CN112012717A - 一种油井用双活塞式产液量计量装置及其计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油井用双活塞式产液量计量装置,包括主管路和出液管路,主管路的进液端连通设置有用于对原油中的气体进行分离的缓冲分气装置,主管路的出液端连通设置有用于计量油井的原油产液量的计量装置,计量装置的出液端与出液管路连通,缓冲分气装置和计量装置由监测系统进行控制,本发明能够对单油井产出的原油进行除气,避免气体存在原油中影响对原油产液量的准确计量,还能够对原油的产液量进行准确计量,计量数据准确,并且整体结构简单,使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种原油计量装置,具体的说,涉及一种油井用双活塞式产液量计量装置及其计量方法,属于油井计量装置技术领域。
背景技术
在石油生产作业中,需要实时掌握每个油井的原油产量及原油的一些理化指标,如产液量,现有对油井产液量的监测是通过传感器进行计量的有各种各样的传感器在油井上使用,由于石油含有水、气、沥青、沙石等,传感器在使用一段时间后皆出现异常现象。
为解决上述问题,市面上出现了一种原油计量器,如专利号为:201510233634.6,公开了一种应用于抽油机的单井原油计量器及其计量方法,所述计量器包括:第一缸体;第二缸体;均连接第一缸体一端和第二缸体一端的进油管道和出油管道;两端分别连接第一缸体另一端和第二缸体另一端的连通管路;活动安装在第一缸体中的第一活塞件;活动安装在第二缸体中的第二活塞件;置于第一活塞件和第二活塞件之间的导压液体;用于检测流经所述连通管路的导压液体流量的流量计;用于控制进油管道与第一缸体是否连通的第一电磁阀;用于控制进油管道与第二缸体是否连通的第三电磁阀;用于控制出油管道与第一缸体是否连通的第二电磁阀;用于控制出油管道与第二缸体是否连通的第四电磁阀。
上述该类原油计量器通过第一缸体和第二缸体的容量进行计算检测,但是油井产出的原油中一般都伴生有气体,在资源开采过程中大量气体也会被释放出来,进而该气体会与油水混合物一同被提升出油井,而该气体进入第一缸体和第二缸体后会与油水混合物一起顶动活塞运动,进而会对原油产量的计量造成误差,进而无法实现对油井的单产数进行低成本且精确地计量,更谈不到实时计量。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种能够对油井产出原油中的气体进行排除,实现只对原油的产液量进行计量,提高检测数据的准确性,并且整体结构简单,制造成本低的油井用双活塞式产液量计量装置。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种油井用双活塞式产液量计量装置,包括主管路和出液管路,主管路的进液端连通设置有用于对原油中的气体进行分离的缓冲分气装置,主管路的出液端连通设置有用于计量油井的原油产液量的计量装置,计量装置的出液端与出液管路连通,缓冲分气装置和计量装置由监测系统进行控制。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化:
缓冲分气装置包括缓冲器,缓冲器内设置有用于将单油井产出的原油通入缓冲器内的导流管组件,缓冲器的上方设置有排气组件,缓冲器上设置有用于时刻检测缓冲器内原油液位高低的液位检测组件。
进一步优化:缓冲器内位于导流管组件的出液端位置处设置有分离伞,分离伞由驱动装置驱动转动。
进一步优化:排气组件包括固定设置在缓冲器上方且与缓冲器的缓冲腔连通的排气阀,排气阀的出气端连通有排气管,排气管的另一端与出液管路连通。
进一步优化:计量装置包括两平行设置的第一缸体和第二缸体,第一缸体内活动设置有第一活塞,第二缸体内活动设置有第二活塞,第一缸体和第二缸体通过换向阀与主管路连通,换向阀用于对主管路内输送的原油进行换向使原油依次进入第一缸体和第二缸体内。
进一步优化:第一缸体和第二缸体的上方设置有连通箱,连通箱分别与第一缸体和第二缸体连通,连通箱内注入有润滑油。
进一步优化:第二缸体的上方设置有用于检测第二活塞是否到达上移极限位的活塞上检测,第二缸体的下方设置有用于检测第二活塞是否到达下移极限位的活塞下检测。
进一步优化:监测系统包括排气控制器和换向控制器,低液面检测传感器、高液面检测传感器的输出端与排气控制器的输入端电性连接,排气控制器的输出端与排气阀的控制端电性连接;
活塞上检测和活塞下检测的输出端与换向控制器的输入端电性连接;
换向控制器的输出端电性连接有流量计算仪和换向驱动,换向驱动与换向阀连接;
流量计算仪的输出端电性连接有数据上传模块。
本发明采用上述技术方案,构思巧妙,结构合理,能够对单油井产出的原油进行除气,避免气体存在原油中影响对原油产液量的准确计量,还能够对原油的产液量进行准确计量,计量数据准确,并且整体结构简单,使用方便。
通过缓冲分气装置,能够将油井产的原油中的气体与液体进行分离,将气相、液相混合介质转换为液相介质,提高对原油的计量准确率。
采用双活塞式结构的计量装置,并通过换向阀的自动换向,使原油依次通入第一缸体和第二缸体内,且第一缸体和第二缸体的内的体积为固定不变的,通过将原油依次通入第一缸体和第二缸体内的往复次数进行累加,即可实现对油井生产液量的计量,且该计量数据准确。
并且采用双活塞式结构的计量装置,能够完全避免原油中的杂质、粘度等干扰因素对计量数据的影响。
其计量装置的第一缸体和第二缸体的上方设置有连通箱,连通箱内和第一缸体、第二缸体的活塞上腔内注满有润滑油,通过润滑油能够大大减小第一活塞、第二活塞位于第一缸体和第二缸体内移动时的摩擦力,减小磨损,提高计量数据的准确性。
本发明还提供一种油井用双活塞式产液量计量装置的计量方法,计量方法包括如下步骤:
S1、原油除气:将单油井抽油机抽吸上来的原油引导进缓冲分气装置内对原油中的气体进行分离,而后将原油输送至主管路内,所述缓冲分气装置的缓冲器内缓冲腔的体积为:,其中:Vg为缓冲器的缓冲腔体积;G为原油日产量(L);T为滞留时间(S);TD—每天秒数(S);
S2、原油计量:此时主管路内的原油通过电磁阀的换向依次通入计量装置的第一缸体和第二缸体内,并利用公式:进行计算主管路内流通的原油流量,其中V表示计量第一缸体或第二缸体的体积(m),t表示换向阀的换向脉冲间隔(h);ρ表示液体的密度(㎏/m)。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化:
步骤S2中,对主管路内的原油进行计量时,具体操作如下:
1)、电磁阀工作使阀板处于最左工作位,此时第一缸体通过电磁阀的进液口与主管路连通,第二缸体通过电磁阀的出液口与出液管路连通,主管路内的原油通过电磁阀的进液口和第一输出口进入第一缸体内,原油推动第一活塞向上运动,第一活塞向上运动经润滑油的传导,使第二活塞向下运动,第二活塞向下运动使第二缸体内的原油通过电磁阀的第二输出口和出液口输送至出液管路连通内,执行步骤2);
2)、活塞下检测时刻检测第二活塞是否到达下移极限位,是则同时执行步骤3)和4),否则执行步骤);
3)、此时流量计算仪对第二缸体内输出的原油进行一次计量;
4)、活塞下检测控制电磁阀换向,使电磁阀的阀板旋转至最右工作位,此时第一缸体通过电磁阀的出液口与出液管路连通,第二缸体通过电磁阀的进液口与主管路连通,主管路内的原油通过电磁阀的进液口和第二输出口进入第二缸体内,原油推动第二活塞向上运动,第二活塞向上运动经润滑油的传导,使第一活塞向下运动,第一活塞向下运动使第一缸体内的原油通过第一输出口和出液口输送至出液管路连通内,执行步骤5);
5)、活塞上检测时刻检测第二活塞是否到达上移极限位,是则同时执行步骤6)和7),否则执行步骤);
6)、此时流量计算仪对第一缸体内输出的原油进行一次计量;
7)、活塞上检测控制电磁阀换向,使磁阀的阀板处于最左工作位,进行下一次计量,而后依次循环步骤1)至步骤7)实现对原油进行计量。
本发明采用上述技术方案,且整体计量方法简单,并且对单油井产出的原油进行除气,避免气体存在原油中影响对原油产液量的准确计量,计量装置通过换向阀的自动换向,使原油依次通入计量装置的第一缸体和第二缸体内,且第一缸体和第二缸体的内的体积为固定不变的,通过将原油依次通入第一缸体和第二缸体内的往复次数进行累加,即可实现对油井生产液量的计量,且该计量数据准确。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的总体结构示意图;
图2为本发明实施例中排气装置的结构示意图;
图3为本发明实施例中计量装置的结构示意图;
图4为本发明实施例中计量装置在工作时的示意图;
图5为本发明实施例中监测系统的示意图。
图中:1-主管路;2-缓冲分气装置;21-缓冲器;22-缓冲器进液口;23-导流管;24-低液面检测传感器;25-分离伞;26-排气阀;27-排气管;28-排气检测探头;29-高液面检测传感器;201-连接法兰;202-液面检测浮子;203-缓冲器出液口;3-计量装置;311-第一缸体;312-第二缸体;313-第一活塞;314-第二活塞;315-连通箱;316-润滑油;317-注油孔;318-出气阀;319-活塞上检测;320-活塞下检测;4-驱动电机;5-换向阀;51-阀体;52-第一输出口;53-第二输出口;54-出液口;55-进液口;56-阀板;6-接线盒;7-流量计算仪;8-流量计算仪天线;9-出液管路;10-排气控制器;11-换向控制器;12-换向驱动。
具体实施方式
实施例:如图1所示,一种油井用双活塞式产液量计量装置,包括主管路1和出液管路9,所述主管路1的进液端连通设置有用于对原油中的气体进行分离的缓冲分气装置2,所述主管路1的出液端连通设置有用于计量油井的原油产液量的计量装置3,计量装置3的出液端与出液管路9连通,所述缓冲分气装置2和计量装置3由监测系统进行控制。
这样设计,可使单油井产出的原油首先进入缓冲分气装置2进行缓冲,使原油中的气体排出,而后通过主管路1将排完气的原油通入计量装置3内,计量装置3对该单油井的原油产液量进行计量,并通过监测系统实时监测原油产液量。
所述缓冲分气装置2包括缓冲器21,所述缓冲器21内设置有缓冲腔,所述缓冲器21内设置有用于将单油井产出的原油通入缓冲器21内的导流管组件,所述缓冲器21的上方设置有排气组件。
所述导流管组件包括固定设置在缓冲器21上且靠近缓冲器21下端的缓冲器进液口22,所述缓冲器21内设置有导流管23,所述导流管23沿缓冲器21的轴线呈竖直布设。
所述导流管23的进液端与缓冲器进液口22的出液端连通,所述导流管23的出液端设置在缓冲器21内且靠近缓冲器21上方位置处,所述导流管23的出液端与缓冲器21缓冲腔连通。
所述缓冲器进液口22与单油井的抽油机的出液端连通,所述抽油机抽吸上来的原油通过缓冲器进液口22输送至导流管23,而后通过导流管23的引导,使原油进入缓冲器21内。
所述缓冲器进液口22上靠近其进液端的位置处一体连接有连接法兰201;所述连接法兰201用于方便的使缓冲器进液口22与抽油机的出液端连通。
所述缓冲器21内位于导流管23的出液端位置处活动设置有分离伞25,所述分离伞25由驱动装置驱动转动。
所述驱动装置包括固定安装在缓冲器21上方的驱动电机4,所述驱动电机4的动力输出端与分离伞25传动连接。
所述驱动电机4输出动力使动力输出端转动,动力输出端转动进而带动分离伞25转动。
当导流管23内的原油通过通过出液端排出时,会碰撞正在旋转的分离伞25,此时原油经分离伞25的挤压和碰撞会使原油中的气和液进行分离,液体向下沉淀进入缓冲器21的底部,气体上升进入缓冲器21的上方。
所述排气组件包括固定设置在缓冲器21上方的排气阀26,所述排气阀26的进气端与缓冲器21的缓冲腔连通,所述排气阀26的出气端连通有排气管27。
这样设计,当打开排气阀26时,缓冲器21的气体会进入排气阀26中,而后通过排气管27实现排出该气体。
当关闭排气阀26时,排气阀26切断排气管27与缓冲器21的连通,此时缓冲器21的气体不会排出。
所述排气管27远离排气阀26的一端与出液管路9连通。
所述排气阀26为位移电磁阀,所述排气阀26为现有技术。
所述缓冲器21上靠近其下端的位置处设置有与缓冲器21的缓冲腔相连通的缓冲器出液口203,所述缓冲器出液口203与主管路1连通。
所述缓冲器21内气液分离完的原油通过缓冲器出液口203,进入主管路1内。
缓冲器21上设置有用于时刻检测缓冲器21内原油液位高低的液位检测组件。
所述液位检测组件包括固定设置在缓冲器21上方的高液面检测传感器29,所述高液面检测传感器29的检测端位于缓冲器21的缓冲腔内,所述高液面检测传感器29用于检测缓冲器21内原油的最高液面。
所述缓冲器21的下方固定设置有低液面检测传感器24,所述低液面检测传感器24的检测端位于缓冲器21的缓冲腔内,所述低液面检测传感器24用于检测缓冲器21内原油的最低液面。
所述缓冲器21的缓冲腔内设置有用液面检测浮子202。
这样设计,当缓冲器21内的原油液面不断上升至,会带动液面检测浮子202向上运动,使液面检测浮子202碰触高液面检测传感器29,此时代表缓冲器21内的原油液面以到达最高液位,此时高液面检测传感器29控制排气阀26关闭,避免缓冲器21内的原油进入排气阀26内。
当缓冲器21内的原油液面下降,带动液面检测浮子202向下运动,使液面检测浮子202碰触低液面检测传感器24时,此时代表缓冲器21内的原油液面以到达最低液位,此时低液面检测传感器24控制排气阀26打开,避免缓冲器21内的气体通过缓冲器出液口203进入主管路1内。
这样设计,可将单油井的抽油机抽吸上来的原油通过缓冲器进液口22进入导流管23,后通过导流管23的引导,使原油通过导流管23的出液端排出,此时原油会碰撞正在旋转的分离伞25,分离伞25对原油产生挤压和碰撞使原油中的气和液进行分离,液体向下沉淀进入缓冲器21的底部,气体上升进入缓冲器21的上方。
缓冲器21内沉淀的原油通过缓冲器出液口203进入主管路1内,缓冲器21内的气体进入排气阀26内,而后通过排气管27实现排出该气体。
进而通过该缓冲分气装置2能够对单油井产出原油中气体进行分离,进而只使原油进入计量装置3进行计量,能够使油井产液量的计量,更加准确,避免因原油中夹杂气体造成原油产液量计量误差大的问题。
所述排气阀26上设置有多个排气检测探头28,所述排气检测探头28用于检测排气阀26的阀芯位置,进而用于检测排气阀26处于打开或是关闭状态。
在本实施例中,缓冲器21的尺寸选择:理论上缓冲器21的体积越大,分气效果越好,受诸多因素的限制,在满足技术指标要求的情况下需将缓冲器21尽量做小;分气效果与液体滞留时间成正比;如果我们要求分气效果为95%,原油和气需要的滞留时间为5s,而原油需要的滞留时间约为200s(原油粘度不同所需滞留时间不同,此数为平均数)。
取折中数据,以每日原油产量2T为例:Vg=2000/86400×200=4.63(L)。
所述计量装置3包括两平行设置的第一缸体311和第二缸体312,所述第一缸体311内活动设置有第一活塞313,所述第二缸体312内活动设置有第二活塞314,所述第一缸体311和第二缸体312的下方通过换向阀5与主管路1连通,所述换向阀5用于对主管路1内输送的原油进行换向使原油依次进入第一缸体311和第二缸体312内。
所述第一缸体311和第二缸体312的上方设置有连通箱315,所述连通箱315分别与第一缸体311和第二缸体312连通,所述连通箱315内注入有润滑油316。
这样设计,当第一活塞313和第二活塞314处于初始位置时,其第一活塞313位于第一缸体311的最下端,其第二活塞314位于第二缸体312的最上端,进而润滑油316用于注满第一缸体311位于第一活塞313的上方的腔室内和连通箱315内。
当主管路1内的原油通过换向阀5换向进入第一缸体311内时,原油会顶动第一活塞313上移,此时通过润滑油316的传动,润滑油316会顶动第二缸体312内的第二活塞314下移,进而主管路1内的原油会通过换向阀5将第一缸体311注满,而第二缸体312内的原油通过第二活塞314推动经过换向阀5排入出液管路9内。
当第一活塞313运动至第一缸体311的最上端时,换向阀5换向,使主管路1内的原油进入第二缸体312内,原油会顶动第二活塞314上移,此时通过润滑油316的传动,润滑油316会顶动第一缸体311内的第一活塞313下移,进而主管路1内的原油会通过换向阀5将第二缸体312注满,而第一缸体311内的原油通过第一活塞313推动经过换向阀5排入出液管路9内。
而第一缸体311和第二缸体312内的体积是相等不变的,进而通过依次向第一缸体311和第二缸体312内注满原油和排出,可用于准确的测量主管路1内原油产量的多少,实现计量目的,并且检测数据准确。
并且通过润滑油316还能够用于润滑第一活塞313和第一缸体311以及第二活塞314和第二缸体312,用于减少活塞移动时的摩擦力,使第一活塞313和第二活塞314的运动阻力小于3kg。
所述连通箱315的上方固定设置有注油孔317,在使用时,使用者可通过注油孔317将外部润滑油注入连通箱315内。
所述连通箱315的上方固定设置有出气阀318,所述出气阀318用于排出连通箱315内的气体,避免由于气体的存在影响计量效果。
所述第二缸体312的上方设置有活塞上检测319,所述活塞上检测319用于检测第二活塞314是否到达上移极限位。
所述第二缸体312的下方设置有活塞下检测320,所述活塞下检测320用于检测第二活塞314是否到达下移极限位。
这样设计,当第二缸体312内的第二活塞314向上运动至最上端位置时,此时活塞上检测319用于检测第二活塞314已到达上移极限位,进而代表第二缸体312内已充满原油,而此时第一缸体311内的第一活塞313运动至下移极限位,进而代表第一缸体311内的原油以完全排出第一缸体311内。
当第二缸体312内的第二活塞314向下运动至最下端位置时,此时活塞下检测320用于检测第二活塞314已到达下移极限位,进而代表第二缸体312内的原油已完成排出第二缸体312内,而此时第一缸体311内的第一活塞313运动至上移极限位,进而代表第一缸体311内已充满原油。
进而通过活塞上检测319和活塞下检测320能够实时检测第一缸体311和第二缸体312内是否充满原油或以完全排出原油,进而通过活塞上检测319和活塞下检测320的监测可用于对第一缸体311和第二缸体312内原油计量进行计数,进而能够准确计量主管路1内输送的原油量,计量准确。
所述换向阀5包括阀体51,所述阀体51内设置有阀室,所述阀体51上分别设置有与阀室相互连通的进液口55和出液口54,所述进液口55与主管路1的出液端连通,所述出液口54与出液管路9的进液口连通。
所述主管路1内的原油通过进液体口55进入阀室内。
所述阀体51上设置有与阀室相互连通的第一输出口52、第二输出口53,所述第一输出口52与第一缸体311的进液口连通,所述第一输出口52与第二缸体312的进液口连通。
所述阀体51的阀室内设置有阀板56,所述阀板56用于切换第一输出口52和第二输出口53是否与进液口55连通。
所述换向阀5为电磁换向阀,所述换向阀5工作通过换向驱动12驱动阀板56进行正反旋转90°。
所述换向阀5的阀板56有两个工作位,分别为最左工作位和最右工作位,所述阀板56处于最左工作位时:进液口55通过换向阀5的阀室与第一输出口52连通,进而进液口55通过换向阀5的阀室和第一输出口52与第一缸体311连通。
出液口54通过换向阀5的阀室与第二输出口53连通,进而出液口54通过换向阀5的阀室和第二输出口53与第二缸体312连通。
所述阀板56处于最右工作位时,进液口55通过换向阀5的阀室与第二输出口53连通,进而进液口55通过换向阀5的阀室和第二输出口53与第二缸体312连通。
出液口54通过换向阀5的阀室与第一输出口52连通,进而出液口54通过换向阀5的阀室和第一输出口52与第一缸体311连通。
这样设计,当阀板56转动至最左工作位时,可将原油通过进液口55引入换向阀5的阀室内,而后通过阀板56的引导,使原油通过第一输出口52进入第一缸体311内,此时原油推动第一活塞313向上运动,第一活塞313向上运动经润滑油316的传导,使第二活塞314向下运动,第二活塞314向下运动使第二缸体312内的原油通过第二输出口53进入换向阀5的阀室内,而后通过出液口54排出。
当第二活塞314向下运动到下移极限位时,活塞下检测320检测得到信号后,控制换向阀5的换向驱动12驱动阀板56旋转90度,实现换向,使阀板56旋转至最右工作位;
此时换向阀5阀室内的原油通过第二输出口53进入第二缸体312内,而后原油推动第二活塞314向上运动,第二活塞314向上运动经润滑油316的传导,使第一活塞313向下运动,第一活塞313向下运动使第一缸体311内的原油通过第一输出口52进入换向阀5的阀室内,而后通过出液口54排出。
当第二活塞314向上运动到上移极限位时,活塞上检测319检测得到信号后,控制换向阀5的换向驱动12驱动阀板56旋转90度,实现换向;此时原油进入第一缸体311内,如此循环往复,进而实现通过换向阀5的换向和第一缸体311、第二缸体312依次对主管路1内的原油进行计量。
所述换向阀5的换向时间为100ms。
所述换向阀5的换向空置率也是影响计量精度的因素之一,其换向时间越快,影响越小,受条件的制约,换向时间取100ms。
所述监测系统包括排气控制器10和换向控制器11。
所述低液面检测传感器24、高液面检测传感器29的输出端分别与排气控制器10的输入端电性连接,所述排气控制器10的输出端与排气阀26的控制端电性连接。
所述低液面检测传感器24和高液面检测传感器29用于时刻检测缓冲器21内的原油的液面位置,并将该检测信号实时发送至排气控制器10内,而后排气控制器10根据该液面信号控制排气阀26打开或关闭。
所述活塞上检测319和活塞下检测320的输出端分别与换向控制器11的输入端电性连接,所述活塞上检测319和活塞下检测320用于时刻检测第二缸体312内第二活塞314是否移动至上移极限位或下移极限位,并将该检测信号实时发送至换向控制器11内。
所述换向控制器11的输出端电性连接有流量计算仪7和换向驱动12,所述换向驱动12与换向阀5连接。
所述活塞上检测319和活塞下检测320动作向换向控制器11发送信号,此时,换向控制器11分别向流量计算仪7和换向驱动12发送信号,流量计算仪7用于计算该次第一缸体311或第二缸体312内的原油流量,所述换向驱动12工作用于驱动换向阀5进行换向。
所述流量计算仪7的输出端电性连接有数据上传模块,所述数据上传模块用于远程传输数据。
所述数据上传模块可与指挥中心连接,用于将检测得到的原油流量实时发送至指挥中心进行监控。
所述数据上传模块采用流量计算仪天线8,所述流量计算仪天线8为无线远程信息传输装置,所述流量计算仪天线8为现有技术,可由市面上直接购买获得。
所述主管路1的一侧设置用于安装排气控制器10和换向控制器11的接线盒6,所述流量计算仪7固定安装在接线盒6上,所述流量计算仪天线8固定安装在流量计算仪7上。
所述排气控制器10和换向控制器11分别由电源供电。
所述排气控制器10和换向控制器11均有现有技术,可由市面上直接购买获得,其具体采用的是PLC控制器、单片机等。
本发明还提供一种采用上述油井用双活塞式产液量计量装置进行计量的计量方法。
对某采油厂的一油井进行准备计量,所述该油井产出的原油的粘度为≤3000mpa/s(温度:50℃)、气体含量≤50m3/d,2,流量范围为1m3/d~50m3/d。
一种油井用双活塞式产液量计量装置的计量方法,包括如下步骤:
S1、原油除气:将单油井的抽油机抽吸上来的原油引导进缓冲分气装置2内对原油中的气体进行分离。
所述步骤S1中,原油通过缓冲器进液口22进入导流管23内,而后通过导流管23的引导,使原油通过导流管23的出液端排出,此时原油会碰撞正在旋转的分离伞25,分离伞25对原油产生挤压和碰撞使原油中的气和液进行分离,液体向下沉淀进入缓冲器21的底部,气体向上升进入缓冲器21的上方。
缓冲器21内沉淀的原油通过缓冲器出液口203进入主管路1内,缓冲器21内的气体进入排气阀26内,而后通过排气管27将气体排入出液管路9内。
所述步骤S1中,当缓冲器21内的原油液面不断上升至,会带动液面检测浮子202向上运动,使液面检测浮子202碰触高液面检测传感器29,此时代表缓冲器21内的原油液面以到达最高液位,此时高液面检测传感器29通过排气控制器10控制排气阀26关闭,避免缓冲器21内的原油进入排气阀26内。
所述步骤S1中,当缓冲器21内的原油液面下降,带动液面检测浮子202向下运动,使液面检测浮子202碰触低液面检测传感器24时,此时代表缓冲器21内的原油液面以到达最低液位,此时低液面检测传感器24通过排气控制器10控制排气阀26打开,避免缓冲器21内的气体通过缓冲器出液口203进入主管路1内。
所述步骤S1中,缓冲器21的尺寸选择:理论上缓冲器21的体积越大,分气效果越好,受诸多因素的限制,在满足技术指标要求的情况下需将缓冲器21尽量做小;分气效果与液体滞留时间成正比;如果我们要求分气效果为95%,原油和气需要的滞留时间为5s,而原油需要的滞留时间约为200s(原油粘度不同所需滞留时间不同,此数为平均数)。
取折中数据,以每日原油产量2T为例:V=2000/86400×200=4.63(L)。
S2、原油计量:此时主管路1内的原油通过电磁阀5的换向依次通入计量装置3的第一缸体311和第二缸体312内,并利用公式:进行计算主管路1内流通的原油流量,其中V表示计量第一缸体311或第二缸体312的体积(m3),t表示换向阀5的换向脉冲间隔(h);ρ表示液体的密度(㎏/m3)。
所述步骤S2中,对主管路1内的原油进行计量时,具体操作如下:
1)、电磁阀5工作使磁阀5的阀板56处于最左工作位,此时第一缸体311通过电磁阀5的进液口55与主管路1连通,第二缸体312通过电磁阀5的出液口54与出液管路9连通,主管路1内的原油通过电磁阀5的进液口55和第一输出口52进入第一缸体311内,原油推动第一活塞313向上运动,第一活塞313向上运动经润滑油316的传导,使第二活塞314向下运动,第二活塞314向下运动使第二缸体312内的原油通过电磁阀5的第二输出口53和出液口54输送至出液管路9连通内,执行步骤2)。
2)、活塞下检测320时刻检测第二活塞314是否到达下移极限位,是则同时执行步骤3)和4),否则执行步骤1)。
3)、此时流量计算仪7对第二缸体312内输出的原油进行一次计量,并利用公式:进行计算该次第二缸体312内输出的原油流量,其中V表示计量第二缸体312的体积(m3),t表示换向阀5的换向脉冲间隔(h);ρ表示液体的密度(㎏/m3)。
4)、活塞下检测320控制电磁阀5换向,使磁阀5的阀板56旋转至最右工作位,此时第一缸体311通过电磁阀5的出液口54与出液管路9连通,第二缸体312通过电磁阀5的进液口55与主管路1连通,主管路1内的原油通过电磁阀5的进液口55和第二输出口53进入第二缸体312内,原油推动第二活塞314向上运动,第二活塞314向上运动经润滑油316的传导,使第一活塞313向下运动,第一活塞313向下运动使第一缸体311内的原油通过第一输出口52和出液口54输送至出液管路9连通内,执行步骤5)
5)、活塞上检测319时刻检测第二活塞314是否到达上移极限位,是则同时执行步骤6)和7),否则执行步骤4)。
6)、此时流量计算仪7对第一缸体311内输出的原油进行一次计量,并利用公式:进行计算该次第一缸体311内输出的原油流量,其中V表示计量第一缸体311的体积(m3),t表示换向阀5的换向脉冲间隔(h);ρ表示液体的密度(㎏/m3)。
7)、活塞上检测319控制电磁阀5换向,使电磁阀5的阀板56处于最左工作位,进行下一次计量,而后依次循环步骤1)至步骤7)实现对原油进行计量。
所述步骤S2中,电磁阀5的换向时间为200ms。
所述步骤S2中,第一活塞313和第二活塞314的活塞阻力是影响该计量装置3运行的重要因素,活塞阻力换算成压损为:利用公式:,其中n表示压损;N表示活塞阻力(㎏);s表示第一缸体311或第二缸体312的截面积(cm2)。
通过上述分析,可看出,该油井用双活塞式产液量计量装置的压损≤0.05MPa。
所述步骤2中,换向阀5的换向空置率也是影响计量精度的因素之一,其影响权重最大为50%,换向时间越快,影响越小,受条件的制约,换向时间取100ms。
通过上述分析,可看出,该油井用双活塞式产液量计量装置的最大换向空置率为4%,乘以最大影响权重50%,对计量精度的影响<±2%,对于日液量<25m3的油井计量精度<±1%。
对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油井用双活塞式产液量计量装置,包括主管路(1)和出液管路(9),其特征在于:主管路(1)的进液端连通设置有用于对原油中的气体进行分离的缓冲分气装置(2),主管路(1)的出液端连通设置有用于计量油井的原油产液量的计量装置(3),计量装置(3)的出液端与出液管路(9)连通,缓冲分气装置(2)和计量装置(3)由监测系统进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:缓冲分气装置(2)包括缓冲器(21),缓冲器(21)内设置有用于将单油井产出的原油通入缓冲器(21)内的导流管组件,缓冲器(21)的上方设置有排气组件,缓冲器(21)上设置有用于时刻检测缓冲器(21)内原油液位高低的液位检测组件。
3.根据权利要求2所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:缓冲器(21)内位于导流管组件的出液端位置处设置有分离伞(25),分离伞(25)由驱动装置驱动转动。
4.根据权利要求3所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:排气组件包括固定设置在缓冲器(21)上方且与缓冲器(21)的缓冲腔连通的排气阀(26),排气阀(26)的出气端连通有排气管(27),排气管(27)的另一端与出液管路(9)连通。
5.根据权利要求4所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:计量装置(3)包括两平行设置的第一缸体(311)和第二缸体(312),第一缸体(311)内活动设置有第一活塞(313),第二缸体(312)内活动设置有第二活塞(314),第一缸体(311)和第二缸体(312)通过换向阀(5)与主管路(1)连通,换向阀(5)用于对主管路(1)内输送的原油进行换向使原油依次进入第一缸体(311)和第二缸体(312)内。
6.根据权利要求5所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:第一缸体(311)和第二缸体(312)的上方设置有连通箱(315),连通箱(315)分别与第一缸体(311)和第二缸体(312)连通,连通箱(315)内注入有润滑油(316)。
7.根据权利要求6所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:第二缸体(312)的上方设置有用于检测第二活塞(314)是否到达上移极限位的活塞上检测(319),第二缸体(312)的下方设置有用于检测第二活塞(314)是否到达下移极限位的活塞下检测(320)。
8.根据权利要求7所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置,其特征在于:监测系统包括排气控制器(10)和换向控制器(11),低液面检测传感器(24)、高液面检测传感器(29)的输出端与排气控制器(10)的输入端电性连接,排气控制器(10)的输出端与排气阀(26)的控制端电性连接;
活塞上检测(319)和活塞下检测(320)的输出端与换向控制器(11)的输入端电性连接;
换向控制器(11)的输出端电性连接有流量计算仪(7)和换向驱动(12),换向驱动(12)与换向阀(5)连接;
流量计算仪(7)的输出端电性连接有数据上传模块。
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置的计量方法,其特征在于:计量方法包括如下步骤:
S1、原油除气:将单油井抽油机抽吸上来的原油引导进缓冲分气装置(2)内对原油中的气体进行分离,而后将原油输送至主管路(1)内,缓冲分气装置(2)的缓冲器(21)内缓冲腔的体积为:,其中:Vg为缓冲器(21)的缓冲腔体积;G为原油日产量(L);T为滞留时间(S);TD—每天秒数(S);
10.根据权利要求9所述的一种油井用双活塞式产液量计量装置的计量方法,其特征在于:步骤S2中,对主管路(1)内的原油进行计量时,具体操作如下:
1)、电磁阀(5)工作使阀板(56)处于最左工作位,此时第一缸体(311)通过电磁阀(5)的进液口(55)与主管路(1)连通,第二缸体(312)通过电磁阀(5)的出液口(54)与出液管路(9)连通,主管路(1)内的原油通过电磁阀(5)的进液口(55)和第一输出口(52)进入第一缸体(311)内,原油推动第一活塞(313)向上运动,第一活塞(313)向上运动经润滑油(316)的传导,使第二活塞(314)向下运动,第二活塞(314)向下运动使第二缸体(312)内的原油通过电磁阀(5)的第二输出口(53)和出液口(54)输送至出液管路(9)连通内,执行步骤2);
2)、活塞下检测(320)时刻检测第二活塞(314)是否到达下移极限位,是则同时执行步骤3)和4),否则执行步骤1);
3)、此时流量计算仪(7)对第二缸体(312)内输出的原油进行一次计量;
4)、活塞下检测(320)控制电磁阀(5)换向,使电磁阀(5)的阀板(56)旋转至最右工作位,此时第一缸体(311)通过电磁阀(5)的出液口(54)与出液管路(9)连通,第二缸体(312)通过电磁阀(5)的进液口(55)与主管路(1)连通,主管路(1)内的原油通过电磁阀(5)的进液口(55)和第二输出口(53)进入第二缸体(312)内,原油推动第二活塞(314)向上运动,第二活塞(314)向上运动经润滑油(316)的传导,使第一活塞(313)向下运动,第一活塞(313)向下运动使第一缸体(311)内的原油通过第一输出口(52)和出液口(54)输送至出液管路(9)连通内,执行步骤5);
5)、活塞上检测(319)时刻检测第二活塞(314)是否到达上移极限位,是则同时执行步骤6)和7),否则执行步骤4);
6)、此时流量计算仪(7)对第一缸体(311)内输出的原油进行一次计量;
7)、活塞上检测(319)控制电磁阀(5)换向,使磁阀(5)的阀板(56)处于最左工作位,进行下一次计量,而后依次循环步骤1)至步骤7)实现对原油进行计量。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115419396A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-02 | 江苏华尔威科技集团有限公司 | 一种新型原油单井测量装置 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2401384C2 (ru) * | 2007-05-16 | 2010-10-10 | Дробах Виктор Терентьевич | Способ измерения продукции нефтяных скважин и устройство для его осуществления |
WO2010116228A2 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Schlumberger Technology B.V. | In-situ evaluation of reservoir sanding and fines migration and related completion, lift and surface facilities design |
CN101906958A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-12-08 | 濮阳圣元火炬工程有限公司 | 无人值守数字化多井自动计量装置及计量方法 |
CN104929614A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-23 | 张睿怡 | 应用于抽油机的单井原油计量器及其计量方法 |
CN104989372A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-21 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 | 一种利用涡轮法在线计量油井液量的装置 |
CN108316912A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田单井计量装置及计量方法 |
CN207832288U (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-07 | 丹东贝特自动化工程仪表有限公司 | 一种摆套式换向器 |
CN109209309A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-15 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种闭循环水力排液测试工艺系统 |
CN209622120U (zh) * | 2019-03-19 | 2019-11-12 | 浙江东日阀门有限公司 | 一种四通换向球阀 |
CN210196549U (zh) * | 2019-07-04 | 2020-03-27 | 张家港市新联成铝材设备有限公司 | 四通换向阀 |
-
2020
- 2020-08-31 CN CN202010894463.2A patent/CN112012717B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2401384C2 (ru) * | 2007-05-16 | 2010-10-10 | Дробах Виктор Терентьевич | Способ измерения продукции нефтяных скважин и устройство для его осуществления |
WO2010116228A2 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Schlumberger Technology B.V. | In-situ evaluation of reservoir sanding and fines migration and related completion, lift and surface facilities design |
CN101906958A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-12-08 | 濮阳圣元火炬工程有限公司 | 无人值守数字化多井自动计量装置及计量方法 |
CN104929614A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-23 | 张睿怡 | 应用于抽油机的单井原油计量器及其计量方法 |
CN104989372A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-21 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 | 一种利用涡轮法在线计量油井液量的装置 |
CN108316912A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田单井计量装置及计量方法 |
CN207832288U (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-07 | 丹东贝特自动化工程仪表有限公司 | 一种摆套式换向器 |
CN109209309A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-15 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种闭循环水力排液测试工艺系统 |
CN209622120U (zh) * | 2019-03-19 | 2019-11-12 | 浙江东日阀门有限公司 | 一种四通换向球阀 |
CN210196549U (zh) * | 2019-07-04 | 2020-03-27 | 张家港市新联成铝材设备有限公司 | 四通换向阀 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115419396A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-02 | 江苏华尔威科技集团有限公司 | 一种新型原油单井测量装置 |
CN115419396B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-02-21 | 江苏华尔威科技集团有限公司 | 一种新型原油单井测量装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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