CN213775352U

CN213775352U - 油气水精确计量装置

Info

Publication number: CN213775352U
Application number: CN202022761062.8U
Authority: CN
Inventors: 刘伟珺; 刘洪海; 王文远
Original assignee: Puyang City Acer Weitian Jie Environmental Equipment Co ltd
Current assignee: Puyang City Acer Weitian Jie Environmental Equipment Co ltd
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2030-11-25

Abstract

本实用新型涉及到石油化工设备领域，具体涉及到油气水精确计量装置。包括计量罐，计量罐上部固定有与其连通的流体进管和气体出管，计量罐下部固定有与其连通的液体出管和排污管，流体进管上安装有流体进口电动阀和流体进口手动阀，气体出管上安装有气体出口电动阀和气体流量计，液体出管上安装有液体出口电动阀、排液泵、单向截止阀和液体出口手动阀，液体出管与流体进管通过旁通管连通，旁通管上安装有旁通电动阀，计量罐上端安装有压力计和液位计，计量罐上安装有差压计。本实用新型，结构合理、计量时间短、计量过程简单、计量和计算结果准确、成本低、安装简单、有助于及时掌握油井生产动态。

Description

油气水精确计量装置

技术领域

本实用新型涉及到石油化工设备领域，具体涉及到油气水精确计量装置。

背景技术

随着技术的发展以及油田管理和降低人工劳动强度，提高生产效率的需要，相继出现了许多可以对油井油、气、水产量进行综合测量的计量装置。

三相分离计量：三相分离计量是把油、气、水分离后分别计量，分离后的原油含水较低(一般在30％以下)，原油测量误差降低，不受油井含水率的影响。但是，要想把特高含水的原油分离成低含水原油并进行计量，工艺技术十分复杂，而且数量很大的游离水经常携带一部分原油，造成很大误差，且所需设备仪表多、投资大、管理操作难度大、维修费用高。

两相分离计量：两相分离计量是将油井采出液分离成气体和液体，然后对其进行计量。两相分离计量设备主要由两相分离器、气体流量计、液体流量计、含水分析仪等组成。气体流量计和液体流量计计量油井的产气量和产液量，含水分析仪测量分离出液体的含水率。由此计算出油、气、水产量。另一种计量设备由两相分离器、质量流量计和气体流量计组成。质量流量计测量分离出的液量，并计算出其中的含水率，从而测量出油井的油、气、水的产量。这种计量装置投资较少，操作简单，在我国获得了较多应用。

不分离计量：不分离计量是不分离油井采出液，将文丘里管、密度计或不同流量传感器结合起来计量气体和液体的流量，液体部分用γ射线密度计、电容微波水含量监控仪来确定油和水的含量，从而计算出油水各自的产量。

油水不分离计量技术在占面积等方面有很大的优越性。但是油井采出液中的油、气、水等组分一般不是均匀混合的，他们以不同的速度流动，还可能相互形成蜡和氢氧化物，并且引起难以预料的复杂流态。因此，开发具有广泛适用范围的流量计具有很大的难度，虽然在国内外已经有多种实现油水不分离的方案，但是成功投入使用的还很少。

现有的三相分离和两相分离测量方法，由于油水分离效果容易受到多种因素的影响，油水两相分离难度较大，油包水、水包油，油和水不能完全分离，从而导致油和水的计量误差大。并且，由于油水两相分离需要一定的时间，当流量很大时，两相分离需要时间很长，使得油水两相的计量时间变长，不利于测量参数的实时性检测。

目前的油水不分离计量，主要应用质量流量计、超声波流量计等，虽可实现连续量油，但这些流量计主要不足是受安装、结蜡和气体含量、流量变化、流态变化等因素的影响较大，计量精度不稳定。油气水不分离计量技术在占地面积等方面有很大的优越性,但现阶段在测量精度、适应性、可靠性等方面难以达到生产使用的要求。

虽然也有一些技术采用了称重计量技术，如翻斗计量，但是得到的流量是油水两相总体积流量，无法获取各分相含率和分相流量数据。密度计结合单相流量计虽能解决分相测量问题，但是实际使用时测量精度不够理想，成本也很高。常用的振动管密度计对介质的温度、压力等现场情况十分敏感。而射线密度计又存在安全问题，对操作条件要求高。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了结构合理、计量时间短、计量过程简单、计量和计算结果准确、成本低、安装简单、有助于及时掌握油井生产动态的油气水精确计量装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

油气水精确计量装置，包括计量罐，计量罐上部固定有与其连通的流体进管和气体出管，计量罐下部固定有与其连通的液体出管和排污管，其特征在于，流体进管上安装有流体进口电动阀和流体进口手动阀，气体出管上安装有气体出口电动阀和气体流量计，液体出管上安装有液体出口电动阀、排液泵、单向截止阀和液体出口手动阀，单向截止阀和液体出口手动阀之间的液体出管部分与流体进口电动阀和流体进口手动阀之间的流体进管部分通过旁通管连通，旁通管上安装有旁通电动阀，计量罐上端安装有压力计和液位计，计量罐上安装有差压计。

具体的，所述计量罐内设置有加热装置。

具体的，所述排污管上安装有排污阀。

具体的，所述计量罐上端安装有安全阀。

具体的，所述计量罐上安装有温度计。

具体的，所述温度计、气体流量计、压力计、液位计、差压计、流体进口电动阀、气体出口电动阀、液体出口电动阀、加热装置、排液泵和旁通电动阀与plc控制器电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

整体计量数据录取完全采用自动化设备和仪器，自动录取数据并计算，自动操作阀门的开和关；计量结果更加准确；安装有排液泵，能够在计量罐压力低于外输压力的情况下，启动排液泵排液，保证了计量罐内液体不存留；整体设计安全方面采用双保险设计，安全、可靠，设备安装压力计、液位计及安全安全阀，无论液位过高，还是压力过高，都会及时反馈给PLC控制器，控制阀门的开关，保证整体设备安全；整体结构设计上，对于低产液油井，计量仍然准确，克服了目前对于低产井无法准确计量的技术难题；结构合理、计量时间短、计量过程简单、计量和计算结果准确、成本低、安装简单、有助于及时掌握油井生产动态。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，油气水精确计量装置，包括计量罐7，所述计量罐7内设置有加热装置，所述计量罐7上端安装有安全阀5，计量罐7上部固定有与其连通的流体进管17和气体出管20，计量罐7下部固定有与其连通的液体出管19和排污管21，所述排污管21上安装有排污阀16，流体进管17上安装有流体进口电动阀9和流体进口手动阀10，气体出管20上安装有气体出口电动阀1和气体流量计2，液体出管19上安装有液体出口电动阀12、排液泵13、单向截止阀14和液体出口手动阀15，单向截止阀14和液体出口手动阀15之间的液体出管19部分与流体进口电动阀9和流体进口手动阀10之间的流体进管17部分通过旁通管18连通，旁通管18上安装有旁通电动阀11，计量罐7上端安装有压力计3和液位计4，计量罐7上安装有差压计8。

所述计量罐7上安装有温度计6，所述温度计6、气体流量计2、压力计3、液位计4、差压计8、流体进口电动阀9、气体出口电动阀1、液体出口电动阀12、加热装置、排液泵13和旁通电动阀11与plc控制器电性连接。

使用时，打开气体出口电动阀1、流体进口手动阀10、流体进口电动阀9和液体出口手动阀15，关闭旁通电动阀11、液体出口电动阀12和排污阀16，油井流体(油、气、水混合物)从液体进管17进入计量罐7，气体与液体在计量罐7内分离，气体从计量罐7上部的气体出管排出计量罐7，通过气体流量计2计量气体流量。

从流体进入计量罐7时刻开始，温度计6、压力计3、液位计4、气体流量计1和压差计8自动开始记录和录取这些数据，并且当温度过低时，plc控制器使得加热装置启动，自动开启计量罐7加热模式，加热计量罐7内的流体。

计量罐7内的液位达到预定的起始计量高度时，以此时的液位、压力、压差和温度为起点，开始进行计量，当计量罐7内的液位达到预定的结束计量高度时，打开旁通电动阀11，同时关闭流体进口电动阀9，计算程序根据起始计量时的数据和结束计量时的数据，自动计算此次计量时间段内的油量、水量及气量，结合计量时间参数，将油、气、水产量折合成日产量。计量完成后，打开液体出口电动阀12，并启动排液泵13，排出计量罐7内的液体。

本实用新型油气水三相精确计量装置在不进行油水分离的情况下，利用流入计量罐7内液体下部和顶部的压差及计量罐7的内径尺寸，计算获取计量罐7内油水两相的液体重量和混合液密度，并记录计量时间。在原油(或其它液体)密度以及水密度已知的情况下，通过所述计算方法，即得到油水两相的含水量以及油井的日产液量。

在计量罐7的气体出管20上安装气体流量计2，计量从液体分离出的气体流量，所述计量装置和计算方法不受流体性质的影响，提高了油水两相的计量精度和实时性，安装方便，实用，测量数据稳定，能在较短的时间里完成对油井的日产液量以及油水两相的含水率、产气量进行测量，及时掌握油井的生产状况，缩短油井计量周期。

计算方法如下：

(1)计量罐7内油水两相的混合重量，计算公式如下：

W＝ρ×V-----------------------------------①

式中：

W为应用差压计8测量的液体上下压差，结合计量罐7内径尺寸所计算出来的油水两相的混合重量，kg；

ρ为计量罐7内油水两相的混合密度，kg/m³；

V为应用液位计4测量的液位差数据和计量罐7的尺寸计算的油水两相的混合体积，m³；

对公式①进行公式变换，得油水两相混合密度的计算公式：

ρ＝W/V-----------------------------------②

又油水两相的混合密度为：

ρ＝S_w×ρ_w+(1―S_w)×ρ_o-------------------------③

式中，S_w为油水两相的含水率，％；ρ_w为水的密度，kg/m³；ρ_o为油的密度，kg/m³；

对公式③进行公式变换，得油水两相的含水率：

S_w＝(ρ―ρ_o)/(ρ_w―ρ_o)-------------------------④

将公式②带入④中，得油水两相的含水率计算公式：

S_w＝(W/V―ρ_o)/(ρ_w―ρ_o)-------------------------⑤

计量油井油水两相每分钟的总体积流量：

q＝V/t-----------------------------------⑥

式中，q为油水两相每分钟的总体积流量；t为计量罐7内油水两相体积为V时的计量时间；

计量油井的日产液量为：

Q＝q V-----------------------------------⑦

式中，Q为计量油井的日产液量，m³；

将公式⑥带入公式⑦中，得计量油井的日产液量计算公式：

Q＝V/t×1440-------------------------------⑧

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.油气水精确计量装置，包括计量罐，计量罐上部固定有与其连通的流体进管和气体出管，计量罐下部固定有与其连通的液体出管和排污管，其特征在于，流体进管上安装有流体进口电动阀和流体进口手动阀，气体出管上安装有气体出口电动阀和气体流量计，液体出管上安装有液体出口电动阀、排液泵、单向截止阀和液体出口手动阀，单向截止阀和液体出口手动阀之间的液体出管部分与流体进口电动阀和流体进口手动阀之间的流体进管部分通过旁通管连通，旁通管上安装有旁通电动阀，计量罐上端安装有压力计和液位计，计量罐上安装有差压计。

2.根据权利要求1所述油气水精确计量装置，其特征在于，所述计量罐内设置有加热装置。

3.根据权利要求1所述油气水精确计量装置，其特征在于，所述排污管上安装有排污阀。

4.根据权利要求1所述油气水精确计量装置，其特征在于，所述计量罐上端安装有安全阀。

5.根据权利要求2所述油气水精确计量装置，其特征在于，所述计量罐上安装有温度计。

6.根据权利要求5所述油气水精确计量装置，其特征在于，所述温度计、气体流量计、压力计、液位计、差压计、流体进口电动阀、气体出口电动阀、液体出口电动阀、加热装置、排液泵和旁通电动阀与plc控制器电性连接。