CN204024629U - 一种油井油气水三相流智能分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气、油、水分离处理的技术领域，具体涉及一种应用在油井生产中油气水三相流智能分离器，分离器本体内部空间分布为上部分离暂存器、液体暂存器和下部分离暂存器，磁伸缩液位计通过护管从上部分离暂存器顶部插入到液体暂存器的底部；所述上部分离暂存器通过截流器和连接管线与液体暂存器相连通，液体暂存器通过连接管线和截流器与下部分离暂存器相连通，液体暂存器与下部分离暂存器之间同时设置有气体连接管线，上部分离暂存器的上部通过气相连接管线连接到气液输出管线上，气相连接管线上设置有智能旋进旋涡流量计；上部分离暂存器的上部和液体暂存器的下部分别连接差压变送器的两个端口。

Description

一种油井油气水三相流智能分离器

技术领域

本实用新型涉及气、油、水分离处理的技术领域，具体涉及一种应用在油井生产中油气水三相流智能分离器。

背景技术

在油气田采集过程中，需要解决油水气分离的问题。目前的油水气分离排液过程中需要对水含量和气含量进行计量，油井计量工作在油田石油生产中占有十分重要的地位，长期以来油井产出的液、天然气及含水量使用大型分离器或者大油罐通过人工间断测量的方法来完成，但是此方法不但需要大量的专业技术人员，而且由于不是连续的计量，故造成的计量盲区大，数据误差由于人为因素的情况增加，所以人工测量的数据不能代表油井实际生产运行状况，更不能及时判断出故障的发生。目前有些公司开发出一种自动检测装置，但由于测量量程范围窄，误差大，测量单一，价格高等诸多问题已经不被市场认可。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种应用在油井生产中油气水三相流智能测量并将油气水分离的智能分离器。

本实用新型的技术方案是：

一种油井油气水三相流智能分离器，包括有分离器本体和智能控制系统（1），分离器本体内部空间分布为上部分离暂存器（12）、液体暂存器（13）和下部分离暂存器（8），液体暂存器（13）位于上部分离暂存器（12）和下部分离暂存器（8）之间；流体输入管线（9）通过安全阀（2）与上部分离暂存器（12）连通，上部分离暂存器（12）上还设置有磁伸缩液位计（3）和截流器；所述磁伸缩液位计（3）通过护管（16）从上部分离暂存器（12）顶部插入到液体暂存器（13）的底部；所述上部分离暂存器（12）通过截流器（4）和连接管线（14）与液体暂存器（13）相连通，液体暂存器（13）通过连接管线（14）和截流器（5）与下部分离暂存器（8）相连通，液体暂存器（13）与下部分离暂存器（8）之间同时设置有气体连接管线（15），气体连接管线（15）的两端分别连接液体暂存器（13）的上部和下部分离暂存器（8）的上部；上部分离暂存器（12）的上部通过气相连接管线（17）连接到气液输出管线（7）上，气相连接管线（17）上设置有智能旋进旋涡流量计（6）；上部分离暂存器（12）的上部和液体暂存器（13）的下部分别连接差压变送器（11）的两个端口；所述智能控制系统（1）分别与安全阀（2）、磁伸缩液位计（3）、截流器（4）、截流器（5）、智能旋进旋涡流量计（6）以及差压变送器（11）的数据信号线连接；所述下部分离暂存器（8）的底部设置出口且与气液输出管线（7）连通。

具体的，所述流体输入管线（9）上还连接有压力变送器（18）和温度变送器（10），所述压力变送器（18）和温度变送器（10）数据信号线与智能控制系统（1）连接。

本实用新型所述的分离器无计量盲区，测量范围宽，误差小，占地少，安装方便，自动化程度高，可以无人值守安全运行，减少了人员的劳动强度和节省了劳动力，对于油田计量站实现自动化油气水三相流实时在线监测计量及分离特别适用。同时本实用新型所述的分离器集成了温度压力信号，智能控制系统集成了抽油机动态管理系统，允许抽油机的运行信号接入，可以实时监测油井的生产和运行状况，根据实际测量情况作出分离的水和气的动作，做到一机多能，智能化操作，能为油田节约大量费用，极大的提高生产效率。

附图说明

    图1是本实用新型的结构示意图。

1智能控制系统  2安全阀  3磁伸缩液位计  4截流器  5截流器  

6智能旋进旋涡流量计  7气液输出管线  8下部分离暂存器 

9流体输入管线  10温度变送器  11差压变送器  12上部分离暂存器 

13液体暂存器  14连接管线  15连接管线  16护管  17气相连接管线          

18压力变送器。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型一种油井油气水三相流智能分离器的结构示意图，包括有分离器本体和智能控制系统1，分离器本体内部空间分布为上部分离暂存器12、液体暂存器13和下部分离暂存器8，液体暂存器13位于上部分离暂存器12和下部分离暂存器8之间。

流体输入管线9通过安全阀2与上部分离暂存器12连通，上部分离暂存器12上还设置有磁伸缩液位计3和截流器；所述磁伸缩液位计3通过护管16从上部分离暂存器12顶部插入到液体暂存器13的底部；所述上部分离暂存器12通过截流器4和连接管线14与液体暂存器13相连通，液体暂存器13通过连接管线14和截流器5与下部分离暂存器8相连通，液体暂存器13与下部分离暂存器8之间同时设置有气体连接管线15，气体连接管线15的两端分别连接液体暂存器13的上部和下部分离暂存器8的上部；上部分离暂存器12的上部通过气相连接管线17连接到气液输出管线7上，气相连接管线17上设置有智能旋进旋涡流量计6；上部分离暂存器12的上部和液体暂存器13的下部分别连接差压变送器11的两个端口；所述下部分离暂存器8的底部设置出口且与气液输出管线7连通。

所述智能控制系统1分别与安全阀2、磁伸缩液位计3、截流器4、截流器5、智能旋进旋涡流量计6以及差压变送器11的数据信号线连接。所述流体输入管线9上还连接有压力变送器18和温度变送器10，所述压力变送器18和温度变送器10数据信号线与智能控制系统1连接。

在生产过程中，需要使用本实用新型设备时，首先启动设备，此时智能控制系统1会指令截流器5关闭，截流器4打开，计时开始，气液混合流体通过气液输入管线9进入上部分离暂存器12，经过上部分离暂存器12的分离后，由于重力的作用液体会通过截流器4流入到液体暂存器13内，由于密度的作用水会在液体暂存器13的最下面而油会在水的上面，此时差压变送器11会检测到进入液体暂存器13内的液体差压值，磁伸缩液位计3会监测经过分离后进入液体暂存器13内的液体高度，智能控制系统1会实时采集差压变送器11测得的差压值和磁伸缩液位计3测得的高度值，并根据计算式1计算出液体的实时质量。当差压变送器11反馈的数据达到设定值时，智能控制系统1计算的重量达到设定重量，智能控制系统1会指令关闭截流器4， 并延时几秒之后采集保存最终差压变送器11和磁伸缩液位计3此时的数值。智能控制系统1此时会指令截流器5打开，此时液体暂存器13里下部的水会通过截流器5经下部分离暂存器8流入到气液输出管线7，当智能控制系统1监测到差压变送器11反馈的数据为零时，智能控制系统1指令截流器5关闭，截流器4打开，同时计时重新开始，当差压变送器11检测到的液体经智能控制系统1计算的重量再次达到设定值时，智能控制系统1又会指令截流器4关闭，并延时几秒之后采集差压变送器11和磁伸缩液位计3的数据，当得到数值后智能控制系统1便会指令截流器5打开，此时液体暂存器13里的水会通过截流器5经下部分离暂存器8流入到气液输出管线7。如此循环计量，智能控制系统1会根据每次达到设定值时采集差压变送器11的数据经计算后累加，得出启动后的时间段内的液得质量，根据公式2可以得出实时的流量，根据公式3得出日产量，集磁伸缩液位计3的数据经计算后智能控制系统1根据公式④计算出这一罐的平均质量含水率。

 

                1                       

 

                2                        

  

                3

 

                4

m --Kg    液体质量（智能控制系统根据差压变送器11计算出的液体质量）

ΔP-pa     液体差压（差压变送器11的数据）

r--m       罐体半径

g--m/s^2   重力加速度（9.8m/s^2 ）

      --Kg/s   液体流量

M--Kg      液体质量累加值

t--s       设备运行时间

G--- Kg    日产量

           纯水密度

           纯油密度

          液体高度（磁伸缩液位计3的数据）

          质量含水率

本实施例测气原理如下：

启动设备运行，开始计时的同时，气液混合流经气液输入管线9进入上部分离暂存器12时，上部分离暂存器12会分离出气液混合流中的大部分气体，气液混合流经上部分离暂存器12进入到液体暂存器13和下部分离暂存器8时进一步分离混合流中的气体，下部分离暂存器8分离出的气体经连接管线15进入液体暂存器13中，液体暂存器13中分离出的气体经连接管线14进入到上部分离暂存器12的顶部，所有分离出的气体经由旋进旋涡流量计6经行气体计量，旋进旋涡流量计6检测到气体流量后会给智能控制系统1提供瞬时流量信号，智能控制系统1对这个瞬时气体流量值采用定时中断采集计算流量累积值，结合启动后的运行时间即可得出气体的日产量。

 

      气体累积量

         系统运行时间

      日产气量

           瞬时流量（旋进旋涡流量计6的数据）

根据本使用新型所提供的智能分离器，可实时的测量水和气的含量，进而可以根据含量做出是否排水和排气的动作，做到一机多能，智能化操作，能为油田节约大量费用，极大的提高生产效率。

Claims (2)

1.一种油井油气水三相流智能分离器，包括有分离器本体和智能控制系统（1），其特征在于，分离器本体内部空间分布为上部分离暂存器（12）、液体暂存器（13）和下部分离暂存器（8），液体暂存器（13）位于上部分离暂存器（12）和下部分离暂存器（8）之间；流体输入管线（9）通过安全阀（2）与上部分离暂存器（12）连通，上部分离暂存器（12）上还设置有磁伸缩液位计（3）和截流器；所述磁伸缩液位计（3）通过护管（16）从上部分离暂存器（12）顶部插入到液体暂存器（13）的底部；所述上部分离暂存器（12）通过截流器（4）和连接管线（14）与液体暂存器（13）相连通，液体暂存器（13）通过连接管线（14）和截流器（5）与下部分离暂存器（8）相连通，液体暂存器（13）与下部分离暂存器（8）之间同时设置有气体连接管线（15），气体连接管线（15）的两端分别连接液体暂存器（13）的上部和下部分离暂存器（8）的上部；上部分离暂存器（12）的上部通过气相连接管线（17）连接到气液输出管线（7）上，气相连接管线（17）上设置有智能旋进旋涡流量计（6）；上部分离暂存器（12）的上部和液体暂存器（13）的下部分别连接差压变送器（11）的两个端口；所述智能控制系统（1）分别与安全阀（2）、磁伸缩液位计（3）、截流器（4）、截流器（5）、智能旋进旋涡流量计（6）以及差压变送器（11）的数据信号线连接；所述下部分离暂存器（8）的底部设置出口且与气液输出管线（7）连通。

2.根据权利要求1所述一种油井油气水三相流智能分离器，其特征在于，所述流体输入管线（9）上还连接有压力变送器（18）和温度变送器（10），所述压力变送器（18）和温度变送器（10）数据信号线与智能控制系统（1）连接。