CN214616488U - 油气分离计量装置 - Google Patents
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Abstract
油气分离计量装置是油田油气分离技术，它解决了原来分离计量的难题，其结构关系是，旋流分离器与油井井口由进口管连接，在其进口管上安装有过滤器；旋流分离器的顶端由管线与后处理器连接；旋流分离器的底端安装有旋流分离器排污阀；后处理器的上端由气相管线、液相管线汇合后与油井井口连接，在气相管线上安装有气相流量计；后处理器的下端液相管线上安装有液相流量计；后处理器的底部安装有后处理器排污阀；旋流分离器的上端内部安装有捕雾器；旋流分离器排污阀、后处理器排污阀与排污管线连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田油气分离技术，尤其是油气分离计量装置。
背景技术
原来油田在生产过程中，从油井生产出来的油气经过油气管线集中流入油气计量站，由油气计量站集中将油气分离计量后再进入正常管道，这样就增加了基建投资，浪费了人力资源，存在有安全风险。
发明内容
本实用新型的目的是提供具有精度高、量程宽、免维护和流通性强的油气分离计量装置，它解决了分离计量的难题，本实用新型的目的是这样实现的，它包括油井井口、过滤器、进口管、旋流分离器、捕雾器、后处理器、气相管线、气相流量计、液相管线、液相流量计、排污管线、旋流分离器排污阀、后处理器排污阀，所述旋流分离器与油井井口由进口管连接，在其进口管上安装有过滤器；所述旋流分离器的顶端由管线与后处理器连接；所述旋流分离器的底端安装有旋流分离器排污阀；所述后处理器的上端由气相管线、液相管线汇合后与油井井口连接，在气相管线上安装有气相流量计；后处理器的下端液相管线上安装有液相流量计；后处理器的底部安装有后处理器排污阀；所述旋流分离器的上端内部安装有捕雾器；所述旋流分离器排污阀、后处理器排污阀与排污管线连接。
所述后处理器包括浮球、上顶杆、上导管、上凡尔球、上凡尔球座、上底座、上法兰、下拉杆、下导管、下凡尔球、下凡尔球座、下底座、下法兰，所述浮球的上端有上顶杆，两者由螺纹连接，上顶杆的一端连接有上凡尔球，上凡尔球位于上凡尔球座内；所述上凡尔球座与上底座由螺栓连接，上底座由螺栓固定在上法兰上；所述浮球的下端有下拉杆，两者由螺纹连接，下拉杆的下端连接有下凡尔球，下凡尔球位于下凡尔球座内；所述下凡尔球座与下底座由螺栓连接，下底座由螺栓固定在下法兰上。
所述浮球的质量为3078.74g,浮力为4489.68g；浮球的直段为300mm,两端的封头长分别为60mm；浮球的壁厚为1.5mm。
所述凡尔球设为上下两个，两个凡尔球的质量均为134.62g，浮力均16.89g；其上端的上凡尔球打开后气相最大流量为1695.60m³/d；下端的下凡尔球最大流量为42.39m³/d；所述上凡尔球最大关紧压力为1.99c㎡/kg；其下凡尔球的最大关紧压力为3.98 c㎡/kg,其液面高度为600mm；所述两个凡尔球上设置有连接孔，连接孔内有内螺纹。
所述凡尔球座设为上下两个，上下两个凡尔球座的内径均为25mm；上凡尔球座流速为10m/s,其压力为0.3MPa；下凡尔球座的流速为1m/s。
所述上顶杆的质量为301.95g,浮力为37.89g,L为450mm；所述下拉杆的质量为603.90g,浮力为75.78g；L为450mm。
所述上底座、下底座上均设置有内外两圈连接孔，其外圈连接孔与法兰上的连接孔相对应；其内圈连接孔与上凡尔球座、下凡尔球座的连接孔相对应。
本实用新型的应用方法是：混合液经多相流经垂直立管预分离后，大部分气体进入主分离器上部，含少量气体的混合液再由进口管进入旋流分离器；由于进口管是按一定倾角向下沿切线方向与旋流分离器相连的，在液体的旋流作用下，在旋流分离器中，离心力、重力和浮力形成一个倒圆锥型涡流面；密度大的液相沿铅垂管道的管壁流到旋流分离器底部，密度小的气相沿涡旋的中央上升至旋流分离器顶部，最终气相和液相分别从旋流分离器的顶部和底部排出。
液体从旋流分离器排出后进入后处理器，经过沉降稳定排出溶解气后从下部进入质量流量计计量。
由于后处理器内部安装了浮球气、液两相液位控制装置，液位超过一定位置后，气相阀关闭，气相无法排出，加快液相排出速度；液位低到一定位置后，液相阀关闭；通过浮球及配套的双相控制阀保证后处理器液位稳定在一个合适区间。
后处理器的精确设计是保证其整体性能的关键，精确的后处理器设计可以确保即使在发生严重段塞流时，气相出口为饱和气，液相出口含气率在1%以内，从而保证液体测量的精度；根据用户提供的工况、测量精度要求，通过多相流分析软件对用户提供的现场工况进行分析和计算机流体模拟，计算确定分离器的尺寸，配套相应的后处理器、液位控制、计量仪表及数据采集远传系统。
计量系统：分离后的液相（油水混合物）由质量流量计计量，在质量流量计设置界面输入现场纯水和纯油的密度后，可以通过计算得出混合液中的纯水、纯油流量及含水率。气相通过智能旋进旋涡流计计量，自动完成天然气量压力、温度补偿计算，显示标准状态天然气流量。液相、气相计量数据均可通过MODBUS通讯协议上传进入油田数字化管理网络，由计算机对测量数据分析处理，自动生成液、气、水（油）瞬时参数曲线，生产日报等，实现油井计量数据远程监测。
本实用新型的意义是：本装置具有精度高、量程宽、免维护和流通性强的特点；节约了基建投资；节约了人力资源；杜绝了安全风险。
附图说明
图1为油气分离计量装置中的油气分离结构图，图中1、油井井口 2、过滤器 3、进口管 4、旋流分离器 5、捕雾器 6、后处理器 7、气相管线 8、气相流量计 9、液相管线 10、液相流量计 11、排污管线 12、旋流分离器排污阀 13、后处理器排污阀。
图2为后处理器的内部结构示意图，图中14、浮球 15、上顶杆 16、上导管 17、上凡尔球 18、上凡尔球座 19、上底座 20、上法兰 21、下拉杆 22、下导管 23、下凡尔球 24、下凡尔球座 25、下底座 26、下法兰。
图3为上凡尔球座、下凡尔球座的结构示意图。
图4为上导管、下导管的结构示意图。
图5为上底座、下底座的结构示意图。
图6为上顶杆、下拉杆与凡尔球的结构图。
具体实施方式
实施例1、本实用新型包括油井井口1、过滤器2、进口管3、旋流分离器4、捕雾器5、后处理器6、气相管线7、气相流量计8、液相管线9、液相流量计10、排污管线11、旋流分离器排污阀12、后处理器排污阀13，所述旋流分离器4与油井井口1由进口管3连接，在其进口管3上安装有过滤器2；所述旋流分离器4的顶端由管线与后处理器6连接；所述旋流分离器4的底端安装有旋流分离器排污阀12；所述后处理器6的上端由气相管线7、液相管线9汇合后与油井井口1连接，在气相管线7上安装有气相流量计8；后处理器6的下端液相管线9上安装有液相流量计10；后处理器6的底部安装有后处理器排污阀13；所述旋流分离器4的上端内部安装有捕雾器5；所述旋流分离器排污阀12、后处理器排污阀13与排污管线11连接。
实施例2、所述后处理器6包括浮球14、上顶杆15、上导管16、上凡尔球17、上凡尔球座18、上底座19、上法兰20、下拉杆21、下导管22、下凡尔球23、下凡尔球座24、下底座25、下法兰26，所述浮球14的上端有上顶杆15，两者由螺纹连接，上顶杆15的一端连接有上凡尔球17，上凡尔球17位于上凡尔球座18内；所述上凡尔球座18与上底座19由螺栓连接，上底座19由螺栓固定在上法兰20上；所述浮球14的下端有下拉杆21，两者由螺纹连接，下拉杆21的下端连接有下凡尔球23，下凡尔球23位于下凡尔球座24内；所述下凡尔球座24与下底座25由螺栓连接，下底座25由螺栓固定在下法兰26上。
实施例3、所述浮球14的质量为3078.74g,浮力为4489.68g；浮球的直段为300mm,两端的封头长分别为60mm；浮球的壁厚为1.5mm。
实施例4、所述凡尔球设为上下两个，两个凡尔球的质量均为134.62g，浮力均16.89g；其上端的上凡尔球17打开后气相最大流量为1695.60m³/d；下端的下凡尔球23最大流量为42.39m³/d；所述上凡尔球17最大关紧压力为1.99c㎡/kg；其下凡尔球23的最大关紧压力为3.98 c㎡/kg,其液面高度为600mm；所述两个凡尔球上设置有连接孔，连接孔内有内螺纹。
实施例5、所述凡尔球座设为上下两个，上下两个凡尔球座的内径均为25mm；上凡尔球座18流速为10m/s,其压力为0.3MPa；下凡尔球座24的流速为1m/s。
实施例6、所述上顶杆15的质量为301.95g,浮力为37.89g,L为450mm；所述下拉杆21的质量为603.90g,浮力为75.78g；L为450mm。
实施例7、所述上底座19、下底座25上均设置有内外两圈连接孔，其外圈连接孔与法兰上的连接孔相对应；其内圈连接孔与上凡尔球座18、下凡尔球座24的连接孔相对应。
实施例8、本实用新型的应用方法是：混合液经多相流经垂直立管预分离后，大部分气体进入主分离器上部，含少量气体的混合液再由进口管3进入旋流分离器4；由于进口管3是按一定倾角向下沿切线方向与旋流分离器4相连的，在液体的旋流作用下，在旋流分离器4中，离心力、重力和浮力形成一个倒圆锥型涡流面；密度大的液相沿铅垂管道的管壁流到旋流分离器4底部，密度小的气相沿涡旋的中央上升至旋流分离器4顶部，最终气相和液相分别从旋流分离器4的顶部和底部排出。
液体从旋流分离器4排出后进入后处理器6，经过沉降稳定排出溶解气后从下部进入质量流量计计量。
由于后处理器6内部安装了浮球14气、液两相液位控制装置，液位超过一定位置后，气相阀关闭，气相无法排出，加快液相排出速度；液位低到一定位置后，液相阀关闭；通过浮球14及配套的双相控制阀保证后处理器6液位稳定在一个合适区间。
后处理器6的精确设计是保证其整体性能的关键，精确的后处理器6设计可以确保即使在发生严重段塞流时，气相出口为饱和气，液相出口含气率在1%以内，从而保证液体测量的精度；根据用户提供的工况、测量精度要求，通过多相流分析软件对用户提供的现场工况进行分析和计算机流体模拟，计算确定分离器的尺寸，配套相应的后处理器、液位控制、计量仪表及数据采集远传系统。
计量系统：分离后的液相（油水混合物）由质量流量计计量，在质量流量计设置界面输入现场纯水和纯油的密度后，可以通过计算得出混合液中的纯水、纯油流量及含水率。气相通过智能旋进旋涡流计计量，自动完成天然气量压力、温度补偿计算，显示标准状态天然气流量。液相、气相计量数据均可通过MODBUS通讯协议上传进入油田数字化管理网络，由计算机对测量数据分析处理，自动生成液、气、水（油）瞬时参数曲线，生产日报等，实现油井计量数据远程监测。
Claims (7)
1.油气分离计量装置，它包括油井井口(1)、过滤器(2)、进口管(3)、旋流分离器(4)、捕雾器(5)、后处理器(6)、气相管线(7)、气相流量计(8)、液相管线(9)、液相流量计(10)、排污管线(11)、旋流分离器排污阀(12)、后处理器排污阀(13)，其特征是：所述旋流分离器(4)与油井井口(1)由进口管(3)连接，在其进口管(3)上安装有过滤器(2)；所述旋流分离器(4)的顶端由管线与后处理器(6)连接；所述旋流分离器(4)的底端安装有旋流分离器排污阀(12)；所述后处理器(6)的上端由气相管线(7)、液相管线(9)汇合后与油井井口(1)连接，在气相管线(7)上安装有气相流量计(8)；后处理器(6)的下端液相管线(9)上安装有液相流量计(10)；后处理器(6)的底部安装有后处理器排污阀(13)；所述旋流分离器(4)的上端内部安装有捕雾器(5)；所述旋流分离器排污阀(12)、后处理器排污阀(13)与排污管线(11)连接。
2.根据权利要求1所述的油气分离计量装置，其特征是：所述后处理器(6)包括浮球(14)、上顶杆(15)、上导管(16)、上凡尔球(17)、上凡尔球座(18)、上底座(19)、上法兰(20)、下拉杆(21)、下导管(22)、下凡尔球(23)、下凡尔球座(24)、下底座(25)、下法兰(26)，所述浮球(14)的上端有上顶杆(15)，两者由螺纹连接，上顶杆(15)的一端连接有上凡尔球(17)，上凡尔球(17)位于上凡尔球座(18)内；所述上凡尔球座(18)与上底座(19)由螺栓连接，上底座(19)由螺栓固定在上法兰(20)上；所述浮球(14)的下端有下拉杆(21)，两者由螺纹连接，下拉杆(21)的下端连接有下凡尔球(23)，下凡尔球(23)位于下凡尔球座(24)内；所述下凡尔球座(24)与下底座(25)由螺栓连接，下底座(25)由螺栓固定在下法兰(26)上。
3.根据权利要求2所述的油气分离计量装置，其特征是：所述浮球(14)的质量为3078.74g,浮力为4489.68g；浮球浮球(14)的直段为300mm,两端的封头长分别为60mm；浮球浮球(14)的壁厚为1.5mm。
4.根据权利要求2所述的油气分离计量装置，其特征是：所述凡尔球设为上下两个，两个凡尔球的质量均为134.62g，浮力均16.89g；其上端的上凡尔球（17）打开后气相最大流量为1695.60m³/d；下端的下凡尔球(23)最大流量为42.39m³/d；所述上凡尔球(17)最大关紧压力为1.99c㎡/kg；其下凡尔球(23)的最大关紧压力为3.98c㎡/kg,其液面高度为600mm；所述两个凡尔球上设置有连接孔，连接孔内有内螺纹。
5.根据权利要求2所述的油气分离计量装置，其特征是：所述凡尔球座设为上下两个，上下两个凡尔球座的内径均为25mm；上凡尔球座(18)流速为10m/s,其压力为0.3MPa；下凡尔球座(24)的流速为1m/s。
6.根据权利要求2所述的油气分离计量装置，其特征是：所述上顶杆(15)的质量为301.95g,浮力为37.89g,L为450mm；所述下拉杆(21)的质量为603.90g,浮力为75.78g；L为450mm。
7.根据权利要求2所述的油气分离计量装置，其特征是：所述上底座(19)、下底座(25)上均设置有内外两圈连接孔，其外圈连接孔与法兰上的连接孔相对应；其内圈连接孔与上凡尔球座(18)、下凡尔球座(24)的连接孔相对应。
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