CN210660061U - 一种三相计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三相计量装置，所述装置包括两个立式分离器和一个卧式分离器，所述两个立式分离器平行间隔设置，通过管道连接；所述卧式分离器位于两个立式分离器的顶部，两个立式分离器的顶部均与卧式分离器相通，构成两个连接部，所述两个连接部之间的卧式分离器部分设有分离板。本实用新型通过立式分离器和卧式分离器的组合以及分离板的设置，实现原油中气液两相的高效分离，便于油水气的精确计量；所述装置结构简单，操作简便，可实现自动化操作，而且可单独输出气相和液相，方便后续直接利用。

Description

一种三相计量装置

技术领域

本实用新型属于多相流计量技术领域，涉及一种三相计量装置。

背景技术

油田采出量是油田开发的基础数据，因此原油的井口计量是必不可少的一项操作，油田中采出的原油通常包括油、水、气三相，对于原油产量、天然气产量、含水率的测量，是油田前线每天需要的数据，需要根据井口数据制定生产计划，因此，井口计量的准确性是十分重要的。

为了实现各相的准确计量，首先气液两相的分离是必不可少的，既可以准确测出产气量和产液量，又便于后续液相中油水两相的测量。因此，气液两相的分离程度是影响计量精确度的重要因素之一。而目前各油田常用的三相计量装置，往往存在其局限性，如计量准确性不高，油气分离不彻底等问题。

CN 103982170A公开了一种中小液量、大气量油井三相计量装置，主要包括气液旋流分离器、稳流器、气路缓冲罐、气路计量流量计、翻斗流量计、差压变送器。气液旋流分离器主要完成气液分离工作，稳流器主要实现气液缓冲稳流、分离油水中残余气体，气路缓冲罐则是实现将气中的油水进行二次分离；所述三相计量装置结构组成较为复杂，装置成本较高，且适用测量的油气范围窄。

CN 206830163U公开了一种多井切换油水气三相计量系统，包括多通道阀、计量装置和控制装置，所述多通道阀包括用于检测连接到所述计量输出管的油井的感应装置及用于切换连接到所述计量输出管的油井的选位电机，所述计量装置包括气液分离罐、超声波流量计和质量流量计，所述气液分离罐的入口与所述多通道阀的计量输出管通过进液管连接。该装置主要是对计量系统的进料进行改进以实现多井切换，对多个采油井进行计量，但并未对如何更好地实现气液分离进行改进。

综上所述，原油井口的三相计量装置还需要从提高气液分离程度，以实现准确计量方面进行改进，同时尽量简化装置，避免设计过于复杂。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种三相计量装置，所述装置通过分离器的组合以及分离板的设置，可以实现原油中气液两相的高效分离，便于油水气的精确计量；所述装置结构简单，操作简便，可实现自动化操作。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种三相计量装置，所述装置包括两个立式分离器和一个卧式分离器，所述两个立式分离器平行间隔设置，通过管道连接；

所述卧式分离器位于两个立式分离器的顶部，两个立式分离器的顶部均与卧式分离器相通，构成两个连接部，所述两个连接部之间的卧式分离器部分设有分离板。

本实用新型中，所述三相计量装置中，能够实现气液两相的有效分离，是实现精确测量的基础，通过采用立式分离器和卧式分离器的组合，先利用重力作用将气液两相初步分离，再通过分离板的作用，将含油气相进行降速、过滤，进一步分离出液相，使气液两相达到较好的分离效果，有助于油、气以及油相中含水率的精确测量，分离的气液两相也便于直接利用。

本实用新型中，立式分离器和卧式分离器的组合设置，可以选择立式分离器的顶部不封口，直接与卧式分离器相通，也可以选择连接部为管道连接。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述卧式分离器的一端设有原油进口，另一端的上部设有气相出口。

作为本实用新型优选的技术方案，所述卧式分离器的顶部设有安全阀。

本实用新型中，卧式分离器是所述三相计量装置的重要组成，开采的原油经管道进入后，在卧式分离器中经过两级气液分离，气相从另一端的出口离开进行气相计量，通过设置安全阀避免分离器内压力过高带来的风险。

作为本实用新型优选的技术方案，所述分离板为多孔分离板，所述分离板的数量至少为一个，例如一个、两个、三个、四个、五个或六个等。

本实用新型中，分离板为多孔结构且设置多层，既能够起到对油气的降速作用，将油分粘附到分离板上，沿油气的流动方向，分离板的孔径依次减小，便于对油分的层级过滤，分离板数量的选择则根据原油中气液两相的相对含量以及分离的难易程度来调节。

所述分离板的形状设置为弧形或者平板倾斜设置，以便于分离下来的油分沿分离板流下，再进入立式分离器。

作为本实用新型优选的技术方案，所述两个立式分离器的中部和底部均采用一条直管道连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述两个立式分离器内均设有液位计。

本实用新型中，两个立式分离器通过直管道连接，大部分油分是直接进入原油进口一侧的立式分离器中的，通过两者间的管道进行连通，平衡两者液位，经过分离板分离下来的油分则流入原油进口一侧的立式分离器中。两个立式分离器中均设置液位计，通过液位的变化，调节出口阀门的开度。

本实用新型中，两个立式分离器中的液位计可独立地选择磁翻板液位计、双法兰差压液位计、浮球液位开关或磁致伸缩液位计中任意一种，设置于立式分离器的外侧。

作为本实用新型优选的技术方案，所述两个立式分离器分别为第一立式分离器和第二立式分离器，其中位于卧式分离器原油进口一端的立式分离器为第一立式分离器，位于卧式分离器气相出口一端的立式分离器为第二立式分离器；

所述第二立式分离器的下部设有液相出口。

本实用新型中，立式分离器前“第一”、“第二”的表述，并不是对立式分离器的结构或样式做出限定，只是对不同位置的立式分离器做出区分。

作为本实用新型优选的技术方案，所述装置还包括气相管线和液相管线，所述气相管线与卧式分离器的气相出口相连，所述液相管线与第二立式分离器的液相出口相连。

作为本实用新型优选的技术方案，所述气相管线上沿气体流向依次设有超声波流量计和止回阀。

作为本实用新型优选的技术方案，所述液相管线上设有质量流量计和调节阀。

本实用新型中，气液两相分离后分别进入气相管线和液相管线，气相管线上设置超声波流量计计量天然气等气相的流量，液相管线上设置质量流量计计量液相的流量，同时也可测得液相的含水率，从而得出油、水两相的流量。

气相管线上还设置单向止回阀，避免在卧式分离器气相压力较低时气相回流，影响气相的计量。

本实用新型中，所述三相计量装置的运行过程为：原油从原油进口流入后，大部分原油由于重力作用流入第一立式分离器，原油中的气体从顶部卧式分离器内流经分离板时，从第一层到最后一层，逐级进行过滤，层层过滤后，油气会转变为液态，流向第二立式分离器，经过层层滤板后的天然气经过气相管线流出并计量。原油从原油进口进入后，流入第一立式分离器中，随着液位的升高，通过两个立式分离器间的管道流向第二立式分离器，从第二立式分离器的液相出口流出。当立式分离器中液位高度到达预设高度后，输出信号给控制器，控制器打开液相管线阀门，调节开度，使液管线流量流出速度与原油进口速度一致，液位保持平衡；当液位低于预设高度时，逐渐调小阀门，当液位低于低限时，关闭阀门，上述过程循环执行，实现原油的气液分离及三相计量。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过立式分离器和卧式分离器的组合以及分离板的设置，实现原油中气液两相的高效分离，分离效率可以达到98％以上，便于油水气的精确计量；

(2)本实用新型所述装置结构简单，操作简便，可实现自动化操作，而且可单独输出气相和液相，方便后续直接利用。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的三相计量装置的结构示意图；

其中，1-卧式分离器，2-立式分离器，21-第一立式分离器，22-第二立式分离器，3-分离板，4-液位计，5-气相管线，6-液相管线，7-超声波流量计，8-止回阀，9-质量流量计，10-调节阀。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明，但下述的实施例仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。

本实用新型具体实施方式部分提供了一种三相计量装置，所述装置包括两个立式分离器2和一个卧式分离器1，所述两个立式分离器2平行间隔设置，通过管道连接；

所述卧式分离器1位于两个立式分离器2的顶部，两个立式分离器2的顶部均与卧式分离器1相通，构成两个连接部，所述两个连接部之间的卧式分离器1部分设有分离板3。

以下为本实用新型典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种三相计量装置，所述装置的结构示意图如图1所示，包括两个立式分离器2和一个卧式分离器1，所述两个立式分离器2平行间隔设置，通过管道连接；

所述卧式分离器1位于两个立式分离器2的顶部，两个立式分离器2的顶部均与卧式分离器1相通，构成两个连接部，所述两个连接部之间的卧式分离器1部分设有分离板3。

所述卧式分离器1的一端设有原油进口，另一端的上部设有气相出口，顶部设有安全阀。

所述分离板3为多孔分离板，所述分离板3的数量为5个。

所述两个立式分离器2的中部和底部均采用一条直管道连接，两个立式分离器上均设有液位计4，所述液位计4为磁翻板液位计。

所述两个立式分离器2分别为第一立式分离器21和第二立式分离器22，其中位于卧式分离器1原油进口一端的立式分离器为第一立式分离器21，位于卧式分离器1气相出口一端的立式分离器为第二立式分离器22；所述第二立式分离器22的下部设有液相出口。

所述装置还包括气相管线5和液相管线6，所述气相管线5与卧式分离器1的气相出口相连，所述液相管线6与第二立式分离器22的液相出口相连。

所述气相管线5上沿气体流向依次设有超声波流量计7和止回阀8；所述液相管线6上设有质量流量计9和调节阀10。

实施例2：

本实施例提供了一种三相计量装置，所述装置包括两个立式分离器2和一个卧式分离器1，所述两个立式分离器2平行间隔设置，通过管道连接；

所述卧式分离器1位于两个立式分离器2的顶部，两个立式分离器2的顶部均与卧式分离器1相通，构成两个连接部，所述两个连接部之间的卧式分离器1部分设有分离板3。

所述卧式分离器1的一端设有原油进口，另一端的上部设有气相出口，顶部设有安全阀。

所述分离板3为多孔分离板，所述分离板3的数量为3个。

所述两个立式分离器2的底部采用一条直管道连接，两个立式分离器上均设有液位计4，所述液位计4为磁致伸缩液位计。

所述两个立式分离器2分别为第一立式分离器21和第二立式分离器22，其中位于卧式分离器1原油进口一端的立式分离器为第一立式分离器21，位于卧式分离器1气相出口一端的立式分离器为第二立式分离器22；所述第二立式分离器22的下部设有液相出口。

所述装置还包括气相管线5和液相管线6，所述气相管线5与卧式分离器1的气相出口相连，所述液相管线6与第二立式分离器22的液相出口相连。

所述气相管线5上沿气体流向依次设有超声波流量计7和止回阀8；所述液相管线6上设有质量流量计9和调节阀10。

采用上述实施例中的三相计量装置进行原油的三相计量，其操作流程为：原油从原油进口流入后，大部分原油由于重力作用流入第一立式分离器21，原油中的气体从顶部卧式分离器1内流经分离板3时，从第一层到最后一层，逐级进行过滤，层层过滤后，油气会转变为液态，流向第二立式分离器22，经过层层滤板后的气相经过气相管线5流出并采用超声波流量计7计量；原油从原油进口进入后，流入第一立式分离器21中，随着液位的升高，通过两个立式分离器2间的管道流向第二立式分离器22，从第二立式分离器22的液相出口流出，经过液相管线6并采用质量流量计9计量，并测量其含水率，气液分离效率可达到98％以上。

当立式分离器2中的液位高度到达预设高度后，输出信号给控制器，控制器打开液相管线6阀门，调节开度，使液相管线6中的流出速度与原油进口速度一致，液位保持平衡；当液位低于预设高度时，逐渐调小阀门，当液位低于低限时，关闭阀门，上述过程循环执行，实现原油的气液分离及三相计量。

对比例1：

本对比例提供了一种三相计量装置，所述装置的结构参照实施例1中的结构，区别仅在于：所述卧式分离器1中不设置分离板3。

本对比例中，由于卧式分离器中不设置分离板，原油经过重力分离后，沿卧式分离器流动，含油气相直接从气相出口流出，气液分离效率显著降低，仅为60％左右，造成原油中油水气的测量不精确。

综合上述实施例和对比例可以看出，本实用新型通过立式分离器和卧式分离器的组合以及分离板的设置，实现原油中气液两相的高效分离，分离效率可以达到98％以上，便于油水气的精确计量；所述装置结构简单，操作简便，可实现自动化操作，而且可单独输出气相和液相，方便后续直接利用。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细装置，但本实用新型并不局限于上述详细装置，即不意味着本实用新型必须依赖上述装置才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型装置的等效替换及辅助结构的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种三相计量装置，其特征在于，所述装置包括两个立式分离器和一个卧式分离器，所述两个立式分离器平行间隔设置，通过管道连接；

所述卧式分离器位于两个立式分离器的顶部，两个立式分离器的顶部均与卧式分离器相通，构成两个连接部，所述两个连接部之间的卧式分离器部分设有分离板。

2.根据权利要求1所述的三相计量装置，其特征在于，所述卧式分离器的一端设有原油进口，另一端的上部设有气相出口。

3.根据权利要求2所述的三相计量装置，其特征在于，所述卧式分离器的顶部设有安全阀。

4.根据权利要求1所述的三相计量装置，其特征在于，所述分离板为多孔分离板，所述分离板的数量至少为一个。

5.根据权利要求1所述的三相计量装置，其特征在于，所述两个立式分离器的中部和底部均采用一条直管道连接。

6.根据权利要求1所述的三相计量装置，其特征在于，所述两个立式分离器上均设有液位计。

7.根据权利要求2所述的三相计量装置，其特征在于，所述两个立式分离器分别为第一立式分离器和第二立式分离器，其中位于卧式分离器原油进口一端的立式分离器为第一立式分离器，位于卧式分离器气相出口一端的立式分离器为第二立式分离器；

所述第二立式分离器的下部设有液相出口。

8.根据权利要求7所述的三相计量装置，其特征在于，所述装置还包括气相管线和液相管线，所述气相管线与卧式分离器的气相出口相连，所述液相管线与第二立式分离器的液相出口相连。

9.根据权利要求8所述的三相计量装置，其特征在于，所述气相管线上沿气体流向依次设有超声波流量计和止回阀。

10.根据权利要求8所述的三相计量装置，其特征在于，所述液相管线上设有质量流量计和调节阀。

Images