CN111173496A - 一种油井产液量计量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油井产液量计量装置及方法，其中所述装置包括壳体、压力传感器和电路；其中，所述壳体包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；所述压力传感器设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；所述电路设置在所述元件腔内，其包括数据处理模块和信息输出模块，所述数据处理模块与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；所述信息输出模块与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。本发明提高了油井产液量的计算精度，简化了数学计算模型，结构简单、多样，可以适应各种油井产液量的计量环境。

Description

一种油井产液量计量装置及方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别地涉及一种油井产液量计量装置及方法。

背景技术

在石油开采过程中，地面采油设备，如抽油机，从地层中汲取出油、气、水的混合液，并通过地面管路进行输送，例如输送到储油罐中暂时储存。其中，为了输送安全，需要通过测量各种参数，如井口输出的混合液的压力、温度及流量等等；为了了解油井的产量，需要安装计量装置来计量油井产量。

在现有技术中，一般通过安装各种仪表来测量对应的参数，例如，在地面管路中打孔接入压力传感器用以测量地面管路中液体对管道的压力，热电偶或贴片式温度传感器来获取温度数据；采用流量计来测量地面管路内的流量等。

在计量产量时，通常在管路中安装涡街流量计、超声波流量计、金属浮子流量计等装置，通过测量得到的流量，经过换算得到油井的产量；或者采用油井称重计量装置，利用称重传感器及翻斗翻转次数计算油井的产液量；或者采集油井示功图，根据油井示功图计算油井产液量。

根据油井的出液特点，在上冲程过程中，液体一股一股流出，在下冲程过程中，基本不出液，因而导致前述的涡街流量计、超声波流量计、涡轮流量计、金属浮子流量计等装置的计量误差大，不能满足油田现场生产需要。而采用油井称重计量装置计量时，由于其为间断性的测量，例如三天测量一次，从而导致推算出的油井产液量误差大，并且，当油井出现异常情况时，不能及时发现问题。采用油井示功图计算油井产液量时，虽然改善了产液量误差大的问题，但是仍然无法判断出油管漏等异常情况，并且此种计量方式对稠油井及特殊井无法使用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种油井产液量计量装置及方法，用以提高油井产液量的计量准确度，简化设备。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种油井产液量计量装置，包括壳体、压力传感器和电路。其中，所述壳体包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；所述压力传感器设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；所述电路设置在所述元件腔内，包括：数据处理模块和信息输出模块，所述数据处理模块与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；所述信息输出模块与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种油井产液量计量方法，其中包括以下步骤：在仪表内，通过压力传感器获取地面管路内液体的流动时产生的压力；根据压力与时间的对应关系获取出液时间；以及根据利用所述出液时间和抽油泵及油井参数，按照公式1-1计算抽油泵产液量；

其中，Q(i)为第i个抽油机周期的油井产液量，S_k为抽油泵横截面积；L为抽油机冲程；t_n为出液时间；T为抽油机周期；B₀为油气体积比。

本发明利用压力传感器获取地面管路内液体压力，结合抽油机和油井的参数计算产液量，提高了油井产液量的计算精度，简化了数学计算模型，结构简单、多样，安装方便，可以适应各种油井产液量的计量环境。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的油井产液量计量装置与地面管路的连接示意图；

图2是根据本发明实施例一的油井产液量计量装置的电气原理框图；

图3是图2中数据处理模块的电气原理框图；

图4A-4B是根据本发明图2所示实施例中的压力时间曲线图；

图5是图2所示实施例一提供的油井产液量计量方法流程图；

图6是根据本发明实施例二的油井产液量计量装置的电气原理框图；

图7是振动量随时间的变化曲线图。

图8是图6所示实施例二提供的油井产液量计量方法流程图；

图9是根据本发明实施例三的油井产液量计量装置与外部装置连接的电气原理框图；

图10是根据图9提供的实施例三提供的油井产液量计量方法流程图；

图11是根据本发明实施例四的油井产液量计量装置的电气原理框图；

图12是根据本发明实施例四的显示电路板的示意图；

图13是根据本发明一个实施例的霍尔开关的电路原理图；

图14A-14B是根据本发明一个实施例的一体式油井产液量计量装置的壳体结构图；

图15A-15B是根据本发明一个实施例的分体式油井产液量计量装置的表头结构图；

图15C是根据本发明一个实施例的分体式油井产液量计量装置的底座结构图；以及

图15D根据本发明一个实施例的分体式油井产液量计量装置表头和底座在地面管路上的安装示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1是根据本发明一个实施例的油井产液量计量装置与地面管路的连接示意图。本发明提供的油井产液量计量装置1连接在地面管道1A中。油井产液量计量装置1包括壳体和内置于壳体的电器元件，电器元件包括压力传感器、构成数据处理模块及显示器或数据传输模块的电子芯片及其外围电路等。压力传感器位于壳体的传感器腔内，传感器腔与地面管道1A连通。当液体在地面管道1A中流动时，压力传感器能够感测到液体的压力，数据处理模块通过所述压力可以得到该油井的产液量，可通过显示器显示，或通过数据传输模块发送给外部装置，如服务器、上位机等。

实施例一

图2是根据本发明一个实施例的油井产液量计量装置的电气原理框图。油井产液量计量装置的电气部分包括压力传感器11和电路，所述电路包括数据处理模块12和信息输出模块13。

压力传感器11与地面管路1A连通，地面管路1A与油井内的抽油管路连通。本发明中的压力传感器11在结构组成上包括敏感元件和对应的转换元件。敏感元件可采用压阻元件、压容元件等，转换元件将敏感元件感测的被测量转换成适宜的电信号。在另一些实施例中，本发明中的压力传感器11还可以采用敏感元件和转换元件在结构为一体的传感器，也称为压力变换器。有的压力传感器11输出的电信号为毫伏级电压，有的为伏级电压。根据需要，可在信号处理电路中增加放大电路，用以放大压力传感器11输出的电信号，便于后续的处理。例如，压力传感器灵敏度参数为1mv/V，量程为0-3MPa，供电电压为3.3V。当采用3.3V直流电供电时，压力传感器输出的最大压力值为3.3mv，通过放大器对毫伏级电压放大，此处对其放大500倍，则经放大后的电压值为3.3mv*500＝1650mv＝1.65V。而对于输出电压为0.01V-2.5V的压力传感器的输出的电信号可以直接利用，不需放大。

压力传感器11会标定出供电电压、量程及对应满量程时的输出信号的电压值。例如，当供电为5V时，压力传感器11满量程输出电压值为5mv。当压力传感器量程为3MPa时，则5mv对应的压力值为3MPa。由于压力传感器为线性变化，所以不同的电压值对应不同的压力值(MPa)，而对于一些容易发生零点电压不稳定的压力传感器，为了减少零点的影响，在使用前，将压力传感器与具体的数据采集设备匹配，即对压力传感器进行标定以确定电压值与压力值的对应关系(即以电压值为自变量、压力值为因变量的函数关系式)。标定压力传感器的一个具体实施过程为：

将压力传感器固定到电子压力计(标定设备)上。

在未对压力传感器施加压力时，测得数据采集设备采集的电压值为A1V，对应0MPa。

通过电子压力计，将压力调整为2MPa，则此时，数据采集设备采集的电压值为A2V。到此，已得到该压力传感器的零压时的电压值和2Mpa时的电压值，由于电压值与压力值(MPa)呈线性变化，因而可以得到压力与电压之前的函数关系式：

P＝2*(V-A1)/(A2-A1)，

其中，P代表压力值，单位为MPa；

V代表数据采集设备采集的电压值，单位为v。

A1代表标定的零点电压；

A2代表标定的2MPa电压。

通过上述方法可以得到压力传感器11的输出电压与压力的关系式。利用所述压力传感器得到其输出的电压值后，按照前述的标定量及标定公式则可以计算得到对应压力值。

数据处理模块12通过电路板设置在壳体的表头内，与压力传感器11的输出端电连接。如图3所示，数据处理模块12包括ADC单元121、信号处理单元122、出液时间获取单元123和计算单元124。

其中，ADC单元121用以对来自于压力传感器11的电信号进行采样，实现模数转换，从而得到压力数字信号。

信号处理单元122对压力数字信号进行处理，根据前述得到压力与电压的关系式和当前的电压值得到对应的压力值。信号处理单元122将ADC单元121每次采样得到的传感器输出电压值经过上述公式的计算得到对应的压力值，进而得到了压力随时间变化的曲线图，如图4A所示。为了便于分析，对图4A所示的压力数据进行进一步处理。包括：对压力曲线图进行平滑处理，并计算平均压力值，得到图4B所示的曲线图。其中，平滑的正弦曲线为根据原压力信号曲线进行平滑后得到的压力信号曲线，压力为0.64对应的直线为压力平均值。从图中可知，压力曲线与平均值直线的交点n1和n3之间认为一个数据周期。其中，将n1和n2之间的压力大于平均压力，将其确认为出液时间t。

出液时间获取单元123读取所述压力曲线，获取n1对应的采样点和n2对应的采样点，并根据采样时间可得到出液时间t，并将所述出液时间t发送给计算单元124。计算单元124根据预置的抽油泵和油井参数和所述出液时间t，按照公式1-1计算油井产液量；

其中，Q(i)为第i个抽油机周期在单冲程的产液量，单位为m³；

S_k为抽油泵横截面积，单位为m²；其中，S＝πr²，r为抽油泵半径；

L为抽油机冲程，单位为m；

t_n为出液时间t，单位为s；

T为抽油机周期，单位为s；

B0为油气体积比。

进一步地，计算单元124可以根据公式1-2计算日/时产液量：

其中，Q为油井的日/时产液量，单位为m³；

Q(i)为抽油机在第i个周期内的产液量，单位为m³；

M为抽油机一天/时内周期的个数。

计算单元124与信息输出模块13相连接，将得到的油井单个冲程的产液量和日/时产液量输出。

本实施例中，信息输出模块13包括显示单元131和无线传输单元132。其中，所述显示单元131用于显示油井产液量，设置在表头内。在一个实施例中，所述显示单元可以为液晶显示器、数码管等数字式或或机械指针式。

无线传输单元132包括天线和无线传输电路，所述无线传输电路用以将抽油泵产液量经过所述天线发送到外部装置。所述外部装置例如为上位机、远端服务器或外部存储器等。在一些实施例中，无线传输单元采用ZigBee、433MHz、Wifi、LoRa、NB-IoT等无线传输模块完成数据的无线传输。

结合以上附图2-图4B，本实施例中的油井产液量计量装置提供了一种油井产液量计量方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S1a,通过压力传感器11获取地面管路内液体的流动时产生的压力。具体地，压力传感器11将感测到的电信号发送给ADC单元121后，经过ADC单元121的采样、信号处理单元122的转换、平滑处理后得到压力信号曲线图。如图4B所示。

步骤S2a，根据压力与时间的对应关系得到出液时间t。例如，出液时间获取单元123读取压力信号曲线图，如图4B所示，通过n1对应的采样点和n2对应的采样点，并根据采样时间可得到出液时间t。

步骤S3a，根据出液时间t和抽油泵的物理尺寸数据计算一个抽油机周期的产液量。具体地，再由计算单元124通过公式1-1计算得到抽油泵产液量；

其中，Q(i)为第i个抽油机周期在单个冲程的产液量，单位为m³；

S_k为抽油泵横截面积，单位为m²；

L为抽油机冲程，单位为m；

t_n为出液时间，单位为s；

T为抽油机周期，单位为s；

B₀为油气体积比。

实施例二

图6根据本发明另一个实施例的油井产液量计量装置的电气原理框图；在本实施例中，在图2所的实施例的基础上增加了振动传感器14。振动传感器可以感测到液体流动时对地面管路1A的冲击而造成的振动，所述振动可分解为轴向振动和径向振动，振动传感器中的加速度传感器可感测到x、y、z三轴的加速度数值，因而，通过振动传感器可以获得轴向振动和径向振动。例如振动幅随时间的变化、振动频率等。为了方便说明，在以下的说明中不再区分轴向振动和径向振动，而简化为振动，然而本领域的普通技术人员应知，在具体实施时可以应用轴向振动和径向振动中的任一种参数。

在本实施例中，振动传感器14可随其他电子元件安装在电路板上，并根据实验结果，按照一定的方向安装，以便能够感测到有效的振动量。振动传感器14与所述ADC单元121相连接，所述ADC单元121对来自于振动传感器的电信号(电压或电流)进行采样，以得到振动数字信号；由于振动传感器14输出的电压或电流信号与振动量(如加速度或振幅)成正比，因而，所述信号处理单元122根据振动量与电压/电流的正比关系，对振动数字信号进行信号处理得到振动数据，如得到振幅随时间的变化曲线或速度随时间的变化曲线。在本实施例中，出液时间获取单元123根据振动数据来复核抽油泵出液时间。例如，出液时间获取单元123根据地面管路的振动数据，如振幅随时间的变化曲线或速度随时间的变化曲线而确定振动量与时间的对应关系，如图7所示，从而确定出振动周期；根据振动周期确定第二出液时间t₁，对比第二出液时间t₁和前述基于压力数据获取的出液时间t，如果第二出液时间t₁和出液时间t的差值Δt大于阈值V_t，可以做出多种反应：例如，第一种：根据压力数据得到多个出液时间t，在复核每一个出液时间t时，当只有各别的、间或几个出液时间t在复核时的差异大于预定阈值，例如，大于预定阈值的出液时间t的数量占出液时间t总数的百分比小于2％时，则从整体得到的时间中剔除这几个出液时间，不用于计算产液量；第二种：如果这种情况持续发生，即连续多个出液时间t与其对应的二出液时间t₁和出液时间t的差值Δt大于阈值V_t，说明此时的压力传感器或振动传感器工作出现异常，不能准确得到出液时间t，此时，发出警报使工作人员进行维修；第三种：调整所述出液时间t。例如，计算第二出液时间t₁与所述出液时间t的平均值

；将出液时间t设为所述第二出液时间与所述出液时间的平均值

即，

在另一种调整方式中，为出液时间t增加补偿量ε，其中，在第二出液时间t₁大于出液时间t时，即Δt为正值时，所述补偿量ε为正值，在第二出液时间t₁小于出液时间t时，即Δt为负值时，所述补偿量ε为负值，补偿量ε可通过多次试验获取。

通过振动量校正，可以使得出液时间更加准确，因而提高了油井产液量的计算准确度。

在本实施例中，油井产液量计量装置还提供了一种油井产液量计量方法，如图8所示，具体包括以下步骤：

步骤S1b,通过压力传感器获取地面管路内液体的流动时产生的压力，通过振动传感器14获取地面管路的振动量。具体地，通过ADC单元121的采样、信号处理单元122的转换分别得到压力随时间变化的曲线图和振动量随时间变化的曲线图。

步骤S2b，根据压力随时间变化的曲线图获取出液时间t；根据振动量随时间变化的曲线图确定第二出液时间t₁。

步骤S3b，对比所述第二出液时间t₁与所述出液时间t。即计算二者的差值Δt。

步骤S4b，判断差值Δt是否大于或等于阈值V_t，如果差值Δt大于或等于阈值V_t，说明采用压力传感器获取的出液时间与采用振动量获取的出液时间差别过大，在步骤S5b调整所述出液时间t。并执行步骤S6b。如果差值Δt小于阈值V_t，说明采用压力传感器获取的出液时间与采用振动量获取的出液时间差别在可接受的范围内，则执步骤S6b。

步骤S6b，根据公式1-1计算油井产液量。

实施例三

在前述各个实施例中，油井产液量计量装置通过装置所带的数据处理模块的处理得到油井产液量，并通过显示单元131显示，或通过无线传输单元132发送到外部装置。在图9所示的实施例中，油井产液量计量装置不进行油井产液量的计算，而是在数据的初步处理后，将数据发送到外部装置进行计算，再接收并显示外部装置返回的具体的油井产液量。如图9所示，数据处理模块12包括ADC单元121和信号处理单元122，信息输出模块13包括显示单元131和无线传输单元132。ADC单元121对压力传感器11的电信号进行采样，信号处理单元122对采样后的压力传感器信号进行转换，对应得到压力数据。压力数据通过无线传输单元132发送到外部装置20，由外部装置20进行各种参数的计算，其包括油井产液量，再将油井产液量通过无线传输单元132发送回油井产液量计量装置，由显示单元131进行显示。

此时，油井产液量计量方法如图10所示，包括以下步骤：

步骤S1d，油井产液量计量装置通过其压力传感器获取地面管路内液体的流动时产生的压力。当然，此时也以包括通过振动传感器获得振动量。

步骤S2d，油井产液量计量装置将得到的压力数据(或者还包括振动数据)发送给外部装置，如服务器。

步骤3d，外部装置利用实施例一的方法获取出液时间后，根据公式1-1计算得到抽井产液量；或者是如实施例二中的方法，再得到出液时间后，利用振动数据得到第二出液时间，以此来校对出液时间，再利用校对后的出液时间，根据公式1-1计算得到抽井产液量。

步骤S4d，外部装置将计算得到的油井产液量发送给油井产液量计量装置。

步骤S5d，油井产液量计量装置通过其显示单元显示油井产液量。

在以上各个实施例中，油井产液量计量装置中的数据处理模块12可由工业控制器，如单片机、信号处理器(DSP)及其外围电路等实现。为了存储数据，以上实施例还应包括存储器。为了使油井产液量计量装置正常工作，还包括提供电源的供电模块，如电池、太阳能电池等。

实施例四

在以上各个实施例中，油井产液量计量装置中预置了各种计算所需要参数，例如抽油泵的物理参数和油井参数等，如抽泵直径或半径、抽油机冲程、抽油机周期、油气体积比等。然而，由于各个油井、抽油机的情况不同，为了能够适用于各个油井，能够根据油井的具体情况输入所需要的各种参数值，在前述各个实施例的基础上分别增加信息输入模块。在本实施例中，如图11所示，在实施例一的基础上增加了信息输入模块10，其可以为多个按键，如参数选择键、数值增加键、数值减少键，配合显示单元的显示屏，通过参数选择键选择显示屏上显示的参数项，在具体参数项出现后，通过数值增加键、数值减少键设定具体的参数值。如图12所示，为显示电路板的示意图。在显示电路板1310上固定有显示屏1311和多个按键，如参数选择键101、数值增加键102和数值减少键103，显示电路板1310安装在表头中。由于需要手动操作按键，而按键安装在壳体内部，因而，在需要设置参数值时，需要打开油井产液量计量装置的表头壳体，从中拿出显示电路板1310进行设置，设置完成后，再将显示电路板1310重新安装到显示腔，再安装、密封好壳体。

在另一个实施例中，为了方便设置参数值，可使表头的显示面作为显示窗通过铰链活动连接在壳体上，在显示窗与壳体之间增加密封条以确保灰尘等不会进入到显示腔中。

在另一个实施例中，信息输入模块10包括多个霍尔开关，分别作为参数选择键、数值增加键和数值减少键。如图13所示，为一个霍尔开关的电路原理图。霍尔开关由稳压器104、霍尔元件105、放大器106、斯密特触发器107和输出级108组成。当磁性物体在霍尔元件105上方划过时产生信号，输出信号Vout从高电平切换到低电平，从而实现按键的功能。

采用霍尔开关来实现参数值的输入时，不需要手动接触操作，因而无需打开壳体或设置显示窗，使得壳体的设计更加简单，输入操作简便。

在结构组成上，在一个实施例中，如图14A-14B所示，油井产液量计量装置将所有元器件整合在一个壳体内；或者，在另一个实施例中，如图15A-15D所示，油井产液量计量装置包括两部分，一部分是包括数据处理模块、信息输出模块的表头，另一部分是放置压力传感器的底座。

具体地，如图14A-14B所示，所述的壳体3至少包括用于放置电路元件的元件腔30和放置压力传感器的传感器腔31。其中，所述传感器腔31位于装置底部，其具有与地面管路1A连通的连接部，在一个实施例中，连接部具有螺纹。地面管道1A上开设有孔，在孔上开设有螺纹，连接部与地面管道1A通过螺纹连接，并辅有密封装置，如密封圈、密封填料等，将油井产液量计量装置1固定在地面管道1A，并与地面管道1A连通。

元件腔30包括用于放置电路板，如图14B所示，电路板经固定柱301固定在元件腔30内。当油井产液量计量装置还包括无线传输单元时，壳体3还包括传输腔32，其位于元件腔30上部，用于安装所述无线传输单元。传输腔32内置螺纹，与外置天线通过螺纹连接。与传输腔32相对的设置有走线腔33，其内置螺纹，在需要时可与其他装置连接，在不与其他装置连接时，可通过盖子等旋紧。元件腔30的背面为电池腔34，用于放置电池，作为供电电源。当所述的装置具有显示单元时，壳体还包括显示腔，其位于元件腔30外侧，其显示面由透明板材构成，如有玻璃板、亚克力板等透明板材，既保护了液晶显示器，有方便查看显示的数据。显示单元，如液晶显示器、指针表盘等显示模块安装在透明板材后，与元件腔30中的电路板电连接。以上所述的传感器腔31、传输腔32、走线腔33及电池腔34等均与元件腔30相连接，其使其中的各元件与元件腔30中的电路板电连接。从结构上，可以将计算装置设计为体积较大的表头和体积较小的底座，以上的元件腔30、传输腔32、走线腔33及电池腔34等位于表头，传感器腔31位于底座，底座设有螺纹，用于与管道连接。

为了减少外界环境对壳体内部元件的影响，前述壳体的外露的各个连接处均进行密封。本实施例中的壳体为一体式结构，结构紧凑、体积小巧，安装方便。

如图15A-15D所示，根据施工需要，本实施例为分体式，即分为表头40和底座42。其中，如图15A-15B所示，表头40包括固定在一起的圆壳和方壳，分别对应构成元件腔402和电池腔401。数据处理模块和信息输出模块中的无线传输单元集成在主电路板上，置于圆壳构成的元件腔402内，液晶显示屏(或者包括按键)所在的显示电路板置于主电路板上方，并覆盖有玻璃板4021，既起到防尘、保护的作用，也便于观察。作为供电模块的电池位于方壳构成的电池腔401内，为主电路板、显示屏供电。方壳经螺母螺栓与固定板51固定在一起形成表头40。在安装时，经U型螺栓50将固定板51固定到地面管路1A上。

如图15C所示，压力传感器11的感测头110位于底座42内，底座42可通过焊接方式固定到地面管路1A上。对应底座42内部，地面管路1A上具有开孔10A，因而，底座42与地面管路1A内部导通，压力传感器11可通过其感测头110实时检测管线内压力的变化情况。

如图15D所示，表头40与底座42可分开安装在地面管路1A的不同位置，二者可通过有线或无线的方式进行数据传输。分体式结构安装位置灵活，密封性好，可适应野外的恶劣环境。

利用本发明提供的装置及方法在不同的油井进行试验，试验数据如表1所示。

表1

根据所述试验数据可见，产液量计量的误差率基本小于4％，部分油井的误差率在2％以内，相对于其他计量方法的误差率±5％，本发明提供的方误差率小、计量准确度高。而且本发明利用压力传感器检测地面管道中的液体流动时产生的压力，数据获取方式简单、直接，并且可根据安装现场选用不同类型的传感器，元件选择多样。本发明装置结构简单、体积小，安装形式多样、方便，可大幅提高现场安装效率。由于本发明的计量装置提供了多种信息输出方式，可以快速、多渠道地得到计量的产液量。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (24)

1.一种油井产液量计量装置，其中包括：

壳体，其包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；

压力传感器，其设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；以及

电路，其设置在所述元件腔内，包括：

数据处理模块，其与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；以及

信息输出模块，其与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。

2.根据权利要求1所述的油井产液量计量装置，其中所述壳体包括表头，其经配置以可视化方式展示所述油井产液量的指示。

3.根据权利要求2所述的油井产液量计量装置，其中所述表头包括显示面和显示单元，所述显示面由透明板材构成；所述显示单元安装在所述表头内，可通过所述显示面显示内容。

4.根据权利要求3所述的油井产液量计量装置，其中所述显示单元为指针式或者数字式。

5.根据权利要求1所述的油井产液量计量装置，其中数据处理模块至少包括：

ADC单元，经配置以对来自所述压力传感器的电信号进行采样，以得到所述液体压力的数字信号；以及

压力信号处理单元，经配置以根据压力与电压/电流的关系，对所述液体压力的数字信号进行信号处理得到液体压力数据。

6.根据权利要求5所述的油井产液量计量装置，其中数据处理模块还包括出液时间获取单元，经配置以分析所述压力数据，根据压力与时间的对应关系确定抽油泵出液时间。

7.根据权利要求6所述的油井产液量计量装置，其中数据处理模块包括：计算单元，经配置以根据抽油泵及油井参数和抽油泵出液时间，按照公式1-1计算一个抽油机周期的油井产液量；

其中，Q(i)为第i个抽油机周期的产液量；S_k为抽油泵横截面积；L为抽油机冲程；t_n为出液时间；T为抽油机周期；B₀为油气体积比。

8.根据权利要求6所述的油井产液量计量装置，其中还包括振动传感器，其经配置用于采集地面管路的振动量；其中所述出液时间获取单元经配置以根据地面管路的振动量复核抽油泵出液时间。

9.根据权利要求8所述的油井产液量计量装置，其中所述出液时间获取单元经配置以剔除间或出现的基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间之间的差异大于预定阈值的数据。

10.根据权利要求8所述的油井产液量计量装置，其中所述出液时间获取单元经配置以响应于基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间之间的差异持续大于预定阈值，发出警报。

11.根据权利要求8所述的油井产液量计量装置，其中所述出液时间获取单元经配置以根据基于振动传感器的抽油泵出液时间调整基于压力传感器的抽油泵出液时间。

12.根据权利要求7所述的油井产液量计量装置，其中所述计算单元进一步根据公式1-2计算日/时产液量：

其中，Q为抽油机的日/时产液量；Q(i)为抽油机在第i个周期内的产液量；M为抽油机一天/时内周期的个数；其中所述表头经配置以可视化方式显示所述日/时产液量。

13.根据权利要求1所述的油井产液量计量装置，其中还包括信息输入模块，其与所述数据处理模块连接，经配置用于输入抽油泵及油井的参数。

14.根据权利要求13所述的油井产液量计量装置，其中所述信息输入模块包括按键或霍尔开关。

15.根据权利要求1所述的油井产液量计量装置，所述信息输出模块包括无线传输单元；所述无线传输电路与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块经所述无线传输单元向外传输所述油井产液量的指示。

16.根据权利要求15所述的油井产液量计量装置，其中所述无线传输单元向外部发送地面管路内的液体压力数据，并通过所述无线传输单元接收来自外部装置的油井产液量，其中，所述外部装置至少部分基于所述地面管路内的液体压力得到所述油井产液量。

17.一种油井产液量计量方法，包括：

在仪表内，通过压力传感器获取地面管路内液体流动时产生的压力；

根据压力与时间的对应关系获取出液时间；以及

根据所述出液时间和抽油泵及油井参数，按照公式1-1计算抽油泵产液量；

其中，Q(i)为第i个抽油机周期的油井产液量；S_k为抽油泵横截面积；L为抽油机冲程；t_n为出液时间；T为抽油机周期；B₀为油气体积比。

18.根据权利要求17所述的油井产液量计量方法，进一步包括：

在所述仪表内，通过振动传感器获取地面管路的振动量；以及

根据振动量与时间的对应关系确定抽油泵的出液时间。

19.根据权利要求18所述的油井产液量计量方法，进一步包括：剔除间或出现的基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间之间的差异大于预定阈值的数据。

20.根据权利要求18所述的油井产液量计量方法，进一步包括：响应于基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间之间的差异持续大于预定阈值，发出警报。

21.根据权利要求18所述的油井产液量计量方法，进一步包括：根据基于振动传感器的抽油泵出液时间调整基于压力传感器的抽油泵出液时间。

22.根据权利要求21所述的油井产液量计量方法，其中调整基于压力传感器的抽油泵出液时间包括：

计算基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间的平均值；以及

将公式1-1中的出液时间t_n设为所述平均值；或者，向公式1-1中的出液时间t_n增加补偿量。

23.根据权利要求17所述的油井产液量计量方法，进一步包括：根据公式1-2计算日/时产液量：

其中，Q为抽油机的日/时产液量；Q(i)为抽油机在第i个周期内的产液量；M为抽油机一天/时内周期的个数。

24.根据权利要求17所述的油井产液量计量方法，进一步包括：无线传输抽油泵产液量的指示。

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