CN112459764A - 一种多功能油气分离计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能油气分离计量装置，包括油气分离罐、质量流量计、含水分析仪、气体流量计、磁翻板液位计、温度及压力仪表和控制系统等，控制系统包括控制模块和数据处理模块；数据处理模块接收测量数据，对测量数据进行运算处理。本发明，控制系统可以通过罐内液位变化，利用容积法配合数学模型测算产液、产气量，同时也可通过质量流量计和气体流量计测算产液、产气量，并通过含水分析仪进行含水分析。仅通过一项装置即可实现介质各项数据分析，包括含水分析、温度、压力、产气量和产液量计量等，并可采用不同计量方法进行自验证对比，结构简单，操作方便，占地面积小，扩大了装置的使用范围并大大提高了计量结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种多功能油气分离计量装置。
背景技术
油气产量的计量是油藏动态分析的第一手资料，直接影响到油藏开发的方向，因此，油气产量计量的准确性尤为重要。由于受到原油性质不同，含水量、含气量的较大变化以及产出液不规律等复杂因素的影响，很难找到一个结构简单、通用性好、测量精度可信的技术，尤其对于那些进入间歇来液、少气、结蜡结垢的油井，这个问题更为突出。
目前，国内的大多数输油管线上所采用常规原油测量方法有以下几种：一种是由技术工人直接输油管线中取出一部分原油产出液，送到检测实验室，利用实验室内的专业仪器进行检测，这种方法不仅效率低下，而且检测的结果不是油井的实时数据，数据精度低，需要通过多次采样提高数据的准确程度，耗时耗力；第二种方法是采用分离器并通过玻璃管手动量油，以实现对原油的在线实时检测，但是该方法工作量大，在量油过程中受人为误差影响大，且无法检测含水率。第三种方法是使用称重式计量器，但称重式计量分离器无法进行测气，同时如果称重式计量器的自动翻转换位处漏气，就会造成量油不准，对计量站存在一定的风险。第四种方法是采用标准流量仪表进行计量，但由于来液含量波动大，使用单一计量方法计量的结果准确性低，误差较大。
有鉴于此，急需对现有的油气计量装置进行改进，以降低油气计量装置的结构复杂程度、提高计量结果的准确性、降低计量成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有油气计量装置结构复杂、测量结果准确性低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种多功能油气分离计量装置，包括：
油气分离罐，包括罐体以及设置在所述罐体内的分离元件，所述罐体通过进液口与进液管连通，所述罐体的上部设有出气管，所述出气管与输气管线连通；所述罐体的下部设有出油管，所述出油管与输油管线连通；
磁翻板液位计，设置在所述罐体的一侧，与所述罐体连通；
质量流量计，设置在所述出油管上，用于实时测量所述出油管内原油的质量流量；
含水分析仪，设置在所述出油管上，用于对所述出油管内原油的含水量进行测量；
气体流量计，设置在所述出气管上，用于实时测量所述出气管内气体的气体流量；
控制系统，通过控制柜设置在所述罐体外的一侧，所述控制系统包括控制模块和数据处理模块，所述控制模块用于控制设备的运行并记录所述罐体内液体到达不同液位高度的时间；所述数据处理模块接收所述磁翻板液位计、质量流量计和气体流量计的测量数据，并对测量数据进行运算处理。
在本方案中，所述分离元件包括：
喷头，设置在所述罐体上，用于向散油帽喷洒所述进液管的来液；
散油帽，设置在所述罐体的内壁上，用于将所述来液中油气散开，加强分离效果；
分离伞，设置在所述罐体的顶部，与所述出气管的入口连通。
在本方案中，所述出气管上设有压力变送器和温度变送器，用于实时测量所述出气管内气体的压力和温度。
在本方案中，所述出油管上设有含水分析仪，用于对所述出油管内原油的含水量进行测量。
在本方案中，所述罐体的底部设有排污口和水包放空口。
在本方案中，所述油气分离罐、所述磁翻板液位计和所述控制柜均设置在计量撬块底座上。
在本方案中，所述进液管、所述出气管和所述出油管上设有与所述控制模块连接的控制阀，所述控制模块控制所述控制阀开闭。
在本方案中，所述磁翻板液位计配套液位传感器，所述液位传感器与所述控制柜通讯连接。
在本方案中，所述出气管上设有聚气罐。
在本方案中，所述控制柜内还设有报警装置，与所述控制模块连接，用于根据所述压力变送器和所述温度变送器测量到的压力异常和温度异常发出警报。
与现有技术相比，本发明提供的多功能油气分离计量装置，控制系统首先根据油气分离罐内液位变化高度及时间，通过容积法配合数学模型，结合进液管中来液的介质密度及油气分离罐内液位差等参数自动计量产液量及产气量，同时也可根据质量流量计、气体流量计的测量结果计量产液量和产气量。通过两种方式计量产液量和产气量，并通过含水分析仪测量含水量，实现油气水三相计量。通过容积法和仪表法对来液的油气三相进行计量，适用于不同来液含量的情况，避免来液含量波动影响计量结果，同时两种计量方式可相互验证，大大提高了计量结果的准确性。本发明将含水分析、含气分析和含油量分析结合到一体，仅通过一项装置即可实现，改变原计量方式需三种装置测量的弊端，结构简单，操作方便，节省占地面积，大大降低了油气计量成本。
附图说明
图1为本发明中多功能油气分离计量装置的主视图；
图2为本发明中多功能油气分离计量装置的侧视图；
图3为本发明中多功能油气分离计量装置的俯视图。
其中，图1至图3中各附图标记与部件名称之间的对应关系如下：
分离罐1，磁翻板液位计2，质量流量计3，含水分析仪4，气体流量计5，控制柜6，罐体10，进液管11，出气管12，出油管13，排污口15，水包放空口16，压力变送器17，温度变送器18，计量撬块底座19。
具体实施方式
本发明提供了一种多功能油气分离计量装置，控制系统根据罐体内液体到达不同液位的时间和磁翻板液位计的读数变化，利用容积法计算来液的产液量和产气量，同时也可根据质量流量计、气体流量计的测量结果测算产液量和产气量。两种方式计量产液量和产气量结合含水分析仪测量含水量实现油气水三相计量，结构简单，操作方便，大大提高了计量结果的准确性。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明提供的多功能油气分离计量装置，包括油气分离罐1、磁翻板液位计2、质量流量计3、含水分析仪4、气体流量计5和控制柜6。
油气分离罐1包括罐体10以及设置在罐体10内的分离元件。罐体10通过进液口与进液管11连通，油井中抽出的来液通过进液管11进入到罐体10内。
罐体10的上部设有出气管12，出气管12与输气管线连通，用于将罐体10内的气体通过输气管线输出。出气管12上设有聚气罐。罐体10的下部设有出油管13，出油管13与输油管线连通，用于排出罐体10内的原油液体。罐体10的底面上设有排污口15和水包放空口16。
罐体10内的分离元件包括喷头、散油帽和分离伞，喷头设置在罐体10上进液管11的出口上，用于将进液管11的来液喷出，使来液中油气分离。散油帽设置在罐体10内壁上，用于使来液喷洒在散油帽上使油气分开上，增强分离效果。分离伞设置在罐体10内的顶部，设置在出气管12的入口处，使上升的气体改变流动方向，使其中携带的小液滴粘附在上面，起到二次分离的作用，提高气体计量结果的准确性。
磁翻板液位计2设置在罐体10外一侧，与罐体10连通，形成连通器。用于实时检测分离罐内的液位变化，磁翻板液位计2配有液位传感器，液位传感器与控制系统连接，用于将磁翻板液位计2的液位变化情况传给控制系统。
质量流量计3设置在出油管13上，用于实时测量出油管13内原油的质量流量。
含水分析仪4，设置在出油管13上，用于对出油管13内原油的含水量进行测量。
气体流量计5，设置在出气管12上，用于实时测量出气管12内气体的气体流量。
出气管12上设有压力变送器17和温度变送器18，用于实时测量罐体10的压力和温度。
控制系统通过控制柜6设置在罐体10外的一侧，控制柜系统包括控制模块和数据处理模块。控制模块用于控制设备的运行并记录所述罐体内液体到达不同液位高度的时间，液位传感器内与控制模块通讯连接，记录液位变化。控制模块与设置在进液管11、出气管12和出油管13上的控制阀连接，用于控制控制阀开闭，实现罐体10的进液控制、出气控制和出油控制。控制柜6内还设有报警装置，与所述控制模块连接，用于根据控制模块检测到的压力变送器和温度变送器检测到的压力异常和温度异常发出警报。
油气分离罐1、磁翻板液位计2和控制柜6均设置在计量撬块底座19上，方便对计量装置进行移动和维修。
本发明的工作原理如下：
油气分离：从油井中抽出的原油来液通过进液管11进入到罐体10内，设置在进液管11出口上的喷头向罐体10内喷出原油来液，原油来液喷出后液滴通过散油帽滴落到罐体10的下部，气体经分离伞去除夹带的油滴后，通过出气管12进入输出管线。
容积法计量：磁翻板液位计2与罐体10连通，形成连通器，根据连通器和分离器的原理，罐体10内液柱的压力与磁翻板液位计2内水柱的压力相同。由于原油密度与水的密度不同，相同压力变化下罐体10内液柱上升高度与磁翻板液位计2内水柱上升高度也不相同。因此，通过由控制系统根据液位传感器的传感器信号，记录罐体10内液体从某一高度上升到另一高度所需的时间，以磁翻板液位计2内水柱的上升高度，数据处理模块就可以通过数学模型根据液位传感器记录的液位差等参数结合原油来液密度计量产液量，并根据液位传感器记录的液位差和相应的时间差以及压力变送器17和温度变送器18记录的气体的压力和温度，计算产气量。
流量计计量：控制系统中的数据处理模块认定容积法计量结果在质量流量计2、气体流量计5的量程范围内，即可通过质量流量计3、含水分析仪4和气体流量计5对出油管13内的原油质量流量和原油含水量以及出气管12内气体流量进行计量。
与现有技术相比，本发明提供的多功能油气分离计量装置，控制系统根据罐体内液体到达不同液位的时间和磁翻板液位计的读数变化，利用容积法配合数学模型测算来液的产液量和产气量，同时也可根据质量流量计、气体流量计的测量结果测算产液量和产气量。两种方式计量产液量和产气量，并结合含水分析仪测量含水量，实现油气水三相计量。通过容积法和仪表法对来液进行计量，适用于不同来液含量的情况，避免来液含量波动影响计量结果，同时两种计量方式可相互验证，提高了计量结果的精确度。本发明中多功能油气分离计量装置结构简单，操作方便，通过一项装置即可实现含水分析、含气分析和含油量分析，无需使用多项计量工具，节约了计量装置的占地面积，大大降低了油气计量成本，提高了计量效率。
本发明中的多功能油气分离计量装置通过容积法和流量计两种计量方法对原油三相进行计量，且两种计量方式可以独立进行，适用于不同的来液的计量，计量结果的精确度高、误差小。
本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多功能油气分离计量装置，其特征在于，包括：
油气分离罐，包括罐体以及设置在所述罐体内的分离元件，所述罐体通过进液口与进液管连通，所述罐体的上部设有出气管，所述出气管与输气管线连通；所述罐体的下部设有出油管，所述出油管与输油管线连通；
磁翻板液位计，设置在所述罐体外一侧，与所述罐体连通；
质量流量计，设置在所述出油管上，用于实时测量所述出油管内原油的质量流量；
含水分析仪，设置在所述出油管上，用于对所述出油管内原油的含水量进行测量；
气体流量计，设置在所述出气管上，用于实时测量所述出气管内气体的气体流量；
控制系统，通过控制柜设置在所述罐体外的一侧，所述控制系统包括控制模块和数据处理模块，所述控制模块用于控制设备的运行并记录所述罐体内液体到达不同液位高度的时间；所述数据处理模块接收所述磁翻板液位计、质量流量计和气体流量计的测量数据，并对测量数据进行运算处理。
2.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述分离元件包括：
喷头，设置在所述罐体上，用于向散油帽喷洒所述进液管的来液；
散油帽，设置在所述罐体的内壁上，用于将所述来液中油气散开，加强分离效果；
分离伞，设置在所述罐体的顶部，与所述出气管的入口连通。
3.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述出气管上设有压力变送器和温度变送器，用于实时测量所述出气管内气体的压力和温度。
4.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述出油管上设有含水分析仪，用于对所述出油管内原油的含水量进行测量。
5.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述罐体的底部设有排污口和水包放空口。
6.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述油气分离罐、所述磁翻板液位计和所述控制柜均设置在计量撬块底座上。
7.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述进液管、所述出气管和所述出油管上设有与所述控制模块连接的控制阀，所述控制模块控制所述控制阀开闭。
8.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述磁翻板液位计配套液位传感器，所述液位传感器与所述控制柜通讯连接。
9.根据权利要求1所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述出气管上设有聚气罐。
10.根据权利要求3所述的多功能油气分离计量装置，其特征在于，所述控制柜内还设有报警装置，与所述控制模块连接，用于根据所述压力变送器和所述温度变送器测量到的压力异常和温度异常发出警报。
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|---|---|---|---|---|
| CN113586955A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-02 | 兰州科翔自控技术有限公司 | 原油集输线智能计量监测一体化系统 |
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- 2020-12-07 CN CN202011429674.5A patent/CN112459764A/zh active Pending
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