CN210798944U - 一种高精度可变式油气水三相计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的属于油气田开发技术领域，具体为一种高精度可变式油气水三相计量装置，包括：电动球阀一、除砂器和电动球阀二，所述除砂器的入口固定安装第一管路，所述第一管路的中部螺接所述电动球阀一，所述除砂器的出口分支连接第五管路和第二管路，所述第二管路和所述第五管路的左侧端分别安装电动球阀三和所述电动球阀二，所述第五管路分支连接第六管路和第七管路，所述第六管路的中部螺接有电动球阀五，所述第六管路固定连接有第一旋流分离器，该实用新型实现了油气水一级分离计量、二级分离计量、并联分离计量、分离器备用等功能，适应于不同流量波动、气液比波动等不同工况，同时提高计量精确性的综合效果。

Description

一种高精度可变式油气水三相计量装置

技术领域

本实用新型涉及油气田开发技术领域，具体为一种高精度可变式油气水三相计量装置。

背景技术

原油产量是采油厂每年需要完成的重要生产任务指标，原油产量计量工作是采油厂、采油管理区、基层班站的一项重要工作，是掌握生产运行动态，指导生产运行管理的关键，油田单井计量是油田各项计量中工作量最大最繁琐的一项基础工作，油井产量计量是掌握油井的生产动态、分析储层的变化情况、科学地制定油田开发方案的重要依据。计量是油田生产管理中的一项重要工作，计量采集的数据主要用于油田生产过程中的油井产量计算、储量控制和生产管理，其计量准确与否直接影响到第一手资料的真实性、准确性和可靠性，从而影响到油田的合理开发部署和经济效益，尤其是对油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。

为计量油井的油气水产量，孔祥敏等人提出了一种宽量程单井油气计量装置(孔祥敏,叶帆,廖冲春,等.宽量程单井油气计量系统设计[J].化学工程与装备,2014(11):121-122.)。采用计量分离器将气液分离，分别用气体流量计和液体流量计计量气体和液体的流量。其存在的主要问题是，该计量装置具有较低的适用性和可变性，当气液比较高时，一级分离难以达到气液完全分离的状态，对计量结果产生较大的影响；随着油田的不断开发，单井产量也在不断波动，且每口井的产量也存在很大差异，当产量过大或过小时，会造成设备超负荷和利用率低的结果；当计量分离器出现故障时，该计量装置则无法正常运行。油井产出物内含有砂、杂质等固体颗粒，直接进入计量分离器时，会对分离器进行冲蚀损坏，也会冲蚀损坏液体流量计等，同时固体颗粒在一定程度上会影响液体流量计的计量，降低计量结果的准确性。在计量分离器内，气体被分离后会带有一定的小雾滴，该装置未对气相内的小雾滴进行处理，导致部分液体不断被携带走而未被计量，同时也会影响气体流量计的计量精度。

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可一级分离、可二级分离、可并联分离、分离器可备用、适用性强、可变度高、计量精确、砂预分离、设备不受冲蚀、性能稳定、设备利用率高的油气水三相计量装置。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有高精度可变式油气水三相计量装置中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供高精度可变式油气水三相计量装置，实现油气水一级分离计量、二级分离计量、并联分离计量、分离器备用等功能，适应于不同流量波动、气液比波动等不同工况，同时提高计量精确性。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种高精度可变式油气水三相计量装置，包括：电动球阀一、除砂器和电动球阀二，所述除砂器的入口固定安装第一管路，所述第一管路的中部螺接所述电动球阀一，所述除砂器的出口分支连接第五管路和第二管路，所述第二管路和所述第五管路的左侧端分别安装电动球阀三和所述电动球阀二，所述第五管路分支连接第六管路和第七管路，所述第六管路的中部螺接有电动球阀五，所述第六管路固定连接有第一旋流分离器，所述第一旋流分离器的底部固定连接第三管路，所述第三管路的中部螺接电动球阀四，所述第三管路的底部与所述第二管路相贯通连接，所述第七管路的另一端与所述第二管路相贯通连接，所述第七管路的左右两侧端分别安装有电动球阀六和电动球阀十，所述第七管路的中部贯通连接第十一管路，所述第十一管路的中部螺接有电动球阀十三，所述电动球阀十三的右侧端贯通连接有第二旋流分离器，所述第二旋流分离器的底部贯通连接有第四管路，所述第四管路的中部螺接有电动球阀十二，所述第四管路的底端与所述第二管路贯通连接，所述第十一管路和所述第四管路与所述第二管路的连接处的中段螺接有电动球阀十一，所述第二管路的右侧端从左到右依次贯通连接有质量流量计、混合器和电动球阀十四，所述第一旋流分离器的顶部贯通连接有第八管路，所述第八管路的右侧端与所述电动球阀十四贯通连接，所述第八管路的左侧端贯通连接第一捕雾器，所述第八管路的中部贯通连接有第九管路和第十管路，所述第十管路的中部安装有电动球阀九和第二捕雾器，所述第二捕雾器位于所述电动球阀九的下方，所述第十管路的底部与所述第二旋流分离器相贯通连接，所述第九管路与所述第二捕雾器下方的第十管路相贯通连接，所述第九管路的中部螺接有电动球阀八，所述电动球阀八和所述电动球阀九与所述第八管路的连接处的中段螺接有电动球阀七，所述第八管路的右侧端固定安装有孔板流量计，所述孔板流量计位于所述电动球阀九与所述第八管路的连接处的右侧。

作为本实用新型所述的高精度可变式油气水三相计量装置的一种优选方案，其中：所述质量流量计为用超声流量计和密度计的组合。

作为本实用新型所述的高精度可变式油气水三相计量装置的一种优选方案，其中：所述孔板流量计为MH6150孔板流量计。

作为本实用新型所述的高精度可变式油气水三相计量装置的一种优选方案，其中：所述第一旋流分离器和所述第二旋流分离器均为旋流离心分离器。

作为本实用新型所述的高精度可变式油气水三相计量装置的一种优选方案，其中：所述除砂器为旋流除砂器。

作为本实用新型所述的高精度可变式油气水三相计量装置的一种优选方案，其中：所述混合器为管道混合器、汽水混合器、漩涡混合器、气液混合器和静态混合器中的一种。

作为本实用新型所述的高精度可变式油气水三相计量装置的一种优选方案，其中：所述第一旋流分离器和所述第二旋流分离器的顶部分别连接所述第一捕雾器和所述第二捕雾器，经过所述第一捕雾器后的气体再次进入所述第二捕雾器进行处理。

与现有技术相比：采用除砂器对油井采出物进行除砂，防止砂颗粒对设备进行冲蚀，设置多个阀门及管路，通过阀门的开关控制及管路的相互连接可实现油气水一级分离计量、二级分离计量、并联分离计量、分离器备用等功能，适应于不同流量波动、气液比波动等不同工况。在两个旋流分离器顶部均设置捕雾器，可捕获气体中的小雾滴，经过第一捕雾器后的气体可再次进入第二捕雾器进行处理，提高计量精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，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方式，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它的附图。其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1电动球阀一、2除砂器、3电动球阀二、4电动球阀三、5电动球阀四、6第一旋流分离器、7电动球阀五、8电动球阀六、9第一捕雾器、10电动球阀七、11电动球阀八、12电动球阀九、13第二捕雾器、14孔板流量计、15 电动球阀十、16电动球阀十一、17电动球阀十二、18第二旋流分离器、19电动球阀十三、20质量流量计、21混合器、22电动球阀十四、23第一管路、24 第二管路、25第三管路、26第四管路、27第五管路、28第六管路、29第七管路、30第八管路、31第九管路、32第十管路、33第十一管路。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种高精度可变式油气水三相计量装置，实现油气水一级分离计量、二级分离计量、并联分离计量、分离器备用等功能，适应于不同流量波动、气液比波动等不同工况，同时提高计量精确性，请参阅图1，电动球阀一1、除砂器2和电动球阀二3，所述除砂器2的入口固定安装第一管路23，所述除砂器2为旋流除砂器，所述第一管路23的中部螺接所述电动球阀一1，所述除砂器2的出口分支连接第五管路27和第二管路24，所述第二管路24和所述第五管路27的左侧端分别安装电动球阀三4和所述电动球阀二3，所述第五管路27分支连接第六管路28和第七管路29，所述第六管路28的中部螺接有电动球阀五7，所述第六管路28固定连接有第一旋流分离器6，所述第一旋流分离器6的底部固定连接第三管路25，所述第三管路25的中部螺接电动球阀四5，所述第三管路25的底部与所述第二管路24相贯通连接，所述第七管路29的另一端与所述第二管路24相贯通连接，所述第七管路29的左右两侧端分别安装有电动球阀六8和电动球阀十15，所述第七管路29的中部贯通连接第十一管路 33，所述第十一管路33的中部螺接有电动球阀十三19，所述电动球阀十三19 的右侧端贯通连接有第二旋流分离器18，所述第一旋流分离器6和所述第二旋流分离器18均为旋流离心分离器，所述第二旋流分离器18的底部贯通连接有第四管路26，所述第四管路26的中部螺接有电动球阀十二17，所述第四管路 26的底端与所述第二管路24贯通连接，所述第十一管路33和所述第四管路26 与所述第二管路24的连接处的中段螺接有电动球阀十一16，所述第二管路24 的右侧端从左到右依次贯通连接有质量流量计20、混合器21和电动球阀十四 22，所述混合器21为管道混合器、汽水混合器、漩涡混合器、气液混合器和静态混合器中的一种，所述质量流量计20为用超声流量计和密度计的组合，所述第一旋流分离器6的顶部贯通连接有第八管路30，所述第八管路30的右侧端与所述电动球阀十四22贯通连接，所述第八管路30的左侧端贯通连接第一捕雾器9，所述第八管路30的中部贯通连接有第九管路31和第十管路32，所述第十管路32的中部安装有电动球阀九12和第二捕雾器13，所述第二捕雾器13位于所述电动球阀九12的下方，所述第十管路32的底部与所述第二旋流分离器 18相贯通连接，所述第九管路31与所述第二捕雾器13下方的第十管路32相贯通连接，所述第九管路31的中部螺接有电动球阀八11，所述电动球阀八11和所述电动球阀九12与所述第八管路30的连接处的中段螺接有电动球阀七10，所述第八管路30的右侧端固定安装有孔板流量计14，孔板流量计14位于电动球阀九12与第八管路30的连接处的右侧，孔板流量计14为MH6150孔板流量计，第一旋流分离器6和第二旋流分离器18的顶部分别连接第一捕雾器9和第二捕雾器13，经过第一捕雾器9后的气体再次进入第二捕雾器13进行处理。

一级分离计量：关闭所有阀门。打开电动球阀一1、电动球阀二3、电动球阀五7、电动球阀七10、电动球阀四5、电动球阀十一16、电动球阀十四22。除砂器2、第一旋流分离器6、第一捕雾器9、孔板流量计14、质量流量计20、混合器21处于工作状态。单井产出物通过电动球阀一1流入除砂器2内进行除砂，然后从除砂器2的出口流出，经过电动球阀二3和电动球阀五7，进入第一旋流分离器6。油气水在第一旋流分离器6内进行分离。第一旋流分离器6分离出的气体从第一旋流分离器6的气体出口流出进入第一捕雾器9，然后通过电动球阀七10进入孔板流量计14进行气体流量计量，最后进入混合器21与液相混合。第一旋流分离器6分离出的油水通过电动球阀四5、电动球阀十一16进入质量流量计20进行油和水的流量计量，最后进入混合器21与气相混合。经过混合器21混合后的油气水通过电动球阀十四22外输。一级分离计量适用于开发前期气液比不高、开发后期气液比下降、一级分离气体和液体即可分离等工况。

二级分离计量：关闭所有阀门。打开电动球阀一1、电动球阀二3、电动球阀五7、电动球阀四5、电动球阀十15、电动球阀十三19、电动球阀十二17、电动球阀八11、电动球阀九12、电动球阀十四22。所有设备均处于工作状态。单井产出物通过电动球阀一1流入除砂器2内进行除砂，然后从除砂器2的出口流出，经过电动球阀二3和电动球阀五7进入第一旋流分离器6。油气水在第一旋流分离器6内进行分离。第一旋流分离器6分离出的气体从第一旋流分离器6的气体出口流出进入第一捕雾器9，然后经过电动球阀八11进入第二捕雾器13进行处理。第一旋流分离器6分离出的油水通过电动球阀四5、电动球阀十15、电动球阀十三19进入第二旋流分离器18进行二次分离。第二旋流分离器18分离出的气体从气体出口进入第二捕雾器13。经第二捕雾器13处理后的气体通过电动球阀九12进入孔板流量计14进行气体流量计量，最后进入混合器21与液相混合。第二旋流分离器18分离出的油水通过电动球阀十二17进入质量流量计20进行油和水的流量计量，最后进入混合器21与气相混合。经过混合器21混合后的油气水通过电动球阀十四22外输。二级分离计量适用于开发中期气液比较高，一级分离无法满足计量条件的工况。

并联分离计量：关闭所有阀门。打开电动球阀一1、电动球阀二3、电动球阀五7、电动球阀六8、电动球阀十三19、电动球阀四5、电动球阀十一16、电动球阀十二17、电动球阀七10、电动球阀九12、电动球阀十四22。所有设备均处于工作状态。单井产出物通过电动球阀一1流入除砂器2内进行除砂，然后从除砂器2的出口流出。一部分流体经过电动球阀二3和电动球阀五7进入第一旋流分离器6进行油气水分离；另一部分流体经过电动球阀二3、电动球阀六8、电动球阀十三19进入第二旋流分离器18进行油气水分离。第一旋流分离器6分离出的气体从其气体出口流出，进入第一捕雾器9进行处理，然后通过电动球阀七10进入孔板流量计14。第一旋流分离器6分离出的油水从其油水出口通过电动球阀四5、电动球阀十一16进入质量流量计20。第二旋流分离器18 分离出的气体从其气体出口流出，进入第二捕雾器13进行处理，然后通过电动球阀九12进入孔板流量计14。第二旋流分离器18分离出的油水从其油水出口通过电动球阀十二17进入质量流量计20。经过孔板流量计14计量后的气体和经过质量流量计20计量后的油水均进入混合器21进行混合。经过混合器21混合后的油气水通过电动球阀十四22外输。由于井场采用轮井计量，存在部分井产量较大、部分井产量较小的情况，并联分离计量适用于单井流量较大、单个分离装置无法完成的工况。

第一旋流分离器6故障，第二旋流分离器18备用计量：关闭所有阀门。打开电动球阀一1、电动球阀二3、电动球阀六8、电动球阀十三19、电动球阀十二17、电动球阀九12、电动球阀十四22。除砂器2、第二旋流分离器18、第二捕雾器13、孔板流量计14、质量流量计20、混合器21处于工作状态。单井产出物通过电动球阀一1流入除砂器2内进行除砂，然后从除砂器2的出口流出，经过电动球阀二3、电动球阀六8、电动球阀十三19进入第二旋流分离器18。油气水在第二旋流分离器18内进行分离。第二旋流分离器18分离出的气体从第二旋流分离器18的气体出口流出进入第二捕雾器13，然后通过电动球阀九 12进入孔板流量计14进行气体流量计量，最后进入混合器21与液相混合。第二旋流分离器18分离出的油水通过电动球阀十二17进入质量流量计20进行油和水的流量计量，最后进入混合器21与气相混合。经过混合器21混合后的油气水通过电动球阀十四22外输。此流程适用于第一旋流分离器6故障，第二旋流分离器18备用计量的工况。

第二旋流分离器18故障，第一旋流分离器6备用计量：关闭所有阀门。打开电动球阀一1、电动球阀二3、电动球阀五7、电动球阀七10、电动球阀四5、电动球阀十一16、电动球阀十四22。除砂器2、第一旋流分离器6、第一捕雾器9、孔板流量计14、质量流量计20、混合器21处于工作状态。单井产出物通过电动球阀一1流入除砂器2内进行除砂，然后从除砂器2的出口流出，经过电动球阀二3和电动球阀五7进入第一旋流分离器6。油气水在第一旋流分离器 6内进行分离。第一旋流分离器6分离出的气体从第一旋流分离器6的气体出口流出进入第一捕雾器9，然后通过电动球阀七10进入孔板流量计14进行气体流量计量，最后进入混合器21与液相混合。第一旋流分离器6分离出的油水通过电动球阀四5、电动球阀十一16进入质量流量计20进行油和水的流量计量，最后进入混合器21与气相混合。经过混合器21混合后的油气水通过电动球阀十四22外输。此流程适用于第二旋流分离器18故障，第一旋流分离器6备用计量的工况。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，包括：电动球阀一(1)、除砂器(2)和电动球阀二(3)，所述除砂器(2)的入口固定安装第一管路(23)，所述第一管路(23)的中部螺接所述电动球阀一(1)，所述除砂器(2)的出口分支连接第五管路(27)和第二管路(24)，所述第二管路(24)和所述第五管路(27)的左侧端分别安装电动球阀三(4)和所述电动球阀二(3)，所述第五管路(27)分支连接第六管路(28)和第七管路(29)，所述第六管路(28)的中部螺接有电动球阀五(7)，所述第六管路(28)固定连接有第一旋流分离器(6)，所述第一旋流分离器(6)的底部固定连接第三管路(25)，所述第三管路(25)的中部螺接电动球阀四(5)，所述第三管路(25)的底部与所述第二管路(24)相贯通连接，所述第七管路(29)的另一端与所述第二管路(24)相贯通连接，所述第七管路(29)的左右两侧端分别安装有电动球阀六(8)和电动球阀十(15)，所述第七管路(29)的中部贯通连接第十一管路(33)，所述第十一管路(33)的中部螺接有电动球阀十三(19)，所述电动球阀十三(19)的右侧端贯通连接有第二旋流分离器(18)，所述第二旋流分离器(18)的底部贯通连接有第四管路(26)，所述第四管路(26)的中部螺接有电动球阀十二(17)，所述第四管路(26)的底端与所述第二管路(24)贯通连接，所述第十一管路(33)和所述第四管路(26)与所述第二管路(24)的连接处的中段螺接有电动球阀十一(16)，所述第二管路(24)的右侧端从左到右依次贯通连接有质量流量计(20)、混合器(21)和电动球阀十四(22)，所述第一旋流分离器(6)的顶部贯通连接有第八管路(30)，所述第八管路(30)的右侧端与所述电动球阀十四(22)贯通连接，所述第八管路(30)的左侧端贯通连接第一捕雾器(9)，所述第八管路(30)的中部贯通连接有第九管路(31)和第十管路(32)，所述第十管路(32)的中部安装有电动球阀九(12)和第二捕雾器(13)，所述第二捕雾器(13)位于所述电动球阀九(12)的下方，所述第十管路(32)的底部与所述第二旋流分离器(18)相贯通连接，所述第九管路(31)与所述第二捕雾器(13)下方的第十管路(32)相贯通连接，所述第九管路(31)的中部螺接有电动球阀八(11)，所述电动球阀八(11)和所述电动球阀九(12)与所述第八管路(30)的连接处的中段螺接有电动球阀七(10)，所述第八管路(30)的右侧端固定安装有孔板流量计(14)，所述孔板流量计(14)位于所述电动球阀九(12)与所述第八管路(30)的连接处的右侧。

2.根据权利要求1所述的一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，所述质量流量计(20)为用超声流量计和密度计的组合。

3.根据权利要求1所述的一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，所述孔板流量计(14)为MH6150孔板流量计。

4.根据权利要求1所述的一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，所述第一旋流分离器(6)和所述第二旋流分离器(18)均为旋流离心分离器。

5.根据权利要求1所述的一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，所述除砂器(2)为旋流除砂器。

6.根据权利要求1所述的一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，所述混合器(21)为管道混合器、汽水混合器、漩涡混合器、气液混合器和静态混合器中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种高精度可变式油气水三相计量装置，其特征在于，所述第一旋流分离器(6)和所述第二旋流分离器(18)的顶部分别连接所述第一捕雾器(9)和所述第二捕雾器(13)，经过所述第一捕雾器(9)后的气体再次进入所述第二捕雾器(13)进行处理。

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