CN205858319U - 一种多相分离计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多相分离计量装置，该装置包括预分离入口段、组合式多级分离器、液相导管、气相导管、无源气液分离平衡控制器、气体流量计、质量流量计、第一动态缓冲器、第二动态缓冲器和计量控制系统，所述的预分离入口段与组合式多级分离器连接，组合式多级分离器的顶部通过气相导管与无源气液分离平衡控制器连接；组合式多级分离器还通过液相导管与无源气液分离平衡控制器连接；组合式多级分离器的底部和无源气液分离平衡控制器的底部均通过管道与质量流量计连接；无源气液分离平衡控制器的顶部与气体流量计连接，气体流量计与第一动态缓冲器连接，质量流量计和第一动态缓冲器均与第二动态缓冲器连接。

Description

一种多相分离计量装置

技术领域

本实用新型涉及油田油井计量领域，具体涉及一种多相分离计量装置。

背景技术

油井产出液气的精确计量是油田开发动态分析的重要基础，通过对各油井产出液气的连续计量，可以确定油井的原油、天然气产量以及含水率等，从而了解地层油气含量及地层结构的变化。油、气、水各相流量的实时计量数据，对于油气藏的管理和产能配置、生产工况的分析、油井的维护和流程控制等具有重要意义。可为生产管理提供参考，制定合理的采油方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多相分离计量装置。

为实现上述目的，本实用新型所述的多相分离计量装置包括预分离入口段、组合式多级分离器、液相导管、气相导管、无源气液分离平衡控制器、气体流量计、质量流量计、第一动态缓冲器、第二动态缓冲器和计量控制系统，所述的预分离入口段与组合式多级分离器连接，组合式多级分离器的顶部通过气相导管与无源气液分离平衡控制器连接；组合式多级分离器还通过液相导管与无源气液分离平衡控制器连接；组合式多级分离器的底部和无源气液分离平衡控制器的底部均通过管道与质量流量计连接；无源气液分离平衡控制器的顶部与气体流量计连接，气体流量计与第一动态缓冲器连接，质量流量计和第一动态缓冲器均与第二动态缓冲器连接。

所述的气体流量计为旋进漩涡流量计，所述的质量流量计为科里奥利质量流量计。

所述的第二动态缓冲器与单向阀连接，单向阀与出液口连接。

所述的预分离入口段与进口管连接，在进口管与预分离入口段之间设置有第一压力变送器；在第一动态缓冲器与第二动态缓冲器之间设置有第二压力变送器。

所述的组合式多级分离器包括塔式冗余分离器、切向旋流发生器、破乳器、液相出口配管和螺旋导向环；所述的液相出口配管与液相导管连接。

所述的组合式多级分离器的底部设置有放空阀。

所述的无源气液分离平衡控制器包括浮子导向器、浮子、液相导向环、浮子调节阀、安全阀、除雾器、气体出口调节阀和液体出口调节阀；所述的除雾器连接在气相导管的出口处，浮子设置在浮子导向器中。

本实用新型具有如下优点：本实用新型所述的多相分离计量装置提高了油、气、水的计量精度，消除了过去因人工调配阀门造成的人为误差、阀门磨损造成的漏失误差和人工数据录取造成的读数误差，可适用于各种工况及工艺条件下的油、气、水、液多相计量。同时，解决了低液量、间歇出油等难计量的问题。提高了油井精细化管理的水平，通过自动计量数据，为第一时间掌握生产动态变化提供了真实的依据，及时分析，及时采取措施。提高了油田自动化管理水平，实现无人值守自动计量，自动化程度高，可在无人值守条件下实现全自动计量、远程查询实时和历史数据。

附图说明

图1为本实用新型的多相分离计量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型所述的多相分离计量装置包括预分离入口段1、组合式多级分离器2、液相导管3、气相导管4、无源气液分离平衡控制器5、气体流量计6、质量流量计7、第一动态缓冲器8、第二动态缓冲器9和计量控制系统，所述的预分离入口段1与组合式多级分离器2连接，组合式多级分离器2的顶部通过气相导管4与无源气液分离平衡控制器5连接；组合式多级分离器2还通过液相导管3与无源气液分离平衡控制器5连接；组合式多级分离器2的底部和无源气液分离平衡控制器5的底部均通过管道与质量流量计7连接；无源气液分离平衡控制器5的顶部与气体流量计6连接，气体流量计6与第一动态缓冲器8连接，质量流量计7和第一动态缓冲器8均与第二动态缓冲器9连接。

所述的气体流量计6为旋进漩涡流量计。所述的质量流量计7为科里奥利质量流量计。

所述的第二动态缓冲器9与单向阀10连接，单向阀10与出液口14连接。

所述的预分离入口段1与进口管11连接，在进口管11与预分离入口段1之间设置有第一压力变送器12；在第一动态缓冲器8与第二动态缓冲器9之间设置有第二压力变送器13。

所述的组合式多级分离器2包括塔式冗余分离器26、切向旋流发生器22、破乳器23、液相出口配管24和螺旋导向环25；所述的液相出口配管24与液相导管3连接。

所述的组合式多级分离器2的底部设置有放空阀。

所述的无源气液分离平衡控制器5包括浮子导向器51、浮子52、液相导向环53、浮子调节阀54、安全阀55、除雾器56、气体出口调节阀57和液体出口调节阀58；所述的除雾器56连接在气相导管4的出口处，浮子52设置在浮子导向器51中。

本实用新型所述的多相分离计量装置在使用时，混合液通过进口管流经预分离入口段1，在预分离入口段1中依靠气体和液体自身比重差异，产生初步分离（气体分布在管道截面上层，液体分布在截面底层）。初步分离后的气液两相流通过切向旋流发生器22产生高速旋转，受比重差和容积增大的影响，油、气会自然分离，未分离的油、气沿着组合式多级分离器2的内壁作离心式旋转运动，于是质量大的油液被甩向筒壁，质量小的气体则集中在中心作回旋运动，形成一个倒锥型气体涡流。

当多相流流量较大时，气体涡流中必然夹带部分雾状液体。在涡流面上方安装一个塔式冗余分离器26，回旋上升的气雾和塔式冗余分离器26的两层隔板接触时，气流中的雾状油滴粘附在塔式冗余分离器26的伞表面，沿伞面下滴，气体从顶部出气口排出，保证了大流量情况下的高效分离效果。

当多相流流量较小时，受流速影响产生的离心力较小，液相中夹带的部分非游离气体较难分离出来。这时，在切向旋流发生器下方一定距离安装一个破乳器23，该破乳器是一个伞状多孔型器件。夹带部分非游离气的高速液流与破乳器的板壁相碰，板壁上的多孔对流体产生一个反向力，使液体产生折流效果而将带气泡的液滴破碎。分离出的液滴通过破乳器的聚结板孔向下沉入液体段，气体便从泡沫中逸出上升，所以该装置不但能从油中除去泡沫，并能从泡沫中除气，效果更佳。

当油井输送过来的多相流含沙粒等杂质较多时，通过合理的结构设计，可避免沙粒等杂质进入含有可动部件的单元。参见图1，与气液分离平衡控制器5连接的液相导管3安装在组合式多级分离器2的上半部分，沙粒等杂质在旋流作用及重力作用下沉积在分离器底部，可避免杂质沿着液相导管进入下级单元。通过打开分离器底部的放空阀可将杂质排出系统。

无源气液分离平衡控制器安装在组合式多级分离器的下级，气相导管（气相入口配管）连接分离器的气体出口管，液相导管连接分离器的液相出口配管。

在气相导管4的出口处安装一个除雾器56，对上级分离的气体作进一步除雾处理。除雾器的内部为圆柱体形金属网填料，由不锈钢丝编织物绕制而成，液滴撞击金属网并聚结而往下沉降，从而消除了气体夹带液滴排出。液滴沉降到无源气液分离平衡控制器的下端，气体则聚集在顶部。

在液相导管3的端部再安装一个切向旋流发生器，将上级分离的液体作进一步离心分离。为了避免分离后的液体和气体再次融合，在切向旋流发生器的上方适当距离安装一个液相导向环53，液体只在液相导向环的下方做高速旋转，不会向上方溢出，同样在无源气液分离平衡控制器的中心形成一个倒圆锥的气体涡流。无源气液分离平衡控制器5顶部的排气管线上设有一个浮子调节阀54来控制气体排放量，以维持容器内液位在最佳范围。

本实用新型所述的多相分离计量装置通过计算机设定报警条件，当计量数据超出正常波动范围时，或装置压力异常时，系统将自动报警。实现了全天候生产监控，为油井安全生产和防止意外事故的发生提供了有效的保障。计量精度高，达到国际先进水平，提高了油、气、水的计量精度，消除了过去因人工调配阀门造成的人为误差、阀门磨损造成的漏失误差和人工数据录取造成的读数误差。通过计算机进行各类数据的统计和分析。结构合理，重量轻，安装方便，单井计量装置占地面积仅需2㎡左右，不仅减少了占地投资，而且由于该装置结构简单，安装方便，可大大提高建站效率。可动部件少，操作简单，装置稳定性好，日常维护工作量极少，减轻了人工劳动强度，不但维护成本低，而且使用寿命长，节省了投资。安全环保，装置使用双重密封结构，保证油气零泄漏，减少了安全隐患。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种多相分离计量装置，其特征在于，该多相分离计量装置包括预分离入口段、组合式多级分离器、液相导管、气相导管、无源气液分离平衡控制器、气体流量计、质量流量计、第一动态缓冲器、第二动态缓冲器和计量控制系统，所述的预分离入口段与组合式多级分离器连接，组合式多级分离器的顶部通过气相导管与无源气液分离平衡控制器连接；组合式多级分离器还通过液相导管与无源气液分离平衡控制器连接；组合式多级分离器的底部和无源气液分离平衡控制器的底部均通过管道与质量流量计连接；无源气液分离平衡控制器的顶部与气体流量计连接，气体流量计与第一动态缓冲器连接，质量流量计和第一动态缓冲器均与第二动态缓冲器连接。

2.如权利要求1所述的多相分离计量装置，其特征在于，所述的气体流量计为旋进漩涡流量计，所述的质量流量计为科里奥利质量流量计。

3.如权利要求2所述的多相分离计量装置，其特征在于，所述的第二动态缓冲器与单向阀连接，单向阀与出液口连接。

4.如权利要求3所述的多相分离计量装置，其特征在于，所述的预分离入口段与进口管连接，在进口管与预分离入口段之间设置有第一压力变送器；在第一动态缓冲器与第二动态缓冲器之间设置有第二压力变送器。

5.如权利要求4所述的多相分离计量装置，其特征在于，所述的组合式多级分离器包括塔式冗余分离器、切向旋流发生器、破乳器、液相出口配管和螺旋导向环；所述的液相出口配管与液相导管连接。

6.如权利要求5所述的多相分离计量装置，其特征在于，所述的组合式多级分离器的底部设置有放空阀。

7.如权利要求6所述的多相分离计量装置，其特征在于，所述的无源气液分离平衡控制器包括浮子导向器、浮子、液相导向环、浮子调节阀、安全阀、除雾器、气体出口调节阀和液体出口调节阀；所述的除雾器连接在气相导管的出口处，浮子设置在浮子导向器中。