并能有效促进油气田降本增效，精简地面工程。优化生产管理，为向数字化油气田转型提供基础测量数据。

下面简要说明本装置的工作原理：

从工作原理图可以看出，井口试采液经过废液缓冲罐(V-101)收集，经污水提升泵(P-102)提升压力后进入旋流除砂器(V-102)除砂作业，液体从上部流出，进入多相流量计橇(SK-201)计量。多相流量计可实现间歇测量累计量与瞬时计量两种测量功能。同时标定罐(V-105)设有液位计、界位计也可起到计量流量的功能。

经过多相流量计计量后的污油/污水进入污水/污油缓冲罐(V-103)存储、静置分离，污水经装车泵运输至污水处理厂，污油累计一定量后装车外运至附近炼油厂。

旋流除砂器分离出的砂体沉积在除砂器下部，后进入集沙包储存，油砂定期外运。

橇体设有低压蒸汽锅炉(SK-301)，为作业区提供低压蒸汽，作为储罐加热、管线伴热及作业吹扫。锅炉采用柴油作为燃料，并配有柴油、生产水储罐及软化水处理装置。

废液缓冲罐(V-101)、污水/污油缓冲罐(V-103)及标定罐(V-105)均设有蒸汽加热盘管，进行升温、保温操作，防止油品凝固。

整个设备集成在封闭的集装箱内，钢板填充保温材料，冬季封闭运行。井口管线至接入撬内的管线为防止油品凝固设置带蒸汽伴热的加套管。

综上所述，本发明具有结构简单、运行可靠、计量准确等优点，与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，在井口废液处理计量技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.智能一体化计量装置，其特征在于，包括呈长方体结构的撬装箱，

废液缓冲罐(1)，布设在撬装箱内，用于收集井口试采液；

污水提升泵(2)，布设在撬装箱内、且与废液缓冲罐(1)采用管路连接，用于加压经废液缓冲罐(1)缓冲的井口试采液；

旋流除砂器(3)，布设在撬装箱内、且与污水提升泵(2)采用管路连接，用于分离井口试采液中的砂体，并沉积于旋流除砂器(3)底部；

多相流量计(6)，布设在撬装箱内、且与旋流除砂器(3)的顶部采用管路连接，用于间歇或瞬时计量旋流除砂器(3)流入多相流量计(6)的井口试采液的液体量；

标定罐(7)，布设在撬装箱内、且与旋流除砂器(3)的顶部采用管路连接，用于计量井口试采液的流量；

污水/污油缓冲罐(8)，布设在撬装箱内、且分别与多相流量计(6)和标定罐(7)采用管路连接，用于存储砂体分离后的井口试采液；

污水/污油装车泵(9)，布设在撬装箱内、且与污水/污油缓冲罐(8)采用管路连接，用于将污水/污油缓冲罐(8)内的井口试采液输送给污水处理厂，以及

仪表控制柜(11)和电气控制柜(12)，分别与废液缓冲罐(1)、污水提升泵(2)、旋流除砂器(3)、多相流量计(6)、标定罐(7)、污水/污油缓冲罐(8)和污水/污油装车泵(9)连接。

2.根据权利要求1所述的智能一体化计量装置，其特征在于，还包括布设在撬装箱内、与废液缓冲罐(1)的顶部采用管路连接、用于抽出废液缓冲罐(1)内空气的真空抽吸泵(4)，以及布设在撬装箱内、且与真空抽吸泵(4)采用管路连接的冷却水罐(5)。

3.根据权利要求1所述的智能一体化计量装置，其特征在于，还包括布设在撬装箱内、用于向废液缓冲罐(1)、标定罐(7)和污水/污油缓冲罐(8)提供低压蒸汽预热的锅炉设备(10)。

4.一种根据权利要求1～3任一项所述的智能一体化计量装置的计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用废液缓冲罐(1)收集并缓冲井口试采液；

采用污水提升泵(2)将废液缓冲罐(1)内的井口试采液加压输送至旋流除砂器(3)，在旋流除砂器(3)内分离出井口试采液中的砂体；

将旋流除砂器(3)顶部溢出的井口试采液分别输送至多相流量计(6)和标定罐(7)；所述多相流量计(6)采用间歇或瞬时计量旋流除砂器(3)流入多相流量计(6)内的井口试采液的液体量；

将多相流量计(6)和标定罐(7)计量后的井口试采液汇集于污水/污油缓冲罐(8)内，并利用污水/污油装车泵(9)将污水/污油缓冲罐(8)内的井口试采液输送给污水处理厂。

5.根据权利要求4任一项所述的智能一体化计量装置的计量方法，其特征在于，还包括采用锅炉设备(10)向废液缓冲罐(1)、标定罐(7)和污水/污油缓冲罐(8)提供低压蒸汽预热。