CN203948087U - 单井或多井三相流综合计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油井开发技术领域，涉及一种计量装置，具体涉及一种单井或多井三相流综合计量装置。该装置包括气液分离器、多通道分配器、气相介质计量系统以及液相介质计量系统，其改进之处是：气液分离器的外壳体内增设有用于对混合介质内的气、液进行彻底分离的分流管。通过使用该装置能够准确的分离待计量单井或多井混合介质中气相和液相介质、准确的计量油井内油、气、水三种介质含量。

Description

单井或多井三相流综合计量装置

技术领域

本实用新型涉及油井开发技术领域，涉及一种计量装置，具体涉及一种单井或多井三相流综合计量装置。

背景技术

在现在国内外的采油场中，需要单个井的储油量进行考核，或者多个油井的储油量进行综合的统计。

对单个油井的产出计量一直是很不精确的，多数公司早期都是采用容法计量。但是由于油井的产出都是油、水、气的混合介质，所以很难分清油、水各自的分量，因此质量流量计在采油场的广泛应用，利用油井产出油水混合介质的质量密度值输入计算机按给定的程序可以得到该井的油和水各自的瞬时产量和累计产量。但是据考察，到目前为止世界各国所产的质量流量计变送器都不能同时显示油、水各自的产量。需要统计油井中油、水、气三者的含量，需要在质量流量计上安装气液分离器；现有的气液分离器包括外壳体、混合介质入口、设置在外壳体内的用于进行气、液分离的搓板锥以及锥管；在实际使用过程中，仅仅使用搓板锥以及锥管对混合介质的气、液分离的效果不佳；并且即使进行分离后，液相介质进入计量系统后由于油的粘度较大时，很容易产生包气现象，在对液相介质进行计量时质量流量计容易失灵。

在针对采油场中含有多个油井的情况下，我们通常需要对单井油、气、水三相进行考核或者对多个油井中油、气、水三相集中一体进行综合计量。目前采用的方法是在气液分离器的入口安装多通道分配器来进行计量，给采油工艺或统计提供技术数据，目前，国内现存的多通道分配器有两类：

一类为多通道分配器，该多通道分配器包括传动装置，主体部分，介质入口以及介质出口构成。主体部分包括壳体、以及设置在壳体内的分配主体；分配主体包括分配阀芯以及分配环座；现有技术中分配阀芯的结构导致分配阀芯和分配环座采用动密封的方式，在使用过程中会出现密封不严的问题；另外，该立式结构需要将分配主体埋在地里，占地面积大，操作很不方便，同时生产成本较大；

另一类是卧式结构，工作原理和上述立式分类布置相同，结构上该结构中主体本身是支撑在两根立管的房屋基础上，有头重脚轻的蔽病，结构复杂。

实用新型内容

为了解决背景技术中的问题，本实用新型提出了一种能够准确分离待计量井混合介质中气相和液相介质、准确的计量油井内油、气、水三种介质含量并且适用于单井或者多井的单井或多井三相流综合计量装置。

本实用新型的具体技术方案是：

一种单井或多井三相流综合计量装置，包括气液分离器、多通道分配器、气相介质计量系统以及液相介质计量系统，其特征在于：所述气液分离器的外壳体内增设有分流管；

所述分流管包括三通、分别与三通各个管口连接的水平扩散管、液相流通管、气相流通管；

所述水平扩散管为锥形圆管；水平扩散管的大口端与三通连通，水平扩散管的小口端与气液分离器上混合介质入口连通；

所述液相流通管包括弯管以及锥形管；所述弯管的一端与三通连通，另一端与锥形管大口端连通；所述锥形管的小口端与锥管连通；

所述气相流通管包括气相缩径立管以及气相水平回旋管；所述气相缩径立管与液相流通管相互垂直设置；

所述气相缩径立管包括依次连通的扩散管、第一弯管；所述气相水平回旋管包括依次连接的第二弯管以及及平直出口管；所述扩散管的大口端与三通连通，扩散管的小口端与第一弯管连通；所述第二弯管与第一弯管连通；所述平直出口管与搓板锥连通。

上述多通道分配器包括壳体、传动装置以及设置在壳体内的分配主体；

所述分配主体包括分配阀芯、分配环座以及锥斗；

所述分配阀芯为一端开放的柱体；所述锥斗安装在分配阀芯的开放端将多通道分配器的壳体分成单井计量空腔和多井计量空腔；所述分配阀芯封闭端与传动装置的输出端连接；所述分配阀芯的侧壁上开设有一个通孔；所述通孔与单井计量空腔连通；

所述分配环座为环形结构；所述分配环座的环形外表面与所述壳体内表面固定连接；所述分配环座的环形内表面与分配阀芯的外表面相接触；所述分配环座上圆周方向均匀开设有多个分配孔；所述分配孔的位置与所述通孔相适配。

上述气液分离器的外壳体的下端设置有用于观察壳体内液相介质液面高度的板式液面计；所述板式液面计为透明玻璃材质。

上述气液分离器的下端设置有的磁翻板液位计。

上述气液分离器的外壳体的下端设置有手孔通道。

上述气液分离器的外壳体的上端设置有排气通道以及安装在排气通道上的安全阀。

上述多通道分配器的每一个分配孔、多井计量空腔以及多个待计量井之间均通过三通管相连通；所述三通管上安装有三通阀。

上述多通道分配器的传动装置处设置有防爆壳体。

上述多通道分配器的壳体下端面设置有多个支脚；所述支脚的数目为3个或者4个。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用气液分离器、多通道分配器、气相介质计量系统以及液相介质计量系统配合作业，实现了单井储油量的准确计量以及多井储油量的综合统计。

2、本实用新型的气液分离器增设了分流管，使得混合介质中气相介质和液相介质分离更加彻底。

3、本实用新型采用气液分离器增设板式液面计，实现了对现场工作人员对气液分离器外壳体内液相介质量的及时控制。

4、本实用新型的气液分离器使用磁翻板式液面计，提高了气液分离器外壳体内液相介质量自动化控制的准确度。

5、本实用新型的气液分离器的上端增设排气通道和安全阀，能够及时对气液分离器内的压力进行实时的释放处理，提高了设备的安全性。

6、本实用新型的多通道分配器的分配阀芯采用柱体结构，分配阀芯侧壁上设置通孔，改变了分配阀芯和分配孔之间的密封结构，克服了现有产品中分配阀芯和分配孔为动密封容易失效的问题。

7、本实用新型的多通道分配器的传动装置出安装防爆壳体，大大提高了设备工作的安全性。

8、本实用新型的多通道分配器的外壳体的下端设置多个用于固定的支脚，克服现有立式机构多通道分配器需要将主体埋在地下，工作量大的问题，大大提高了设备的稳定性。

9、本实用新型的多通道分配器的分配孔、多井计量空腔以及待计量井之间采用三通管连通，通过三通阀控制各流路的关闭或开启，节省了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图；

图2为气液分离器的结构简图；

图3为多通道分配器的结构简图；

图4为分流管的结构简图。

附图标记如下：

1-气液分离器、11-外壳体、12-混合介质入口、13-搓板锥、14-分流管、141-三通、142-水平扩散管、143-液相流通管、1431-弯管、1432-锥形管、144-气相流通管、1441-气相缩径立管、14411-扩散管、14412-第一弯管、1442-气相水平回旋管、14421-第二弯管、14422-平直出口管、15-锥管、16-气相介质出口、17-液相介质出口、18-排污管道、19-排污阀、2-多通道分配器、21-传动装置、211-电机、212-减速机、22-分配主体、221-壳体、222-分配阀芯、2221-通孔、223-分配环座、2231-分配孔、224-单井计量空腔、225-多井计量空腔、226-导管、227-介质出口23-电控盒、24-支脚、25-防爆壳体、26-三通管、27-三通阀、28-锥斗、3-气相介质计量系统、31-气体管道、32-气体调节阀、33-涡街流量计、34-分气缸、4-液相介质计量系统、41-液体管道、42-液体调节阀、43-第一电磁阀、44-质量流量计、45-第二电磁阀、46-辅助液体管道、5-板式液面计、6-磁翻板式液面计、7-排气通道、71-安全阀、8-手孔通道、

具体实施方式

本实用新型提出了一种能够准确分离混合介质中气相和液相介质、准确的计量油井内油、气、水三种介质含量并且适用于单井或多井三相流综合计量装置。

如图1所示：该装置包括气液分离器1、多通道分配器2、气相介质计量系统3以及液相介质计量系统4，气液分离器1安装在多通道分配器2和气相介质计量系统3以及液相介质计量系统4之间；在实际施工时，当施工地点只有一个油井时，需要对单井考核时，只需用气液分离器1分别与气相介质计量系统3以及液相介质计量系统4连接使用即可；

当施工地点有多个井，并且需要对多井进行综合考核时，需要在上述单井基础上在气液分离器1的混合介质入口增加多通道分配器2；

本实用新型中采用的气相介质计量系统3以及液相介质计量系统4均采用现有技术实现，主要改进点在气液分离器1和多通道分配器2上。

目前，使用的气相介质计量系统3包括依次设置在气体管道31上的气体调节阀32、涡街流量计33以及分气缸34；

液相介质计量系统4包括依次设置在液体管道41上的液体调节阀42、第一电磁阀43、质量流量计44、第二电磁阀45以及分气缸34；在使用时，气相介质计量系统3和液相介质计量系统4共用一个分气缸34；另外，为保证维修过程液相介质计量系统正常工作，液相介质计量系统4还设置有辅助液体管道46，该辅助液体管道46一端与气液分离器1连通，一端与分气缸34连通；

以下结合附图2和附图4对本实用新型中采用的气液分离器的结构进行介绍：

该气液分离器1包括外壳体11、设置在外壳体11中部的混合介质入口12、设置外壳体11内从上之下依次连通的搓板锥13、分流管14、锥管15、设置在外壳体11上部的与气相介质计量系统3连通的气相介质出口16、设置在外壳体11下部的与液相介质计量系统4连通的液相介质出口17以及设置外壳体11下端面的排污管道18、安装在排污管道18上的排污阀19；

该分流管14包括三通141、分别与三通141各个管口连接的水平扩散管142、液相流通管143、气相流通管144；

水平扩散管142为锥形圆管；水平扩散管142的大口端与三通141连通，水平扩散管142的小口端与所述混合介质入口12连通；

液相流通管143包括弯管1431以及锥形管1432；弯管1431的一端与三通141连通，另一端与锥形管1432大口端连通；所述锥形管1432的小口端与锥管15连通；

气相流通管144包括气相缩径立管1441以及气相水平回旋管1442；气相缩径立管1441与液相流通管143相互垂直设置；

气相缩径立管1441包括依次连通的扩散管14411、第一弯管14412；气相水平回旋管1442包括依次连接的第二弯管14421以及平直出口管14422；扩散管14411的大口端与三通141连通，扩散管14411的小口端与第一弯管14412连通；第二弯管14421与第一弯管14412连通；所述平直出口管14422与搓板锥13连通；

搓板锥13用于将气相介质内液体包容的小气泡搓破，使液相顺下流进入分离，气相介质进入气相介质计量系统；

锥管15用于将接液相介质并使其产生回旋下流，利用下流动力搅拌容器下部液体，使其油水混合从下部出口阀流进液相介质计量系统；

为了实现了现场工作人员对气液分离器1内液相介质量的及时控制，该气液分离器1的外壳体11的下端设置有用于观察壳体内液相介质液面高度的板式液面计5；板式液面计5为透明玻璃材质。当观察到液面高度过高时，通过调节液相介质计量系统中的液相介质流量调节阀，控制气液分离器内液相介质的量；

为了提高了气液分离器1外壳体11内液相介质量自动化控制的准确度，本实用新型在气液分离器1的外壳体11上设置了磁翻板式液面计6，替换了现有技术中使用的浮止开关。

由于气液分离器1的外壳体11为密封器件，工作过程中可能会因为压力太大产生爆炸现象，因此，该气液分离器1的上端设置有排气通道7以及安装在排气通道上的安全阀71；当外壳体11内的压力增加到临界值时，安全阀71自动开启，用于平衡外壳体11内外的压力。

由于液相介质在外壳体11内下部沉积一段时间后，在外壳体11内的下部会有固体杂质，因此，本实用新型还在气液分离器1的外壳体11上开设了手孔通道8，用于将沉积在外壳体11内下部的固体垃圾进行清除。

结合附图3对本实用新型中的多通道分配器2进行描述：

该多通道分配器2采用立式结构；该多通道分配器2包括传动装置21、壳体221、电控盒23以及若干支脚24；

其中，传动装置21采用传统的方式，具体是：电机211带动减速机212的机构；

其中，分配主体22包括分配阀芯222、分配环座223以及锥斗228；

特别是，该分配主体22的分配阀芯222和分配环座之间采用间隙密封的结构，具体是：

分配阀芯222为一端开放的柱体；所述锥斗228安装在分配阀芯222的开放端将所述多通道分配器的壳体221分成单井计量空腔224和多井计量空腔225；分配阀芯222封闭端与传动装置21(减速机211)的输出端连接；分配阀芯222的侧壁上开设有一个通孔2221；通孔2221与单井计量空腔224连通；

另外，此处还可将分配阀芯和锥斗设计成一体式，即就是将分配阀芯设置成锥体，同样也可实现该装置的作用；

分配环座223为环形结构；分配环座223的环形外表面与所述壳体21内表面固定连接；分配环座223的环形内表面与分配阀芯222的外表面相接触；分配环座223上圆周方向均匀开设有多个分配孔2231；分配孔2231的位置与所述通孔2221相适配。

分配孔2231的位置与所述通孔2221相适配是指，传动装置带动分配阀芯旋转，当需要对某一个待计量井进行计量时，分配阀芯转动到一定位置，该位置为通孔与其中一个分配孔连通的位置，上述分配孔与待计量井连通；这样就可以实现对单个井进行计量了。

此外，为了避免传动装置21在工作过程中的安全性，该多通道分配器的传动装置21处设置有防爆壳体25。

由于现有的立式多通道分配器采用将分配主体22埋在地下方式固定，施工量大，因此本实用新型采用的多通道分配器的壳体221下端面设置有多个支脚24；支脚的数目为3个或者4个。

现有的多通道分配器的介质入口采用多道双路介质入口，即就是一部分通道用于连接多个待计量井和分配孔，另一部分通道连接多个待计量井与多井计量空腔；并且每一路上均设置截止阀，致使设备的生产成本很大；

本实用新型的采用在每一个分配孔2231、多井计量空腔225以及待计量井之间均通过三通管26相连通；三通管26上安装有三通阀27，大大节省了成本，并且便于控制。

当需要考核单井的储油量时，控制三通阀27使分配孔2231与指定的待计量单井连通；

当需要考核多井的储油量时，控制三通阀27使多井计量空腔2231与待计量井连通。具体是：

当需要对指定单井的储油量进行计量时，传动装置21开始工作带动分配阀芯222转动，通孔2221与指定待计量单井的连通的分配孔2231连通，开启三通阀27，使得单井计量空腔和待计量单井之间形成通道；则指定待计量单井的混合介质进入单井计量空腔224，并经过导管226从介质出口227输出。

当需要多井进行综合考核时，传动装置21开始工作带动分配阀芯222转动，通孔2221与所有分配孔2231均不连通，开启三通阀27，使得多井计量空腔与多个待计量井形成通道，则多个待计量井的混合介质进入多井计量空腔225，并从介质出口227输出。

Claims (9)

1.一种单井或多井三相流综合计量装置，包括气液分离器、多通道分配器、气相介质计量系统以及液相介质计量系统，其特征在于：所述气液分离器的外壳体内增设有分流管；

所述分流管包括三通、分别与三通各个管口连接的水平扩散管、液相流通管、气相流通管；

所述水平扩散管为锥形圆管；水平扩散管的大口端与三通连通，水平扩散管的小口端与气液分离器上混合介质入口连通；

所述液相流通管包括弯管以及锥形管；所述弯管的一端与三通连通，另一端与锥形管大口端连通；所述锥形管的小口端与锥管连通；

所述气相流通管包括气相缩径立管以及气相水平回旋管；所述气相缩径立管与液相流通管相互垂直设置；

所述气相缩径立管包括依次连通的扩散管、第一弯管；所述气相水平回旋管包括依次连接的第二弯管以及及平直出口管；所述扩散管的大口端与三通连通，扩散管的小口端与第一弯管连通；所述第二弯管与第一弯管连通；所述平直出口管与搓板锥连通。

2.根据权利要求1所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述多通道分配器包括壳体、传动装置以及设置在壳体内的分配主体；

所述分配主体包括分配阀芯、分配环座以及锥斗；

所述分配阀芯为一端开放的柱体；所述锥斗安装在分配阀芯的开放端将多通道分配器的壳体分成单井计量空腔和多井计量空腔；所述分配阀芯封闭端与传动装置的输出端连接；所述分配阀芯的侧壁上开设有一个通孔；所述通孔与单井计量空腔连通；

所述分配环座为环形结构；所述分配环座的环形外表面与所述壳体内表面固定连接；所述分配环座的环形内表面与分配阀芯的外表面相接触；所述分配环座上圆周方向均匀开设有多个分配孔；所述分配孔的位置与所述通孔相适配。

3.根据权利要求1或2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述气液分离器的外壳体的下端设置有用于观察壳体内液相介质液面高度的板式液面计；所述板式液面计为透明玻璃材质。

4.根据权利要求1或2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述气液分离器的外壳体下端设置有的磁翻板液位计。

5.根据权利要求1或2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述气液分离器的外壳体的下端设置有手孔通道。

6.根据权利要求1或2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述气液分离器的外壳体的上端设置有排气通道以及安装在排气通道上的安全阀。

7.根据权利要求2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述多通道分配器的每一个分配孔、多井计量空腔以及多个待计量井之间均通过三通管相连通；所述三通管上安装有三通阀。

8.根据权利要求2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述多通道分配器的传动装置处设置有防爆壳体。

9.根据权利要求2所述的单井或多井三相流综合计量装置，其特征在于：所述多通道分配器的壳体下端面设置有多个支脚；所述支脚的数目为3个或者4个。