CN205670027U - 一种新型翻斗式原油计量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型翻斗式原油计量系统，包括有液气分离罐和计量灌，其中液气分离罐上连接有输入管、出气管和出油管，输入管上设有第一双通球阀，出气管上设有气体流量计，出油管上依次设有第一温度计、第二双通球阀、第一止回阀和第三双通球阀，出油管与计量灌之间通过第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路相连接，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路依次设在第一温度计和第二双通球阀之间的出油管上，有益效果：油气分离效果好，无冲击现象。计量时间缩短，计量次数提高。

Description

一种新型翻斗式原油计量系统

技术领域

本实用新型涉及一种原油计量系统，特别涉及一种新型翻斗式原油计量系统。

背景技术

当前，常规油井产量计量的方法主要是两相分离玻璃管量油、两相分离仪表计量、三相分离仪表计量及油气水不分离计量等。两相分离玻璃管量油，设备简单，但操作复杂，无法实现油井的连续计量，且用间歇式量油方式折算产量时误差大；两相分离仪表计量方法中的质量流量计受安装、结蜡和气体含量等因素的影响较大，计量时有较大的波动，计量的精度不稳定；三相分离仪表计量方法中的计量工艺复杂、所需辅助设备和仪表多、操作困难以及维修费用高。另外，它属于油气水不分离的计量装置，而油气水不分离计量在计量精度、适应性及可靠性等方面很难达到实际生产的要求。

翻斗计量装置是目前油井产量计量过程中应用日益普遍的一种计量装置。翻斗式称重计量是在传统的油井计量站分离器玻璃管量油的基础上，将普通的油井计量分离器更换为翻斗式量油装置，它通过两个量油料斗轮流翻转称重的方式实时在线计量油井原油的产量，消除了油气分离效果差、稠油沾粘带来的计量误差。

现有技术中，有一种翻斗式量油装置，该装置是在密闭容器内安装有对称的两个翻斗，翻斗轴安装有霍尔传感器，传感器与电子计数器连接。装置工作时，单井来油从进口进入容器上室，然后溢流至下室中的翻斗里，油量达到翻斗标定重量时，翻斗翻转卸油，同时另一个翻斗开始进油，达到翻斗标定重量时，翻斗翻转卸油，第一个翻斗再进油，再翻转，如此重复工作。通过电子计数器记录翻斗翻转次数，即可计算一定时间内的单井产量。这种方法最大的缺陷，是在油气分离效果差、稠油沾粘出现挂壁现象，以及翻斗倾倒原油不净会带来很大的计量误差。

还有一种翻斗式量油装置，也是采用两个翻斗，以轮流翻转方式对原油进行计量，其计量原理是：两个翻斗被一根轴支承，该轴同时也是两个翻斗的回转轴，在轴上粘贴应变片，实时测量轴的变形，轴的变形与其上的翻斗重量(包括原油重量)有一个对应关系，利用应变片将翻斗重量实时检测出来，并采用积分算法得到一定时间内原油的重量。该计量原理的最大缺点是，若要达到一定的计量精度，需要很长的计量时间，这对于多口油井共用一套计量装置时，能够计量的油井数量受到限制，另外原油流入翻斗时有一定的加速度也会影响测量精度。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有的翻斗式计量装置存在的问题而提供的一种新型翻斗式原油计量系统。

本实用新型提供的新型翻斗式原油计量系统包括有液气分离罐和计量灌，其中液气分离罐上连接有输入管、出气管和出油管，输入管上设有第一双通球阀，出气管上设有气体流量计，出油管上依次设有第一温度计、第二双通球阀、第一止回阀和第三双通球阀，出油管与计量灌之间通过第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路相连接，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路依次设在第一温度计和第二双通球阀之间的出油管上，第五管路设在第一止回阀和第三双通球阀之间的出油管上，其中第一管路上设有第一流量控制阀，第二管路上设有第二流量控制阀，第三管路上设有第三流量控制阀，第四管路上设有第四流量控制阀，第五管路上依次设有第二止回阀、第四双通球阀、转油泵和第五双通球阀。

计量灌内设有第一翻斗灌和第二翻斗灌，第一管路和第二管路与第一翻斗灌相连接，第三管路和第四管路与第二翻斗灌相连接，其中第一翻斗灌设在第一支架上，第一翻斗灌由第一翻斗电机驱使进行转动，第二翻斗灌设在第二支架上，第二翻斗灌由第二翻斗电机驱使进行转动，第一翻斗灌内设有第一液位计和第二液位计，第二翻斗灌内设有第三液位计和第四液位计，第一支架上设有第一测压计和第二测压计用于测量第一翻斗灌的油压，第二支架上设有第三测压计和第四测压计用于测量第二翻斗灌的油压，计量灌的底部还设有第二温度计。

第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀为单通道流量控制阀，其中第一流量控制阀和第三流量控制阀设定的原油流量大于第二流量控制阀和第四流量控制阀设定的原油流量。

本实用新型提供的新型翻斗式原油计量系统的计量方法，其方法如下所述：

步骤一、第一双通球阀打开，原油从输入管进入液气分离罐，液气分离罐将气体和液体分离，分离后的气体通过出气管直接输出，出气管上安设的气体流量计会对排出的气体流量进行测量，并把测量结果发送给处理器，用于显示和保存。分离后的原油通过与液体分离罐连接的出油管输出。

步骤二、控制器对计量命令进行判断，当接收到的是不计量命令时，第二双通球阀和第三双通球阀打开，第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀关闭，这样分离出来的原油直接通过出油管输出。出油管上的第一温度计对原油温度进行测量，并传递给处理器；当接收到计量命令时，第二双通球阀和第一止回阀关闭，此时第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路开始工作，控制器控制第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀的开启和关闭来完成计量。

步骤三、当计量灌内的原油计量完毕时，第三双通球阀、第四双通球阀和第五双通球阀打开；启动转油泵，原油通过第五管路直接输出。

步骤三中所述原油计量装置计量方法，其具体方法如下：

通过控制第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀的开启和关闭，依次使用第一翻斗灌和第二翻斗灌对原油进行计量，具体方法如下：

首先通过第一测压计、第二测压计、第三测压计和第四测压计测量出第一翻斗灌和第二翻斗灌的压力F₁、F₂，然后计算出第一翻斗灌和第二翻斗灌的质量m_a，m_b。这时第一管路、第二管路和第四管路上的第一流量控制阀、第二流量控制阀和第四流量控制阀关闭，第三管路上的第三流量控制阀打开，原油经过第三流量控制阀流入第二翻斗灌，第二翻斗灌里面的液位逐渐增高，当液位达到第四液位计的计量点时，第三流量控制阀关闭，开启第二流量控制阀和第四流量控制阀。原油经过第二流量控制阀和第四流量控制阀分别流入第一翻斗灌和第二翻斗灌，第一翻斗灌和第二翻斗灌液位开始逐渐增高，当液位达到第二翻斗灌内的第三液位计的计量点时，第二流量控制阀和第四流量控制阀关闭。第一管路上的第一流量控制阀打开。为防止测量误差偏大，应该等待一段时间后通过第三测压计和第四测压计测量出第二翻斗灌的压力F₃，计算出满第二翻斗灌的质量m_c，然后驱动第二翻斗电机将原油倒入计量灌内；接着由控制器计算出第二翻斗灌内的石油含量，具体方法为：由公式m＝m_c-m_a得到第二翻斗灌中原油的质量m。设原油中油和水的密度分别为ρ₁和ρ₂，体积分别为v₁和v₂，质量分别为m₁和m₂。因为密度ρ₁和ρ₂和原油总质量m，体积v已知，所以可以通过下面四个方程计算出原油中油和水的质量m₁和m₂，体积v₁和v₂。

ρ₁v₁＝m₁

ρ₂v₂＝m₂

m＝m₁+m₂

v＝v₁+v₂

可得油质量水的质量进而可计算出第二翻斗灌内原油中油的含量。

然后等待第一翻斗灌内原油的液位达到第二液位计的计量点，此时关闭第一流量控制阀，第二流量控制阀和第四流量控制阀打开，当液位达到第一翻斗灌的第一液位计的计量点时，关闭第二流量控制阀和第四流量控制阀，打开与第二翻斗灌连接的第三流量控制阀，为防止测量误差偏大，应该等待一段时间后通过第一测压计和第二测压计测量出第一翻斗灌的压力F₄，从而计算出满的第一翻斗灌的质量m_d和此时第一翻斗灌内油的质量m₃，进而计算出第一翻斗灌内原油中油的含量。然后驱动第一翻斗电机将第一翻斗灌内的原油倒入计量灌，这样完成一个计量周期，处理器将第一翻斗灌和第二翻斗灌内原油中油的含量取平均作为实时的石油含量输出和保存。如此循环以测得连续时间内的石油含量。

一个计量周期完成后，第五管路上的第四双通球阀和第五双通球阀打开，启动转油泵，将原油输送回出油管。

本实用新型的有益效果：

计量罐内设有第一翻斗灌和第二翻斗灌循环使用能够极大地提高计量原油效率，计量精度显著提高；与传统的计量系统及方法相比，本实用新型提供的计量系统和方法得到显著改进，并且计量系统和方法是实时在线的计量，可以准确地计量原油中油量所占的百分比。油气分离效果好，无冲击现象。计量时间缩短，计量次数提高。

附图说明

图1为本实用新型所述系统总体结构示意图。

1、液气分离罐 2、计量灌 3、输入管 4、出气管 5、出油管

6、第一双通球阀 7、气体流量计 8、第一温度计 9、第二双通球阀

10、第一止回阀 11、第三双通球阀 12、第一管路 13、第二管路

14、第三管路 15、第四管路 16、第五管路 17、第一流量控制阀

18、第二流量控制阀 19、第三流量控制阀 20、第四流量控制阀

21、第二止回阀 22、第四双通球阀 23、转油泵 24、第五双通球阀

25、第一翻斗灌 26、第二翻斗灌 27、第一支架 28、第一翻斗电机

29、第二支架 30、第二翻斗电机 31、第一液位计 32、第二液位计

33、第三液位计 34、第四液位计 35、第一测压计 36、第二测压计

37、第三测压计 38、第四测压计 39、第二温度计。

具体实施方式

请参阅图1所示：

本实用新型提供的新型翻斗式原油计量系统包括有液气分离罐1和计量灌2，其中液气分离罐1上连接有输入管3、出气管4和出油管5，输入管3上设有第一双通球阀6，出气管4上设有气体流量计7，出油管5上依次设有第一温度计8、第二双通球阀9、第一止回阀10和第三双通球阀11，出油管5与计量灌2之间通过第一管路12、第二管路13、第三管路14、第四管路15和第五管路16相连接，第一管路12、第二管路13、第三管路14和第四管路15依次设在第一温度计8和第二双通球阀9之间的出油管5上，第五管路16设在第一止回阀10和第三双通球阀11之间的出油管5上，其中第一管路12上设有第一流量控制阀17，第二管路13上设有第二流量控制阀18，第三管路14上设有第三流量控制阀19，第四管路15上设有第四流量控制阀20，第五管路16上依次设有第二止回阀21、第四双通球阀22、转油泵23和第五双通球阀24。

计量灌2内设有第一翻斗灌25和第二翻斗灌26，第一管路12和第二管路13与第一翻斗灌25相连接，第三管路14和第四管路15与第二翻斗灌26相连接，其中第一翻斗灌25设在第一支架27上，第一翻斗灌25由第一翻斗电机28驱使进行转动，第二翻斗灌26设在第二支架29上，第二翻斗灌26由第二翻斗电机30驱使进行转动，第一翻斗灌25内设有第一液位计31和第二液位计32，第二翻斗灌26内设有第三液位计33和第四液位计34，第一支架27上设有第一测压计35和第二测压计36用于测量第一翻斗灌25的油压，第二支架29上设有第三测压计37和第四测压计38用于测量第二翻斗灌26的油压，计量灌2的底部还设有第二温度计39。

第一流量控制阀17、第二流量控制阀18、第三流量控制阀19和第四流量控制阀20为单通道流量控制阀，其中第一流量控制阀17和第三流量控制阀19设定的原油流量大于第二流量控制阀18和第四流量控制阀20设定的原油流量。

本实用新型提供的新型翻斗式原油计量系统的计量方法，其方法如下所述：

步骤一、第一双通球阀6打开，原油从输入管3进入液气分离罐1，液气分离罐1将气体和液体分离，分离后的气体通过出气管4直接输出，出气管4上安设的气体流量计7会对排出的气体流量进行测量，并把测量结果发送给处理器，用于显示和保存。分离后的原油通过与液体分离罐1连接的出油管5输出。

步骤二、控制器对计量命令进行判断，当接收到的是不计量命令时，第二双通球阀9和第三双通球阀11打开，第一流量控制阀17、第二流量控制阀18、第三流量控制阀19和第四流量控制阀20关闭，这样分离出来的原油直接通过出油管5输出。出油管5上的第一温度计8对原油温度进行测量，并传递给处理器；当接收到计量命令时，第二双通球阀9和第一止回阀10关闭，此时第一管路12、第二管路13、第三管路14、第四管路15和第五管路16开始工作，控制器控制第一流量控制阀17、第二流量控制阀18、第三流量控制阀19和第四流量控制阀20的开启和关闭来完成计量。

步骤三、当计量灌2内的原油计量完毕时，第三双通球阀11、第四双通球阀22和第五双通球阀24打开；启动转油泵23，原油通过第五管路16直接输出。

步骤三中所述原油计量装置计量方法，其具体方法如下：

通过控制第一流量控制阀17、第二流量控制阀18、第三流量控制阀19和第四流量控制阀20的开启和关闭，依次使用第一翻斗灌25和第二翻斗灌26对原油进行计量，具体方法如下：

首先通过第一测压计35、第二测压计36、第三测压计37和第四测压计38测量出第一翻斗灌25和第二翻斗灌26的压力F₁、F₂，然后计算出第一翻斗灌25和第二翻斗灌26的质量m_a，m_b。这时第一管路12、第二管路13和第四管路15上的第一流量控制阀17、第二流量控制阀18和第四流量控制阀20关闭，第三管路14上的第三流量控制阀19打开，原油经过第三流量控制阀19流入第二翻斗灌26，第二翻斗灌26里面的液位逐渐增高，当液位达到第四液位计34的计量点时，第三流量控制阀19关闭，开启第二流量控制阀18和第四流量控制阀20。原油经过第二流量控制阀18和第四流量控制阀20分别流入第一翻斗灌25和第二翻斗灌26，第一翻斗灌25和第二翻斗灌26液位开始逐渐增高，当液位达到第二翻斗灌26内的第三液位计33的计量点时，第二流量控制阀18和第四流量控制阀20关闭。第一管路12上的第一流量控制阀17打开。为防止测量误差偏大，应该等待一段时间后通过第三测压计37和第四测压计38测量出第二翻斗灌26的压力F₃，计算出满第二翻斗灌26的质量m_c，然后驱动第二翻斗电机30将第二翻斗灌26内的原油倒入计量灌2内；接着由控制器计算出第二翻斗灌26内的石油含量，具体方法为：由公式m＝m_c-m_a得到第二翻斗灌26中原油的质量m。设原油中油和水的密度分别为ρ₁和ρ₂，体积分别为v₁和v₂，质量分别为m₁和m₂。因为密度ρ₁和ρ₂和原油总质量m，体积v已知，所以可以通过下面四个方程计算出原油中油和水的质量m₁和m₂，体积v₁和v₂。

ρ₁v₁＝m₁

ρ₂v₂＝m₂

m＝m₁+m₂

v＝v₁+v₂

可得油质量水的质量进而可计算出第二翻斗灌26内原油中油的含量。

然后等待第一翻斗灌25内原油的液位达到第二液位计32的计量点，此时关闭第一流量控制阀17，第二流量控制阀18和第四流量控制阀20打开，当液位达到第一翻斗灌25的第一液位计31的计量点时，关闭第二流量控制阀18和第四流量控制阀20，打开与第二翻斗灌26连接的第三流量控制阀19，为防止测量误差偏大，应该等待一段时间后通过第一测压计35和第二测压计36测量出第一翻斗灌25的压力F₄，从而计算出满的第一翻斗灌25的质量m_d和此时第一翻斗灌25内油的质量m₃，进而计算出第一翻斗灌25内原油中油的含量。然后驱动第一翻斗电机28将第一翻斗灌25内的原油倒入计量灌2，这样完成一个计量周期，处理器将第一翻斗灌25和第二翻斗灌26内原油中油的含量取平均作为实时的石油含量输出和保存。如此循环以测得连续时间内的石油含量。

一个计量周期完成后，第五管路16上的第四双通球阀22和第五双通球阀24打开，启动转油泵23，将原油输送回出油管5。

Claims (3)

1.一种新型翻斗式原油计量系统，其特征在于：包括有液气分离罐和计量灌，其中液气分离罐上连接有输入管、出气管和出油管，输入管上设有第一双通球阀，出气管上设有气体流量计，出油管上依次设有第一温度计、第二双通球阀、第一止回阀和第三双通球阀，出油管与计量灌之间通过第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路相连接，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路依次设在第一温度计和第二双通球阀之间的出油管上，第五管路设在第一止回阀和第三双通球阀之间的出油管上，其中第一管路上设有第一流量控制阀，第二管路上设有第二流量控制阀，第三管路上设有第三流量控制阀，第四管路上设有第四流量控制阀，第五管路上依次设有第二止回阀、第四双通球阀、转油泵和第五双通球阀。

2.根据权利要求1所述的一种新型翻斗式原油计量系统，其特征在于：所述的计量灌内设有第一翻斗灌和第二翻斗灌，第一管路和第二管路与第一翻斗灌相连接，第三管路和第四管路与第二翻斗灌相连接，其中第一翻斗灌设在第一支架上，第一翻斗灌由第一翻斗电机驱使进行转动，第二翻斗灌设在第二支架上，第二翻斗灌由第二翻斗电机驱使进行转动，第一翻斗灌内设有第一液位计和第二液位计，第二翻斗灌内设有第三液位计和第四液位计，第一支架上设有第一测压计和第二测压计用于测量第一翻斗灌的油压，第二支架上设有第三测压计和第四测压计用于测量第二翻斗灌的油压，计量灌的底部还设有第二温度计。

3.根据权利要求1所述的一种新型翻斗式原油计量系统，其特征在于：所述的第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀为单通道流量控制阀，其中第一流量控制阀和第三流量控制阀设定的原油流量大于第二流量控制阀和第四流量控制阀设定的原油流量。