CN117846571A - 适用于海上油气田无人值守平台的计量系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统及其使用方法，用于对接若干个油气生产井的井口和海上平台的外输系统，包括若干条物流管道和至少一根生产管汇，每条物流管道包括一根主管道，若干条物流管道的主管道的进料端分别与若干个油气生产井的井口对接，每条物流管道的主管道的出料端通过生产管汇与海上平台的外输系统相连通；在每条物流管道的主管道上设置有一个单井流量计；其中，每条物流管道的主管道上的单井流量计分别用于实时、无间断计量各自对应的油气生产井的油、气、水的流量，且所述单井流量计的量程范围仅需满足各自对应的油气生产井的油、气、水的流量的范围。

Description

适用于海上油气田无人值守平台的计量系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及海上油气田计量领域，具体涉及一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统及其使用方法。

背景技术

海上油气田无人值守平台在油气生产时需要对每口油气生产井的油、气、水的流量进行计量。现有的计量有以下两种方式：一、将每口油气生产井的井口通过出油管线与多路阀相连，通过多路阀的远程遥控切换，将需要计量的油气生产井采出物流输送至测试流量计进行计量；二、将每口油气生产井的井口通过两路出油管线分别与测试管汇和生产管汇相连，通过各单井的两路出油管线的阀门远程遥控切换，将需要计量的油气生产井采出物流切换至测试管汇，通过测试管线将需要测试的单井采出物流输送至测试流量计进行计量。

海上油气田无人值守平台集输计量系统通常按照井口关井压力设计，在管汇下游设置关断阀和压力泄放阀，管汇上游管线和阀门采用高压设计，管汇下游管线和阀门采用低压设计，其存在的问题为：(1)现有的计量系统采用一套流量计，被多口油气生产井共用，为了覆盖不同油气生产井的油、气、水的流量范围，不仅流量计的尺寸不得不偏大，导致测量精度低，而且无法同时实时计量各油气生产井的油、气、水产量。(2)现有的油气田无人值守平台的计量系统的流量计采用高压设计，导致流量计、远程遥控切换阀的耐压等级高，造价高，致使海上油气田无人值守平台经济性差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统及其使用方法，用于解决的问题：(1)现有的计量系统采用一套流量计，被多口油气生产井共用，为了覆盖不同油气生产井的油、气、水的流量范围，不仅流量计的尺寸不得不偏大，导致测量精度低，而且无法同时实时计量各油气生产井的油、气、水产量。(2)现有的油气田无人值守平台的计量系统的流量计采用高压设计，导致流量计、远程遥控切换阀的耐压等级高，造价高，导致海上油气田无人值守平台经济性差。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，用于对接若干个油气生产井的井口和海上平台的外输系统，包括若干条物流管道和至少一根生产管汇，每条物流管道包括一根主管道，若干条物流管道的主管道的进料端分别与若干个油气生产井的井口对接，每条物流管道的主管道的出料端通过生产管汇与海上平台的外输系统相连通；在每条物流管道的主管道上设置有一个单井流量计。

优选地，在每条物流管道的单井流量计上游的主管道上设置有关断阀，所述关断阀使对应的物流管道的关断阀上游的主管道内维持高压形成出油管高压段，对应的物流管道的关断阀下游的主管道内变成低压形成出油管低压段；所述出油管低压段上设置有三通，所述三通上设置有压力泄放阀；所述单井流量计配置为低压流量计。

优选地，每条物流管道的压力泄放阀的出口分别与海上平台的放空系统相连通，由此每条物流管道的压力泄放阀所在的管道形成一条泄压支路。

优选地，在每条物流管道的所述出油管低压段上设置有压力变送器。

优选地，在每条物流管道的所述关断阀上游的主管道上设置有油嘴。

优选地，在每条物流管道的主管道上设置有旁通阀，且所述旁通阀位于所述压力变送器与所述单井流量计之间，所述旁通阀并联设置有单井加热器；在每条物流管道的所述单井加热器两侧的管道上分别设置有左隔离阀和右隔离阀，由此每条物流管道的单井加热器所在的管道形成加热支路。

优选地，所述油嘴、所述关断阀、所述压力变送器、所述旁通阀和所述单井流量计从进料端至出料端从前至后依次设置在每条物流管道的主管道上。

优选地，海上平台上设置有控制系统，每条物流管道的主管道上的油嘴、关断阀、压力变送器、单井加热器分别与控制系统相连。

第二方面，本发明还提供了一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法，采用上述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，包括

油气生产井内的油、气从油气生产井的井口流出后，依次经过主管道上的关断阀、压力变送器、旁通阀，到达单井流量计，其中，每条物流管道的主管道内的流体压力在合理值范围且被所述压力变送器检测，所述压力变送器对应的关断阀保持常开；

单井流量计检测出主管道内流通的油、气的流量，最后通过生产管汇流到海上平台的外输系统；

其中，一旦所述压力变送器检测到主管道内的压力高于合理范围的最高值，对应所述关断阀变为关闭；

若所述关断阀关闭失效，则在所述关断阀上游的高压流体直接穿过所述关断阀，依靠自身压力顶开对应所述单井压力泄放阀，将高压流体泄放至海上平台的放空系统，实现对应物流管道的主管道内的流体压力的减压。

优选地，在每条物流管道的关断阀上游的主管道上设置有油嘴，当流体流经所述油嘴时，所述油嘴根据对应物流管道的单井流量计的流量读数调节对应物流管道的主管道内的油气流量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(一)本发明公开了一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，每条物流管道的主管道的进料端分别与油气生产井的井口对接，在每条物流管道的主管道上设置有一个单井流量计，不仅单井流量计可以选择尺寸更小、重量更轻的流量计，以实时、无间断计量各自对应的油气生产井的油、气、水的流量，而且单井流量计的量程范围仅需满足各自对应的油气生产井的油、气、水的流量的范围，因而不需要远程遥控切换来实现所有单井的实时、无间断计量，降低了工程造价，提高了海上油气田无人值守平台的经济性。

(二)本发明公开了一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，由于每条物流管道的关断阀下游的主管道内为低压环境，因此单井流量计不再需要采用高压设计，据此单井流量计配置为低压流量计，可以选择耐压等级低的流量计，进一步降低造价，提高海上油气田无人值守平台的经济性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的结构示意图。

附图标记说明：100-生产管汇；

1-单井流量计；

21-关断阀，22-压力变送器，23-压力泄放阀；

3-油嘴；

4-单井加热器，40-旁通阀，41-左隔离阀，42-右隔离阀；

a-进料管，d-出料端；b-出油管高压段，c-出油管低压段。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明公开了一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统及其使用方法，每条物流管道的主管道的进料端分别与油气生产井的井口对接，在每条物流管道的主管道上设置有一个单井流量计，不仅单井流量计可以选择尺寸更小、重量更轻的流量计，以实时、无间断计量各自对应的油气生产井的油、气、水的流量，而且单井流量计的量程范围仅需满足各自对应的油气生产井的油、气、水的流量的范围，因而不需要远程遥控切换来实现所有单井的实时、无间断计量，降低了工程造价，提高了海上油气田无人值守平台的经济性。

实施例1：一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统

本发明实施例1提供一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，下面结合附图对其结构进行详细描述。

参考图1，该适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，用于对接若干个油气生产井的井口和海上平台的外输系统，包括若干条物流管道和至少一根生产管汇100。

每条物流管道包括一根主管道、一根泄压支路和一根加热支路，

所述主管道的两端分别设置为进料端a和出料端d，若干条物流管道的主管道的进料端a分别与若干个油气生产井的井口对接，每条物流管道的主管道的出料端d通过生产管汇100与海上平台的外输系统相连通；

在每条物流管道的主管道上设置有一个单井流量计1。

其中，每条物流管道的主管道上的单井流量计1分别用于实时、无间断计量各自对应的油气生产井的油、气、水的流量，且所述单井流量计1的量程范围仅需满足各自对应的油气生产井的油、气、水的流量的范围。

为此，本发明实施例1公开的海上油气田无人值守平台的计量系统，由于每一口井分别配置了一个单井流量计1，不仅单井流量计1可以选择尺寸更小、重量更轻的流量计，提高了测量精度，而且不需要远程遥控切换来实现所有单井的实时、无间断计量，降低了工程造价，提高了海上油气田无人值守平台的经济性。

具体地，每条物流管道的主管道的出料端d先汇集于生产管汇100的上游，所述生产管汇100的下游与海上平台的外输系统相连通。

为了维持每条物流管道的单井流量计1所在的主管道内为低压环境，采用低压流量计取代高压流量计，以降低成本，需要将每条物流管道的单井流量计1所在的主管道内设计为出油管低压段c。由此，每条物流管道配置有一套泄压装置，所述泄压装置包括关断阀21、压力变送器22和压力泄放阀23。

具体地，在每条物流管道的单井流量计1上游的主管道上设置有关断阀21，关断阀21使对应的物流管道的关断阀21上游的主管道内维持高压形成出油管高压段b，对应的物流管道的关断阀21下游的主管道内变成低压形成出油管低压段c；所述出油管低压段c上设置有三通，所述三通上设置有压力泄放阀23。

由于每条物流管道的关断阀21下游的主管道内为低压环境，因此单井流量计1不再需要采用高压设计，据此所述单井流量计1配置为低压流量计。

为了将高压泄出的压力及时排出，每条物流管道的压力泄放阀23的出口分别与海上平台的放空系统相连通，由此每条物流管道的压力泄放阀23所在的管道形成一条泄压支路。

具体地，所述单井关断阀21出口与所述出油管低压段c进口相连通。其中，单井关断阀21入口连接的管线和阀门按照井口关井压力设计，单井关断阀21出口连接的管线和阀门按照海上平台外输系统压力设计。

为了确保每条物流管道的所述出油管低压段c内的流体压力达到低压，在每条物流管道的所述出油管低压段c上设置有压力变送器22，用于检测每条物流管道的主管道内的流体压力，据此判断主管道内的流体压力是否在合理值范围。

更具体地，关断阀21和压力变送器22从前至后依次从进料端a至出料端d设置在每条物流管道的单井流量计1上游的主管道上。

为了能根据对应的单井流量计1的流量读数调节对应物流管道的主管道内的油气流量，在每条物流管道的所述关断阀21上游的主管道上设置有油嘴3。

具体地，所述油嘴3的进口和油气生产井口的出料口相连通，以收集各油气生产井口采出的油、气；所述油嘴3的出口和所述出油管高压段b的进口相连通，所述出油管高压段b出口与所述单井关断阀21相连通。

为了防止物流管道的主管道内的油品凝固，该适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的每条物流管道分别配置有一套加热装置，所述加热装置包括单井加热器4、旁通阀40、左隔离阀41和右隔离阀42。

具体地，每条物流管道的主管道上设置有旁通阀40，且旁通阀40位于每条物流管道的所述压力变送器22与所述单井流量计1之间，旁通阀40并联设置有单井加热器4；在每条物流管道的单井加热器4两侧的管道上分别设置有左隔离阀41和右隔离阀42，由此形成加热支路。

当主管道内的油品温度偏低时，关闭旁通阀40，使主管道内的油能从加热支路经过，并且在经过加热支路时，所述单井加热器4为当中的油品加热，提高油品温度。

更具体地，油嘴3、关断阀21、压力变送器22、旁通阀40和单井流量计1从进料端a至出料端d从前至后依次设置在每条物流管道的主管道上。

为了便于对油嘴3、关断阀21、压力变送器22、单井加热器4等电器设备的控制，海上平台上设置有控制系统，每条物流管道的主管道上的油嘴3、关断阀21、压力变送器22、单井加热器4分别与控制系统相连。

实施例2：一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法

本发明实施例2提供一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法，采用实施例1提供的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，该使用方法包括以下步骤：

步骤一：油气生产井内的油、气从油气生产井的井口流出后，依次经过主管道上的关断阀21、压力变送器22、旁通阀40，到达单井流量计1，其中，每条物流管道的主管道内的流体压力在合理值范围且被所述压力变送器22检测，所述压力变送器22对应的关断阀21保持常开；

作为一种优选的实施方式，为了调节对应物流管道的主管道内的油气流量，在每条物流管道的关断阀21上游的主管道上设置有油嘴3，当流体流经所述油嘴3时，所述油嘴3根据对应物流管道的单井流量计1的流量读数调节对应物流管道的主管道内的油气流量。

步骤二：单井流量计1检测出主管道内流通的油、气的流量，最后通过生产管汇100流到海上平台的外输系统；

其中，一旦所述压力变送器22检测到主管道内的压力高于合理范围的最高值，对应所述关断阀21变为关闭；

若所述关断阀21关闭失效，则在所述关断阀21上游的高压流体直接穿过所述关断阀21，依靠自身压力顶开对应所述单井压力泄放阀23，将高压流体泄放至海上平台的放空系统，实现对应物流管道的主管道内的流体压力的减压，维持每条物流管道的关断阀21下游的主管道内为低压环境。

实施例3：另一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法

本发明实施例3提供一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法，采用实施例1提供的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，该使用方法包括以下步骤：

海上无人值守平台的各油气生产井内的油、气从油气生产井的井口流出后，依次经过主管道上的油嘴3、关断阀21、压力变送器22、旁通阀40，到达单井流量计1；

其中，当油气流体流经所述油嘴3时，所述油嘴3根据对应物流管道的单井流量计1的流量读数调节对应物流管道的主管道内的油气流量；

当油气流体流经关断阀21时，关断阀21使对应的物流管道的关断阀21上游的主管道内维持高压形成出油管高压段b，对应的物流管道的关断阀21下游的主管道内变成低压形成出油管低压段c；

当油气流体流经所述压力变送器22时，所述压力变送器22检测对应物流管道的主管道内的流体压力值，并将该流体压力值发送至控制系统，由控制系统判断主管道内的流体压力是否在合理值范围；需要说明的是，每条物流管道的主管道内的流体压力的合理值范围根据生产的实际情况确定。

如果在在合理值范围内，所述控制系统控制压力变送器22对应的关断阀21保持常开，主管道内流通的油、气通过单井流量计1时被单井流量计1检测出其流量，最后通过生产管汇100流到海上平台的外输系统；

如果所述压力变送器22检测到主管道内的压力高于合理范围的最高值，对应所述关断阀21变为关闭；若所述关断阀21关闭失效，则在所述关断阀21进口前的高压流体直接穿过所述关断阀21，依靠自身压力顶开对应所述单井压力泄放阀23，将高压流体泄放至海上平台的放空系统，实现对应物流管道的主管道内的流体压力的减压，维持每条物流管道的关断阀21下游的主管道内为低压环境。

本发明公开的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，可广泛应用于海上油气田无人值守平台，可实现所有油气生产井实时、不间断计量，同时可实现各油气生产井出油管线、单井加热器、单井流量计降压设计。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，用于对接若干个油气生产井的井口和海上平台的外输系统，其特征在于，包括若干条物流管道和至少一根生产管汇(100)，

每条物流管道包括一根主管道，若干条物流管道的主管道的进料端(a)分别与若干个油气生产井的井口对接，每条物流管道的主管道的出料端(d)通过生产管汇(100)与海上平台的外输系统相连通；

在每条物流管道的主管道上设置有一个单井流量计(1)。

2.根据权利要求1所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，

在每条物流管道的单井流量计(1)上游的主管道上设置有关断阀(21)，所述关断阀(21)使对应的物流管道的关断阀(21)上游的主管道内维持高压形成出油管高压段(b)，对应的物流管道的关断阀(21)下游的主管道内变成低压形成出油管低压段(c)；

所述出油管低压段(c)上设置有三通，所述三通上设置有压力泄放阀(23)；

所述单井流量计(1)配置为低压流量计。

3.根据权利要求2所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，

每条物流管道的压力泄放阀(23)的出口分别与海上平台的放空系统相连通，由此每条物流管道的压力泄放阀(23)所在的管道形成一条泄压支路。

4.根据权利要求3所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，在每条物流管道的所述出油管低压段(c)上设置有压力变送器(22)。

5.根据权利要求4所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，在每条物流管道的所述关断阀(21)上游的主管道上设置有油嘴(3)。

6.根据权利要求5所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，在每条物流管道的主管道上设置有旁通阀(40)，且所述旁通阀(40)位于所述压力变送器(22)与所述单井流量计(1)之间，所述旁通阀(40)并联设置有单井加热器(4)；

在每条物流管道的所述单井加热器(4)两侧的管道上分别设置有左隔离阀(41)和右隔离阀(42)，由此每条物流管道的单井加热器(4)所在的管道形成加热支路。

7.根据权利要求6所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，

所述油嘴(3)、所述关断阀(21)、所述压力变送器(22)、所述旁通阀(40)和所述单井流量计(1)从进料端(a)至出料端(d)从前至后依次设置在每条物流管道的主管道上。

8.根据权利要求7所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，海上平台上设置有控制系统，

每条物流管道的主管道上的油嘴(3)、关断阀(21)、压力变送器(22)、单井加热器(4)分别与控制系统相连。

9.一种适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法，采用如权利要求1至8任一所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统，其特征在于，包括

油气生产井内的油、气从油气生产井的井口流出后，依次经过主管道上的关断阀(21)、压力变送器(22)、旁通阀(40)，到达单井流量计(1)，其中，每条物流管道的主管道内的流体压力在合理值范围且被所述压力变送器(22)检测，所述压力变送器(22)对应的关断阀(21)保持常开；

单井流量计(1)检测出主管道内流通的油、气的流量，最后通过生产管汇(100)流到海上平台的外输系统；

其中，一旦所述压力变送器(22)检测到主管道内的压力高于合理范围的最高值，对应所述关断阀(21)变为关闭；

若所述关断阀(21)关闭失效，则在所述关断阀(21)上游的高压流体直接穿过所述关断阀(21)，依靠自身压力顶开对应所述单井压力泄放阀(23)，将高压流体泄放至海上平台的放空系统，实现对应物流管道的主管道内的流体压力的减压。

10.根据权利要求9所述的适用于海上油气田无人值守平台的计量系统的使用方法，其特征在于，在每条物流管道的关断阀(21)上游的主管道上设置有油嘴(3)，当流体流经所述油嘴(3)时，所述油嘴(3)根据对应物流管道的单井流量计(1)的流量读数调节对应物流管道的主管道内的油气流量。