CN203257407U - 油井井口计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油井井口计量装置，包括：第一气液分离筒，第一气液分离筒包括气液混合进口、出气口和出液口；气体计量单元，出气口与气体计量单元连接；液体计量单元，第一气液分离筒的出液口与液体计量单元连接。使用时，来自油井井口的气液混合物由气液混合进口流入第一气液分离筒内，在重力的作用下，气体向上运动从而与液体分离。接着，分离出的气体由出气口流向气体计量单元，以便由气体计量单元单独对气相进行计量。同时，分离出的液体残留在第一气液分离筒的底部，并由出液口流向液体计量单元，从而由液体计量单元单独对液相进行计量。

Description

油井井口计量装置

技术领域

本实用新型涉及石油机械领域，特别是涉及一种油井井口计量装置。

背景技术

为了节省油田生产过程中地面集输的投资成本，现在大量的油井都采用环状集输模式进行采油井采出介质的集输。这种集输模式无法在集油站内计量每口采油井的采出液量和产气量。例如，目前的方法是采用示功图法量油，即根据油井工况地面示功图（抽油杆载荷变化图）解算该井的产液量。由于油井生产过程是个动态变化过程，这就导致解算产液量的数学模型的边界条件不确定，也就导致解算的结果误差较大，无法满足油井生产管理需要。又由于采油井采出介质是不稳定流动的油气水三相混合介质，目前通用的流量计量仪表无法满足使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、可对采出液量和产气量进行单独计量的油井井口计量装置。

为解决上述技术问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种油井井口计量装置，包括：第一气液分离筒，第一气液分离筒包括气液混合进口、出气口和出液口；气体计量单元，出气口与气体计量单元连接；液体计量单元，第一气液分离筒的出液口与液体计量单元连接。

进一步地，油井井口计量装置还包括第二气液分离筒，第二气液分离筒包括进液口、出液口和出气口；第一气液分离筒还包括进气口；第一气液分离筒的出液口与第二气液分离筒的进液口连接，第二气液分离筒的出液口与液体计量单元连接；第二气液分离筒的出气口与第一气液分离筒的进气口连接。

进一步地，液体计量单元包括筒体和隔板，隔板活动地设置在筒体内，且隔板将筒体分隔为第一腔室和第二腔室；第一腔室具有第一进口和第一出口，第二腔室具有第二进口和第二出口；油井井口计量装置还包括第一进口阀、第二进口阀、第一出口阀和第二出口阀；第一气液分离筒的出液口通过第一进口阀与第一进口连接，且第一气液分离筒的出液口通过第二进口阀与第二进口连接；第一出口通过第一出口阀与油井井口计量装置的气液混合出口连接，第二出口通过第二出口阀与气液混合出口连接。

进一步地，液体计量单元包括筒体和隔板，隔板活动地设置在筒体内，且隔板将筒体分隔为第一腔室和第二腔室；第一腔室具有第一进口和第一出口，第二腔室具有第二进口和第二出口；油井井口计量装置还包括第一进口阀、第二进口阀、第一出口阀和第二出口阀；第二气液分离筒的出液口通过第一进口阀与第一进口连接，且第二气液分离筒的出液口通过第二进口阀与第二进口连接；第一出口通过第一出口阀与油井井口计量装置的气液混合出口连接，第二出口通过第二出口阀与气液混合出口连接。

进一步地，油井井口计量装置还包括：安装在第一气液分离筒的出气口处的气相阀。

进一步地，油井井口计量装置还包括：气液混合出口，气体计量单元的输出口与气液混合出口的输入侧连接，液体计量单元的输出口与气液混合出口的输入侧连接。

进一步地，油井井口计量装置还包括：阀控制器，与第一进口阀、第二进口阀、第一出口阀和第二出口阀电连接，用于在第一腔室的体积为零的情况下使第一进口阀、第二出口阀处于打开状态而使第二进口阀、第一出口阀处于关闭状态，且在第二腔室的体积为零的情况下使第一进口阀、第二出口阀处于关闭状态而使第二进口阀、第一出口阀处于打开状态。

进一步地，油井井口计量装置还包括：用于统计隔板往复运动次数的计数单元。

使用时，来自油井井口的气液混合物由气液混合进口流入第一气液分离筒内，在重力的作用下，气体向上运动从而与液体分离。接着，分离出的气体由出气口流向气体计量单元，以便由气体计量单元单独对气相进行计量。同时，分离出的液体残留在第一气液分离筒的底部，并由出液口流向液体计量单元，从而由液体计量单元单独对液相进行计量。

附图说明

图1示意性示出了本实用新型的结构示意图。

图中附图标记：10、第一气液分离筒；11、气液混合进口；12、出气口；13、出液口；14、进气口；20、气体计量单元；30、液体计量单元；31、筒体；32、隔板；33、第一腔室；34、第二腔室；35、第一进口；36、第一出口；37、第二进口；38、第二出口；40、第二气液分离筒；41、进液口；42、出液口；43、出气口；50、第一进口阀；60、第二进口阀；70、第一出口阀；80、第二出口阀；90、气液混合出口；100、气相阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

油井生产过程中采出介质的计量是生产管理的重要数据。油井采出介质是油气水三相混合介质，且流动状态复杂不稳定。通用的计量仪表无法实现采出介质的直接计量，间接法（示功图解算法量油）计算的结果又误差较大。设计一种小型集成的气液分离和计量一体化的装置是解决油井采出介质计量问题的最佳解决办法。

本实用新型提供了一种油井井口计量装置，特别地，是一种石油开采过程中气液二相密闭计量油井产量的装置，尤其涉及采油井井口油气水三相介质的气液二相产量计量的装置。

请参考图1，该油井井口计量装置包括：第一气液分离筒10，第一气液分离筒10包括气液混合进口11、出气口12和出液口13；气体计量单元20，出气口12与气体计量单元20连接；液体计量单元30，第一气液分离筒10的出液口13与液体计量单元30连接。

使用时，来自油井井口的气液混合物由气液混合进口11流入第一气液分离筒10内，在重力的作用下，气体向上运动从而与液体分离。接着，分离出的气体由出气口12流向气体计量单元20，以便由气体计量单元20单独对气相进行计量。同时，分离出的液体残留在第一气液分离筒10的底部，并由出液口13流向液体计量单元30，从而由液体计量单元30单独对液相进行计量。

可见，本实用新型通过第一气液分离筒10将油井产出的油气水三相混合介质分离成单一的液相介质和气相介质，以便分别计量可同时计量油井产出的液体（油+水）和气体的体积，具有计量准确、结构简单、成本低的特点。

优选地，在一个实施例中，油井井口计量装置还包括第二气液分离筒40，第二气液分离筒40包括进液口41、出液口42和出气口43；第一气液分离筒10还包括进气口14；第一气液分离筒10的出液口13与第二气液分离筒40的进液口41连接，第二气液分离筒40的出液口42与液体计量单元30连接；第二气液分离筒40的出气口43与第一气液分离筒10的进气口14连接。采用第二气液分离筒40可以将经过第一气液分离筒10分离后仍然存在于液相内的气体分离出去，从而进一步提高了计量的精度。

优选地，在一个实施例中，液体计量单元30包括筒体31和隔板32，隔板32活动地设置在筒体31内，且隔板32将筒体31分隔为第一腔室33和第二腔室34；第一腔室33具有第一进口35和第一出口36，第二腔室34具有第二进口37和第二出口38；油井井口计量装置还包括第一进口阀50、第二进口阀60、第一出口阀70和第二出口阀80；第一气液分离筒10的出液口13通过第一进口阀50与第一进口35连接，且第一气液分离筒10的出液口13通过第二进口阀60与第二进口37连接；第一出口36通过第一出口阀70与油井井口计量装置的气液混合出口90连接，第二出口38通过第二出口阀80与气液混合出口90连接。

优选地，在另一个实施例中，液体计量单元30包括筒体31和隔板32，隔板32活动地设置在筒体31内，且隔板32将筒体31分隔为第一腔室33和第二腔室34；第一腔室33具有第一进口35和第一出口36，第二腔室34具有第二进口37和第二出口38；油井井口计量装置还包括第一进口阀50、第二进口阀60、第一出口阀70和第二出口阀80；第二气液分离筒40的出液口42通过第一进口阀50与第一进口35连接，且第二气液分离筒40的出液口42通过第二进口阀60与第二进口37连接；第一出口36通过第一出口阀70与油井井口计量装置的气液混合出口90连接，第二出口38通过第二出口阀80与气液混合出口90连接。

显然，采用本实用新型中上述结构的液体计量单元30，可以克服在采用电磁流量计时，由于气温、粘度等因素，造成计量精度不高的问题。

请参考图1，当由出液口13流出的液体由第一进口阀50进入第一腔室33时，第二进口阀60、第一出口阀70处于关闭状态。于是，在液体压力的作用下，隔板32向下运动，直到隔板32运动到筒体31的底部，以使第二腔室34的体积变成零。此时，第一腔室33具有最大的额定体积。接着，第二进口阀60、第一出口阀70处于打开状态，同时将第一进口阀50和第二出口阀80处于打开状态，这样，出液口13流出的液体由第二进口阀60进入第二腔室34，在液体压力的作用下，隔板32向上运动，同时将第一腔室33内的已经充满的液体通过第一出口阀70排放出去，直到隔板32运动到顶部，使第一腔室33的体积为零，如果周而复始。由于筒体31的体积是额定且标准的，因此，只要知道隔板上下往复运动的次数，就能准确地知道液相的体积。显然，液体计量单元30也可以采用现有技术中的常用的电磁流量计等。

优选地，油井井口计量装置还包括：安装在第一气液分离筒10的出气口12处的气相阀100。气相阀100可采用本领域常见的气相阀100，以仅使气相通过而不允许液相通过。

优选地，油井井口计量装置还包括：气液混合出口90，气体计量单元20的输出口与气液混合出口90的输入侧连接，液体计量单元30的输出口与气液混合出口90的输入侧连接。

优选地，油井井口计量装置还包括：阀控制器，与第一进口阀50、第二进口阀60、第一出口阀70和第二出口阀80电连接，用于在第一腔室33的体积为零的情况下使第一进口阀50、第二出口阀80处于打开状态而使第二进口阀60、第一出口阀70处于关闭状态，且在第二腔室34的体积为零的情况下使第一进口阀50、第二出口阀80处于关闭状态而使第二进口阀60、第一出口阀70处于打开状态。

优选地，油井井口计量装置还包括：用于统计隔板32往复运动次数的计数单元。

本实用新型旨在设计一种能够同时准确计量油井产出的液体（油+水）和气体的体积。在该设计中需要解决的主要技术问题是；②设计一种自动切换流程的自动控制系统，以便能够自动控制液体装满标准计量桶。通过装满标准计量桶需要的时间，计算出该井的产液量；通过通用的气体流量计计量出该井的产气量。最终实现气液二相计量的目的。

本实用新型将小型化的气液分离器（第一气液分离筒10、第二气液分离筒40）和标准体积计量器（具有筒体31和隔板32的液体计量单元30），通过自动化控制手段集成在一起，实现气液自动分离，自动计量液相体积流量和气相体积流量，解决了多年来油田环状集输模式采油井采出介质无法准确计量的生产问题，为油井生产精细动态管理提供了可靠数据，大大提高了油井的生产效率。

例如，本实用新型在液相计量时，其精度可达±5%，在气相计量时，其精度可达±3%，远高于油田生产三级计量的标准。

另外，本实用新型将气液二相分离器小型化，且将体积管计量器集成为一体，这样就可实现现场固定安装，或车载移动安装，解决目前油井产出介质无法准确计量的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油井井口计量装置，其特征在于，包括：

第一气液分离筒（10），所述第一气液分离筒（10）包括气液混合进口（11）、出气口（12）和出液口（13）；

气体计量单元（20），所述出气口（12）与所述气体计量单元（20）连接；

液体计量单元（30），所述第一气液分离筒（10）的出液口（13）与所述液体计量单元（30）连接。

2.根据权利要求1所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述油井井口计量装置还包括第二气液分离筒（40），所述第二气液分离筒（40）包括进液口（41）、出液口（42）和出气口（43）；

所述第一气液分离筒（10）还包括进气口（14）；

所述第一气液分离筒（10）的出液口（13）与所述第二气液分离筒（40）的进液口（41）连接，所述第二气液分离筒（40）的出液口（42）与所述液体计量单元（30）连接；

所述第二气液分离筒（40）的出气口（43）与所述第一气液分离筒（10）的进气口（14）连接。

3.根据权利要求1所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述液体计量单元（30）包括筒体（31）和隔板（32），所述隔板（32）活动地设置在所述筒体（31）内，且所述隔板（32）将所述筒体（31）分隔为第一腔室（33）和第二腔室（34）；

所述第一腔室（33）具有第一进口（35）和第一出口（36），所述第二腔室（34）具有第二进口（37）和第二出口（38）；

所述油井井口计量装置还包括第一进口阀（50）、第二进口阀（60）、第一出口阀（70）和第二出口阀（80）；

所述第一气液分离筒（10）的出液口（13）通过所述第一进口阀（50）与所述第一进口（35）连接，且所述第一气液分离筒（10）的出液口（13）通过所述第二进口阀（60）与所述第二进口（37）连接；

所述第一出口（36）通过所述第一出口阀（70）与所述油井井口计量装置的气液混合出口（90）连接，所述第二出口（38）通过所述第二出口阀（80）与所述气液混合出口（90）连接。

4.根据权利要求2所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述液体计量单元（30）包括筒体（31）和隔板（32），所述隔板（32）活动地设置在所述筒体（31）内，且所述隔板（32）将所述筒体（31）分隔为第一腔室（33）和第二腔室（34）；

所述第一腔室（33）具有第一进口（35）和第一出口（36），所述第二腔室（34）具有第二进口（37）和第二出口（38）；

所述油井井口计量装置还包括第一进口阀（50）、第二进口阀（60）、第一出口阀（70）和第二出口阀（80）；

所述第二气液分离筒（40）的出液口（42）通过所述第一进口阀（50）与所述第一进口（35）连接，且所述第二气液分离筒（40）的出液口（42）通过所述第二进口阀（60）与所述第二进口（37）连接；

所述第一出口（36）通过所述第一出口阀（70）与所述油井井口计量装置的气液混合出口（90）连接，所述第二出口（38）通过所述第二出口阀（80）与所述气液混合出口（90）连接。

5.根据权利要求1所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述油井井口计量装置还包括：安装在所述第一气液分离筒（10）的出气口（12）处的气相阀（100）。

6.根据权利要求1所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述油井井口计量装置还包括：气液混合出口（90），所述气体计量单元（20）的输出口与所述气液混合出口（90）的输入侧连接，所述液体计量单元（30）的输出口与所述气液混合出口（90）的输入侧连接。

7.根据权利要求3或4所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述油井井口计量装置还包括：

阀控制器，与所述第一进口阀（50）、第二进口阀（60）、第一出口阀（70）和第二出口阀（80）电连接，用于在所述第一腔室（33）的体积为零的情况下使所述第一进口阀（50）、所述第二出口阀（80）处于打开状态而使所述第二进口阀（60）、所述第一出口阀（70）处于关闭状态，且在所述第二腔室（34）的体积为零的情况下使所述第一进口阀（50）、所述第二出口阀（80）处于关闭状态而使所述第二进口阀（60）、所述第一出口阀（70）处于打开状态。

8.根据权利要求7所述的油井井口计量装置，其特征在于，所述油井井口计量装置还包括：用于统计所述隔板（32）往复运动次数的计数单元。

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