CN213175609U - 一种计重法油井自动计量器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种计重法油井自动计量器，该计量器尤其适于大气量油井计量应用，该计量器由测量罐、储罐、电动阀、差压变送器、自动控制器、气体流量计、止回阀、管汇等组成。在测量罐充液和排液过程中，自动控制器根据差压变送器数值实时测得罐内的液量值，计算出测量罐的单次充、排液时的油井产液量，经过多次测量罐的充液及排液，自动控制器通过积算取得该时间段的油井产液量，并换算为油井的日产液量。在测量罐和储罐之间安装止回阀、气体流量计及连接管线，形成正向气体流动路线，自动控制器对气体流量计数值采集与运算，形成对油井的产气量计量。

Description

一种计重法油井自动计量器

技术领域

本实用新型涉及一种对油井的产液量、产气量进行自动计量的设备及技术，属于油田油井生产计量技术领域。

背景技术

各油田的油井的原油开采，大多已进入了二次采油阶段，很多油井采用气驱 (注入二氧化碳或者氮气)、火驱(井底控制燃烧)、蒸汽驱(注入蒸汽)等方法进行原油举升生产。以上的油井开采方法及过程中，气产量大(气液比大于50)，生产出的原油粘稠度高，在原油中混合的气泡多且不容易分离。该类油井的产液量，若用体积计量的方式误差很大，需要用重量法对油井产液量进行准确测量。

发明内容

本实用新型针对大气量油井的计量问题，提供一种计重方式的油井产液自动计量器，该计量器利用油井产气量大的特点，采用一个罐体存液及快速排空模式反复测量，解决了气驱(注入二氧化碳或者氮气)、火驱(井底控制燃烧)、蒸汽驱(注入蒸汽)等大气量、高粘稠度油井的计量问题，同时具有体积小、结构简单、经济耐用的优点。

本实用新型的计重法油井自动计量器，采用下述技术方案：

计重法油井自动计量器是由两个罐体、电动阀、差压变送器、气体流量计、止回阀及管线、自动控制器、进液管道及出液管道组成，两个罐体为上下结构，进液管道连接上面罐体的顶面，出液管道连接下面罐体的底部，在上面的罐体上安装差压变送器，差压变送器的上端传感器安装在罐体的上部，其下端传感器安装在罐体的底部排液口高度处，底部排液口安装电动阀及管线连接于下面的罐体，两个罐体的上部用管线、止回阀、气体流量计正向连通，同时，两个罐体的上部用管线、止回阀进行逆向连通，各电动器件及仪表均与自动控制器连接。

两个罐体的安装方式为上下结构，上面是测量罐，下面是储罐，两个罐体直接叠放或者分体放置，储罐的容积不小于测量罐容积。

两个罐体的上部用管线连通，连通管通过止回阀形成正向气连通和逆向气连通，从测量罐到储罐为正向气连通，正向气连通管路上安装气体流量计，用于测量油井的气产量；从储罐到测量罐为逆向气连通，逆向气连通是测量罐内的液体排入储罐时，储罐中被挤压的气体会进入测量罐，保证液体的正常顺利流动。

在测量罐的罐体上安装差压变送器，差压变送器配合自动控制器用于测量及计算测量罐内液体的质量。

油井来液从进液管道进入测量罐后，会进行气液分离，液体留在测量罐，气体从正向连通管经过流量计后进入下部的储罐，并推动储罐内的液体从出液管道排走，该过程中，流量计对产气量进行计量。

测量罐的底部安装有电动阀与管线，管线通入储罐，电动阀由自动控制器控制动作；在电动阀关闭的情况下，油井产出的液体从进液管道进入测量罐，由差压变送器配合自动控制器实时测出测量罐内的液体的质量值及相应的时间；待进液量到预先设定的差压变送器数值，自动控制器控制电动阀打开，油井的产气及液体重力，促使测量罐内的液体快速自行排入下部的储罐。

在油井产出的气体的作用下，液体通过储罐底部的出液管道排出至生产干线，储罐仍会整个形成全气体的空间，为接收下一次测量罐的液体做好准备。

测量罐采用立式结构，采用垂直方向上截面积不变的筒形、矩形或方形罐体，测量罐内液体质量的计算公式为：

M＝ΔP*S/98

其中：M—测量罐内液体质量，kg

ΔP—差压变送器测量值，kPa

S—测量罐垂直方向上的截面积，cm²。

在测量罐充液过程中，自动控制器根据差压变送器数值测量出测量罐内的充液的总质量m_i，及本次充液时间t_i；在测量罐排液过程中，自动控制器根据差压变送器数值测出液体排空过程的时间t_i’。

在本次排空时间t_i’内的油井即时流量质量值m_i’按照以下补偿计算：

m_i’＝m_i*(t_i’/t_i)

由此，自动控制器计算出本次时间段内(t_i+t_i’)的液体量：

W_i＝m_i+m_i*(t_i’/t_i)kg

其中：W_i—测量罐在第i次充液及排空中的油井产液总量，kg

m_i---测量罐第i次充液时间段内的测得的液体量，kg

m_i’---测量罐第i次排空时间段内的补偿流量值，kg

t_i---测量罐第i次充液需要的时间，s

t_i’---测量罐第i次排空需要的时间，s

上述为测量罐在一次充液及排液时间中的油井产液量，在T(小时)时间段内，计量器完成了这样的动作n次，油井的T(小时)时间段内的产液量：

W＝∑W_i kg

其中：i＝1,2,3……n。

由此，自动控制器换算出油井日产液量：

Q_d＝(24/T)*(W/1000) t/d

从测量罐到储罐的正向连通管路上安装止回阀和气体流量计，进行油井产气量的测量。

附图说明

图1是本实用新型一种计重法油井自动计量器结构示意图。

其中：1-进液管道、2-测量罐、3-差压变送器、4-自动控制器、5-电动阀、 6-正向连通管、7-止回阀、8-气体流量计、9-逆向连通管、10-止回阀、11-储罐、12-出液管道。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式：

1、进液管道1接通油井来液，出液管道12接入干线。

2、油井来液通过进液管道1进入测量罐2，此时电动阀5处于关闭状态。

3、自动控制器4利用差压变送器3实时测出测量罐2内液量的质量值，并同时测出液体进测量罐的时间值。

4、测量罐2内的进液量达到预设的差压数值，自动控制器4控制电动阀5开启，由于油井气量大，能促使测量罐2内的液体快速流入储罐11，随后从排液管道12连续排走。此时，自动控制器4自动测出测量罐2的排空时间。在测量罐2 内的液体排入储罐11的过程中，液体会挤压储罐内的气体，气体通过逆向连通管9和止回阀10进入测量罐2，保证液体流动不堵塞。

5、测量罐2排液过程中，自动控制器4实时采集差压变送器3的数值，待到数值为0，此时取得本次测量罐2的排空时间，并同时控制电动阀5关闭，测量罐 2进入下一次进液及排液的测量过程。

6、测量罐2内的液体进入储罐11后，气体留存在储罐11上部，液体会在气体的推动下，通过排液管12先排出，储罐11仍会形成是全气体的空间，这样为接收测量罐2的下一次的液体做好了准备。

7、自动控制器4根据差压变送器3的数值计算出测量罐2内的充液的总质量m_i，及本次充液时间t_i；同时测出本次液体排空过程中的时间t_i’。

在本次排空时间t_i’内的油井即时流量质量值m_i’按照以下补偿计算：

m_i’＝m_i*(t_i’/t_i)

由此，自动控制器计算出本次时间段内(t_i+t_i’)的液体量：

W_i＝m_i+m_i*(t_i’/t_i) kg

其中：W_i—测量罐在第i次充液及排空中的油井产液总量，kg

m_i---测量罐第i次充液时间段内的测得的液体总量，kg

m_i’---测量罐第i次排空时间段内的补偿流量值，kg

t_i---测量罐第i次充液需要的时间，s

t_i’---测量罐第i次排空需要的时间，s。

8、上述为测量罐2一次充液及排液时间中的油井产液量计算，在T(小时)时间段内，测量罐2完成了这样的动作n次，油井的T(小时)时间段内的产液量：

W＝∑W_i kg

其中：i＝1,2,3……n。

由此，自动控制器换算出油井日产液量：

Q_d＝(24/T)*(W/1000) t/d。

9、在测量罐2到储罐11之间的正向连通管路6上，装有止回阀7和气体流量计 8，在测量罐2进液的过程中，同时进行油井产气量的测量。

由于气体流量计8是累积标况显示，自动控制器4直接采集气体流量计8 的起、止数值，即可计算该时间段内的气体产量，进而换算日产量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围。凡在本实用新型的技术实质和原则之内所做的任何修改、补充、等同替换等，均仍在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种计重法油井自动计量器，其特征是由测量罐、储罐、电动阀、差压变送器、气体流量计、止回阀及管线、自动控制器、进液管道及出液管道组成；测量罐与储罐为上下结构，测量罐在上，储罐在下；进液管道连接测量罐的顶部，出液管道连接储罐的底部，在测量罐的罐体上安装差压变送器，差压变送器的上端传感器安装在罐体的上部，其下端传感器安装在罐体的底部排液口高度处，测量罐底部的排液口安装电动阀及管线，并连接储罐；测量罐和储罐的上部用管线、止回阀、气体流量计进行正向连通及用管线、止回阀进行逆向连通；各电动器件及仪表均与自动控制器连接。

2.根据权利要求1所述的计重法油井自动计量器，其特征是储罐的容积不小于测量罐的容积。

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