CN113008339A - 一种大流量在线自校准油气水三相计量装置及计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，包括多相流混合器、分离管和流量计算机，所述多相流混合器其中一端设有与分离管靠近顶部位置连通的油气水入管，所述多相流混合器远离油气水入管的一端设有与其内部连通的油气水入口，所述分离管顶部设有与其内部连通的气相管路，所述分离管底部设有与其内部连通的出口管路，所述气相管路和出口管路远离分离管的一端连通，所述气相管路和出口管路连通处通过油气水出管设有油气水出口。本发明还公开了一种大流量在线自校准油气水三相计量装置的计量方法。

Description

一种大流量在线自校准油气水三相计量装置及计量方法

技术领域

本发明属于多相流计量领域，具体涉及一种大流量在线自校准油气水三相计量装置及计量方法。

背景技术

目前，国内油田单井多相流计量大多采用较大分离器计量或多相流量计计量。大型分离器体积庞大、运输安装费用高、高压和腐蚀性较强介质流体制造成本非常高；而多相流量计在线标定校准工作量大且费用高，尤其是应用于海上平台上时，标定一直是个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种大流量在线自校准油气水三相计量装置及计量方法，可在气液两相流计量和油含水计量两种模式进行切换，保证计量的效率和准确度。

本发明所采用的技术方案是：一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，包括多相流混合器、分离管和流量计算机，所述分离管侧面通过连接管设有液位计，所述多相流混合器其中一端设有与分离管靠近顶部位置连通的油气水入管，所述多相流混合器远离油气水入管的一端设有与其内部连通的油气水入口，所述分离管顶部设有与其内部连通的气相管路，所述分离管底部设有与其内部连通的出口管路，所述气相管路和出口管路远离分离管的一端连通，所述气相管路和出口管路连通处通过油气水出管设有油气水出口，所述气相管路从靠近分离管的一端到远离分离管的一端依次设有第一气液两相流量计和第一手动调节阀，所述出口管路上从靠近分离管的一端到远离分离管的一端依次设有第二气液两相流量计和第二手动调节阀，所述油气水入管和油气水出管之间设有两端分别与油气水入管和油气水出管连通的油含水取样旁路，所述油含水取样旁路上从靠近油气水入管的一端到靠近油气水出管的一端依次设有油含水测量仪和电动开关阀，所述油含水取样旁路与气相管路之间设有两端分别与油含水取样旁路与气相管路连通的排气管，所述油气水入口、多相流混合器、分离管、气相管路、第一气液两相流量计、油含水测量仪、第二气液两相流量计、电动开关阀、液位计、排气管、油含水取样旁路、出口管路、第一手动调节阀、第二手动调节阀、油气水出口、油气水入管、油气水出管和连接管上均缠绕有电伴热带，所述第一气液两相流量计、油含水测量仪、第二气液两相流量计、电动开关阀、液位计和电伴热带均与流量计算机电连接。

其中一个实施例中，所述连接管为两根且分别与分离管靠近顶部和靠近底部的位置连通。

其中一个实施例中，两根所述连接管上均设有接口开关阀。

其中一个实施例中，所述排气管路与油含水取样旁路连通的一端设置于油含水测量仪和电动开关阀之间。

本发明还公开了一种大流量在线自校准油气水三相计量装置的计量方法，包括以下步骤：

步骤10、油气水混合物从油气水入口进入多相流混合器，若进行气液两相流计量，进入步骤20，若进行油含水计量，进入步骤50；

步骤20、流量计算机控制电动开关阀关闭，将第一手动调节阀和第二手动调节阀调至全开状态，进入步骤30；

步骤30、油气混合物经油气水入管进入分离管，分离管对油气水混合物进行分离，根据液位计显示数据调节第一手动调节阀和第二手动调节阀，保证气相管路中为气相，同时保证出口管路为气液两相，进入步骤40；

步骤40、第一气液两相流量计计量通过气相管路的气相流量，第二气液两相流量计计量通过出口管路的气液两相流量，流量计算机实时显示总液相流量和总气相流量，如装置运行正常，保持第一手动调节阀和第二手动调节阀为调节后的开合状态，气液两相流计量结束；

步骤50、设定油含水测量时间和油含水测量间隔时间，流量计算机控制电动开关阀打开，油气水混合物进入油含水取样旁路,若未达到油含水测量间隔时间，油气水混合物依次经过油含水取样旁路和油气水出管并由油气水出口排出，若达到油含水测量间隔时间，进入步骤60；

步骤60、流量计算机控制电动开关阀关闭，油气水混合物停止流动，油含水取样旁路内的气相经排气管路进入气相管路并由油气水出口排出，流量计算机控制电伴热带工作，当达到油含水测量时间，流量计算机读取油含水测量仪测得的油含水值，油含水计量结束。

其中一个实施例中，所述的气液两相流计量时，还包括自校准步骤，具体如下：

根据液位计的显示数据手动调节第一手动调节阀和第二手动调节阀，控制液位至液位计的中间位置，第一气液两相流量计计量通过气相管路的气相流量，第二气液两相流量计量通过出口管路的气液两相流量，流量计算机实时显示总液相流量和总气相流量。

本发明的有益效果在于：

1、本装置可同时兼顾气液两相流计量和油含水计量两种方式，计量方式简单、高效且准确；

2、通过电伴热带的设置，可在油含水计量时通过加热实现降黏、熔蜡和排气泡的效果，保证最终计量的精准；

3、通过流量计算机整体控制气液两相流计量和油含水计量方式的切换，使得各计量模式之间切换更加的精准；

4、通过自校准步骤可修正气液两相流计量状态时的气相和液相流量，保证后续计量的精准。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1、油气水入口；2、多相流混合器；3、分离管；4、气相管路；5、第一气液两相流量计；6、油含水测量仪；7、第二气液两相流量计；8、电动开关阀；9、液位计；10、接口开关阀；11、排气管；12、油含水取样旁路；13、出口管路；14、第一手动调节阀；15、第二手动调节阀；16、油气水出口；17、流量计算机；18、油气水入管；19、油气水出管；20、连接管。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，包括多相流混合器2、分离管3和流量计算机17，所述分离管3侧面通过连接管20设有液位计9，所述多相流混合器2其中一端设有与分离管3靠近顶部位置连通的油气水入管18，所述多相流混合器2远离油气水入管18的一端设有与其内部连通的油气水入口1，所述分离管3顶部设有与其内部连通的气相管路4，所述分离管3底部设有与其内部连通的出口管路13，所述气相管路4和出口管路13远离分离管3的一端连通，所述气相管路4和出口管路13连通处通过油气水出管19设有油气水出口16，所述气相管路4从靠近分离管3的一端到远离分离管3的一端依次设有第一气液两相流量计5和第一手动调节阀14，所述出口管路13上从靠近分离管3的一端到远离分离管3的一端依次设有第二气液两相流量计7和第二手动调节阀15，所述油气水入管18和油气水出管19之间设有两端分别与油气水入管18和油气水出管19连通的油含水取样旁路12，所述油含水取样旁路12上从靠近油气水入管18的一端到靠近油气水出管19的一端依次设有油含水测量仪6和电动开关阀8，所述油含水取样旁路12与气相管路4之间设有两端分别与油含水取样旁路12与气相管路4连通的排气管11，所述油气水入口1、多相流混合器2、分离管3、气相管路4、第一气液两相流量计5、油含水测量仪6、第二气液两相流量计7、电动开关阀8、液位计9、排气管11、油含水取样旁路12、出口管路13、第一手动调节阀14、第二手动调节阀15、油气水出口16、油气水入管18、油气水出管19和连接管20上均缠绕有电伴热带，所述第一气液两相流量计5、油含水测量仪6、第二气液两相流量计7、电动开关阀8、液位计9和电伴热带均与流量计算机17电连接。

本实施例中，所述连接管20为两根且分别与分离管3靠近顶部和靠近底部的位置连通。

本实施例中，两根所述连接管20上均设有接口开关阀10。

本实施例中，所述排气管11路与油含水取样旁路12连通的一端设置于油含水测量仪6和电动开关阀8之间。

本发明还公开了一种大流量在线自校准油气水三相计量装置的计量方法，包括以下步骤：

步骤10、油气水混合物从油气水入口1进入多相流混合器2，若进行气液两相流计量，进入步骤20，若进行油含水计量，进入步骤50；

步骤20、流量计算机17控制电动开关阀8关闭，将第一手动调节阀14和第二手动调节阀15调至全开状态，进入步骤30；

步骤30、油气混合物经油气水入管18进入分离管3，分离管3对油气水混合物进行分离，根据液位计9显示数据调节第一手动调节阀14和第二手动调节阀15，保证气相管路4中为气相，同时保证出口管路13为气液两相，进入步骤40；

步骤40、第一气液两相流量计5计量通过气相管路4的气相流量，第二气液两相流量计7计量通过出口管路13的气液两相流量，流量计算机17实时显示总液相流量和总气相流量，如装置运行正常，保持第一手动调节阀14和第二手动调节阀15为调节后的开合状态，气液两相流计量结束；

步骤50、设定油含水测量时间和油含水测量间隔时间，流量计算机17控制电动开关阀8打开，油气水混合物进入油含水取样旁路12,若未达到油含水测量间隔时间，油气水混合物依次经过油含水取样旁路12和油气水出管19并由油气水出口16排出，若达到油含水测量间隔时间，进入步骤60；

步骤60、流量计算机17控制电动开关阀8关闭，油气水混合物停止流动，油含水取样旁路12内的气相经排气管11路进入气相管路4并由油气水出口16排出，流量计算机17控制电伴热带工作，当达到油含水测量时间，流量计算机17读取油含水测量仪6测得的油含水值，油含水计量结束。

本实施例中，所述的气液两相流计量时，还包括自校准步骤，具体如下：

根据液位计9的显示数据手动调节第一手动调节阀14和第二手动调节阀15，控制液位至液位计9的中间位置，第一气液两相流量计5计量通过气相管路4的气相流量，第二气液两相流量计7量通过出口管路13的气液两相流量，流量计算机17实时显示总液相流量和总气相流量。

本装置的油含水测量仪6和其位于出口管路13前后段的位置缠绕的电伴热带需比本装置的其它部位更密。电伴热带也可用其它电加热器替代。

本计量方法中，油含水测量间隔时间也就是更换流体介质的时间，此时间可根据实际情况进行设定。设定的油含水测量时间必须大于温度升高、蜡熔化所需时间。

本装置提及的大流量和小流量根据本装置各部件的流通能力和计量范围进行设置和区分。本装置可同时兼顾气液两相流计量和油含水计量两种方式，计量方式简单、高效且准确；通过电伴热带的设置，可在油含水计量时通过加热实现降黏、熔蜡和排气泡的效果，保证最终计量的精准；通过流量计算机17整体控制气液两相流计量和油含水计量方式的切换，使得各计量模式之间切换更加的精准；通过自校准步骤可修正气液两相流计量状态时的气相和液相流量，保证后续计量的精准。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，其特征在于，包括多相流混合器、分离管和流量计算机，所述分离管侧面通过连接管设有液位计，所述多相流混合器其中一端设有与分离管靠近顶部位置连通的油气水入管，所述多相流混合器远离油气水入管的一端设有与其内部连通的油气水入口，所述分离管顶部设有与其内部连通的气相管路，所述分离管底部设有与其内部连通的出口管路，所述气相管路和出口管路远离分离管的一端连通，所述气相管路和出口管路连通处通过油气水出管设有油气水出口，所述气相管路从靠近分离管的一端到远离分离管的一端依次设有第一气液两相流量计和第一手动调节阀，所述出口管路上从靠近分离管的一端到远离分离管的一端依次设有第二气液两相流量计和第二手动调节阀，所述油气水入管和油气水出管之间设有两端分别与油气水入管和油气水出管连通的油含水取样旁路，所述油含水取样旁路上从靠近油气水入管的一端到靠近油气水出管的一端依次设有油含水测量仪和电动开关阀，所述油含水取样旁路与气相管路之间设有两端分别与油含水取样旁路与气相管路连通的排气管，所述油气水入口、多相流混合器、分离管、气相管路、第一气液两相流量计、油含水测量仪、第二气液两相流量计、电动开关阀、液位计、排气管、油含水取样旁路、出口管路、第一手动调节阀、第二手动调节阀、油气水出口、油气水入管、油气水出管和连接管上均缠绕有电伴热带，所述第一气液两相流量计、油含水测量仪、第二气液两相流量计、电动开关阀、液位计和电伴热带均与流量计算机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，其特征在于，所述连接管为两根且分别与分离管靠近顶部和靠近底部的位置连通。

3.根据权利要求2所述的一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，其特征在于，两根所述连接管上均设有接口开关阀。

4.根据权利要求1或2所述的一种大流量在线自校准油气水三相计量装置，其特征在于，所述排气管路与油含水取样旁路连通的一端设置于油含水测量仪和电动开关阀之间。

5.一种大流量在线自校准油气水三相计量装置的计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10、油气水混合物从油气水入口进入多相流混合器，若进行气液两相流计量，进入步骤20，若进行油含水计量，进入步骤50；

步骤20、流量计算机控制电动开关阀关闭，将第一手动调节阀和第二手动调节阀调至全开状态，进入步骤30；

步骤30、油气混合物经油气水入管进入分离管，分离管对油气水混合物进行分离，根据液位计显示数据调节第一手动调节阀和第二手动调节阀，保证气相管路中为气相，同时保证出口管路为气液两相，进入步骤40；

步骤40、第一气液两相流量计计量通过气相管路的气相流量，第二气液两相流量计计量通过出口管路的气液两相流量，流量计算机实时显示总液相流量和总气相流量，如装置运行正常，保持第一手动调节阀和第二手动调节阀为调节后的开合状态，气液两相流计量结束；

步骤50、设定油含水测量时间和油含水测量间隔时间，流量计算机控制电动开关阀打开，油气水混合物进入油含水取样旁路,若未达到油含水测量间隔时间，油气水混合物依次经过油含水取样旁路和油气水出管并由油气水出口排出，若达到油含水测量间隔时间，进入步骤60；

步骤60、流量计算机控制电动开关阀关闭，油气水混合物停止流动，油含水取样旁路内的气相经排气管路进入气相管路并由油气水出口排出，流量计算机控制电伴热带工作，当达到油含水测量时间，流量计算机读取油含水测量仪测得的油含水值，油含水计量结束。

6.根据权利要求5所述的一种大流量在线自校准油气水三相计量装置的计量方法，其特征在于，所述的气液两相流计量时，还包括自校准步骤，具体如下：

根据液位计的显示数据手动调节第一手动调节阀和第二手动调节阀，控制液位至液位计的中间位置，第一气液两相流量计计量通过气相管路的气相流量，第二气液两相流量计量通过出口管路的气液两相流量，流量计算机实时显示总液相流量和总气相流量。

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