CN210033413U - 单井计量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单井计量系统，包括测量模块、通信模块和总控模块，所述测量模块包括测量通道系统和测量设备，所述测量通道系统包括测量通道，所述测量设备设置在所述测量通道上，且测量设备的两端分别设有阀门；所述测量设备采集测量通道的液体体积信息和流量信息，将液体体积信息和流量信息传输至通信模块中并发送至总控模块中，所述总控模块根据液体体积信息和流量信息生成调节指令并发送给变频器，变频器根据调节指令调节油井系统电机的转速，进而实现对产出原液的动态调节。本实用新型能实时的了解到测量通道系统中的信息，实现恒定动液面控制，通过流量和液体体积的监控，可以通过总控模块改变电机的转速，动态调节产液量，方便快捷。

Description

单井计量系统

技术领域

本实用新型属于石油技术领域，尤其涉及一种单井计量系统。

背景技术

在现有技术中，单井计量是油田生产管理中的一项重要工作，准确的计量对油井掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。现有技术中，通过在井口设备上安装压力传感器、流量计等来测量套压和产液量，但必须到现场读取参数值，浪费时间及人力资源；或者每个测量设备各有一个信号发送设备，每口井至少两个发送设备，结构复杂。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的缺点，提供了一种单井计量系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种单井计量系统，用于对油井系统的产出原液进行计量，包括测量模块、通信模块和总控模块，所述测量模块包括测量通道系统和测量设备，所述测量通道系统包括进液口、出液口以及测量通道，所述测量设备设置在所述测量通道上，且测量设备的两端分别设有阀门；

所述测量设备采集测量通道的液体体积信息和流量信息，将液体体积信息和流量信息传输至通信模块中，所述通信模块将液体体积信息和流量信息发送至总控模块中，所述总控模块根据液体体积信息和流量信息生成调节指令并发送给变频器，变频器根据调节指令调节油井系统电机的转速，进而实现对产出原液的动态调节。

作为一种可实施方式，所述测量设备包括压力传感器、体积流量计和质量流量计，所述压力传感器、体积流量计和质量流量计分别设置在所述测量通道上，所述体积流量计两端分别设置第一阀门和第二阀门，所述质量流量计两端的分别设置第三阀门和第四阀门；

所述压力传感器、体积流量计和质量流量计的数量分别不少于一个。

作为一种可实施方式，所述体积流量计和质量流量计之间设有电磁阀，所述压力传感器采集压力信息，将压力信息通过通信模块传输至总控模块中，总控模块将所述压力信息进行转换并和总控模块设置的阈值时进行比较，大于阈值时，所述电磁阀进行泄压工作。

作为一种可实施方式，所述测量通道系统还包括第一管道、直通管道和备用管道，所述第一管道、直通管道、备用管道以及测量通道相互连通，所述第一管道连接油井系统的加热管道，所述进液口设置在所述第一管道的一端，所述出液口设置在所述备用管道的延伸段。

作为一种可实施方式，所述备用管道上设有第五阀门，所述直通管道设有第六阀门，所述第一管道和电加热管道之间设有第七阀门，进液口和出液口内部连通第一管道、直通管道、备用管道以及测量通道，并通过第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第七阀门进行选通；

当第五阀门、第六阀门和第七阀门关闭，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开时，原液从进液口进入测量通道。

作为一种可实施方式，所述压力传感器输出信号为4-20mA的电流，通过压力传感器的电源线将信号传递给通信模块，所述体积流量计和所述质量流量计输出的信号分别通过RS485信号线传递给通信模块。

作为一种可实施方式，所述总控模块包括显示模块和控制模块，所述控制模块连接所述显示模块，所述通信模块和所述控制模块集成为一体。

作为一种可实施方式，电磁阀连接所述控制模块，所述控制模块内设置压力阈值，当压力传感器输出的压力信息大于压力阈值时，所述控制模块控制电磁阀进行工作。

作为一种可实施方式，所述总控模块将所述压力信息进行转换的计算公式表示为：

其中，U_ad表示AD采集的电压值，R表示采样电阻，P_max表示压力量程最大值，P_min表示压力量程最小值，I_max表示压力传感器输出电流的最大值，I_min表示压力传感器输出电流最小值。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

通过本实用新型的计量系统，能实时的了解到测量通道系统中的信息，可以及时的做出相应的调节，实现恒定动液面控制，有效的防止干抽或者管道内压力过大，通过流量和液体体积的监控，可以通过总控模块改变电机的转速，动态调节产液量，方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是测量模块的整体结构示意图；

图2是测量模块的主视图；

图3是测量模块的侧视图；

图4是图3中测量模块的剖视图。

附图中的标号说明：1、测量通道；2、压力传感器；3、体积流量计；4、质量流量计；5、第一阀门；6、第二阀门；7、第三阀门；8、第四阀门；9、第五阀门；10、第六阀门；11、第七阀门；12、第一管道；13、直通管道；14、备用管道；15、电磁阀；16、进液口；17、出液口；18、加热管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

一种单井计量系统，用于对油井系统的产出原液进行计量，如图1所示，包括测量模块、通信模块和总控模块，所述测量模块包括测量通道1系统和测量设备，所述测量通道1系统包括进液口16、出液口17以及测量通道1，所述测量设备设置在所述测量通道1上，且测量设备的两端分别设有阀门；所述测量设备采集测量通道1的液体体积信息和流量信息，将液体体积信息和流量信息传输至通信模块中，所述通信模块将液体体积信息和流量信息发送至总控模块中，所述总控模块根据液体体积信息和流量信息生成调节指令并发送给变频器，变频器根据调节指令调节油井系统电机的转速，进而实现对产出原液的动态调节。

通过本实用新型单井计量系统，可以测量出测量通道1内的压力信息、液体体积信息和流量信息，并且能将这些信息实时发送至通信模块中，通信模块会传输至总控模块，总控模块会对这么信息进行显示以及处理，直观明了的显示给工作人员，让工作人员及时了解油井系统产出原液的状况。

更进一步地，在本实施例中，所述测量设备包括压力传感器2、体积流量计3和质量流量计4，所述压力传感器2、体积流量计3和质量流量计4分别设置在所述测量通道1上，所述体积流量计3两端分别设置第一阀门5和第二阀门6，所述质量流量计4两端的分别设置第三阀门7和第四阀门8；

如果测量通道1过长，害怕测量通道1内出现原液堵塞情况，可以将压力传感器2、体积流量计3和质量流量计4的数量分别不少于一个，同样，还是给每个压力体积流量计3两端分别设置第一阀门5和第二阀门6，给每个质量流量计4的两端分别设置第三阀门7和第四阀门8，这样，可以均匀的测量出测量通道1的液体体积信息和流量信息。

当采集好流量信息之后，整个过程是这样的：

体积流量计3和质量流量计4采集好液体体积信息和流量信息，并且经通信模块传输给总控模块中，总控模块会根据液体体积信息和流量信息计算出当前流量，并将当前流量和预设流量阈值进行比较，当当前流量小于预设流量阈值时，则增加电机转速，当当前流量等预设流量阈值时，则维持电机转速；当当前流量大于预设流量阈值时，则减小电机转速，进而实现对产出原液的动态调节。

另外，当压力信息过大时，还在体积流量计3和质量流量计4之间设有电磁阀15，当压力传感器2输出的压力信息大于总控模块设置的阈值时，所述电磁阀15进行工作，打开电磁阀15使得测量通道1泄压，维持测量通道1内的压力平衡。

整个泄压过程如下：

压力传感器2采集压力信息，通过通信模块上传给总控模块中，总控模块进行压力计算，得到的压力大于总控模块预设的压力阈值时，则总控模块控制电磁阀15打开，电磁阀15进行工作，使测量通道1内的压力得以释放，进而维持压力平衡。

所述总控模块将所述压力信息进行转换的计算公式表示为：

其中，U_ad表示AD采集的电压值，R表示采样电阻，P_max表示压力量程最大值，P_min表示压力量程最小值，I_max表示压力传感器输出电流的最大值，I_min表示压力传感器输出电流最小值。

在本实施例中，计算时，压力量程最大值取2.5MPa；压力量程最小值取0MPa；压力传感器2输出电流最大值取20mA；压力传感器2输出电流最小值取4mA。

在油井系统中，本实施例的所述备用管道14上设有第五阀门9，所述直通管道13设有第六阀门10，所述第一管道12和电加热管道18之间设有第七阀门11，所述进液口设置在第一管道12的一端，所述出液口17设置在所述备用管道14的延伸段，如图1所示，所述备用管道14包括若干节管道，若干节管道之间进行连通，所述出液口17就设置在备用管道14的延伸段，液体从进液口16进入，沿延伸段流通，再从出液口17流出。并通过第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7、第四阀门8、第五阀门9、第六阀门10和第七阀门11进行选通；当第五阀门9、第六阀门10和第七阀门11关闭，所述第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7和第四阀门8打开时，原液从进液口16进入测量通道1。这样，就可以手动或者自动控制每个管道内原液的流通与断开；在整个实施例中，为了能使原液顺利的进入测量通道1中，测量通道1对原液进行实时测量，所以，当第五阀门9、第六阀门10和第七阀门11关闭，所述第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7和第四阀门8打开时，这样，原液从进液口16进入测量通道1，进入测量通道1内后，压力传感器2、体积流量计3和质量流量计4就会工作，会收集到压力信息、液体体积信息和流量信息并将这些信息传输至通信模块中。

更进一步地，所述压力传感器2输出信号为4-20mA的电流，通过压力传感器2的电源线将信号传递给通信模块，所述体积流量计3和所述质量流量计4输出的信号分别通过RS485信号线传递给通信模块。所述总控模块包括显示模块和控制模块，所述控制模块连接所述显示模块，所述通信模块和所述控制模块集成为一体。

所述通信模块和所述控制模块集成为一体，功能如下：

接收信息和获取信息，接收来自测量模块和井下测量装置的信息，同时可以获取到变频器的运行状态；将以上接收和获取到的信息通过DTU远程发送到后台显示平台；整理获取到的信息并给变频器发送调节指令，调节电机转速，同时实现产液量的动态调节和恒定动液面控制。

电磁阀15连接所述控制模块，所述控制模块内设置压力阈值，当压力传感器2输出的压力信息大于压力阈值时，所述控制模块控制电磁阀15进行工作。

在本实施例中，所述显示模块为后台显示平台，可以是网页形式。于其他实施例中，显示模块采用其他显示设备也可以。

另外，通信模块还可以将压力信息、液体体积信息和流量信息发送给其他智能终端或者是带有相应APP软件的智能终端，工作人员通过相应的智能终端进行查看。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种单井计量系统，用于对油井系统的产出原液进行计量，其特征在于包括测量模块、通信模块和总控模块，所述测量模块包括测量通道系统和测量设备，所述测量通道系统包括进液口、出液口以及测量通道，所述测量设备设置在所述测量通道上，且测量设备的两端分别设有阀门；

所述测量设备采集测量通道的液体体积信息和流量信息，将液体体积信息和流量信息传输至通信模块中，所述通信模块将液体体积信息和流量信息发送至总控模块中，所述总控模块根据液体体积信息和流量信息生成调节指令并发送给变频器，变频器根据调节指令调节油井系统电机的转速，进而实现对产出原液的动态调节。

2.根据权利要求1所述的单井计量系统，其特征在于，所述测量设备包括压力传感器、体积流量计和质量流量计，所述压力传感器、体积流量计和质量流量计分别设置在所述测量通道上，所述体积流量计两端分别设置第一阀门和第二阀门，所述质量流量计两端的分别设置第三阀门和第四阀门；

所述压力传感器、体积流量计和质量流量计的数量分别不少于一个。

3.根据权利要求2所述的单井计量系统，其特征在于，所述体积流量计和质量流量计之间设有电磁阀，所述压力传感器采集压力信息，将压力信息通过通信模块传输至总控模块中，总控模块将所述压力信息进行转换并和总控模块设置的阈值时进行比较，大于阈值时，所述电磁阀进行泄压工作。

4.根据权利要求2所述的单井计量系统，其特征在于，所述测量通道系统还包括第一管道、直通管道和备用管道，所述第一管道、直通管道、备用管道以及测量通道相互连通，所述第一管道连接油井系统的加热管道，所述进液口设置在所述第一管道的一端，所述出液口设置在所述备用管道的延伸段。

5.根据权利要求4所述的单井计量系统，其特征在于，所述备用管道上设有第五阀门，所述直通管道设有第六阀门，所述第一管道和电加热管道之间设有第七阀门，进液口和出液口内部连通第一管道、直通管道、备用管道以及测量通道，并通过第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第七阀门进行选通；

当第五阀门、第六阀门和第七阀门关闭，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开时，原液从进液口进入测量通道。

6.根据权利要求2所述的单井计量系统，其特征在于，所述压力传感器输出信号为4-20mA的电流，通过压力传感器的电源线将信号传递给通信模块，所述体积流量计和所述质量流量计输出的信号分别通过RS485信号线传递给通信模块。

7.根据权利要求1所述的单井计量系统，其特征在于，所述总控模块包括显示模块和控制模块，所述控制模块连接所述显示模块，所述通信模块和所述控制模块集成为一体。

8.根据权利要求7所述的单井计量系统，其特征在于，电磁阀连接所述控制模块，所述控制模块内设置压力阈值，当压力传感器输出的压力信息大于压力阈值时，所述控制模块控制电磁阀进行工作。

9.根据权利要求3所述的单井计量系统，其特征在于，所述总控模块将所述压力信息进行转换的计算公式表示为：

其中，U_ad表示AD采集的电压值，R表示采样电阻，P_max表示压力量程最大值，P_min表示压力量程最小值，I_max表示压力传感器输出电流的最大值，I_min表示压力传感器输出电流最小值。

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