CN215931017U - 一种储油罐液位和含水自动在线计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种储油罐液位和含水自动在线计量装置涉及油田采油技术领域，特别涉及油井产量计量领域，尤其涉及一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，包括中空的探测杆和供电装置，所述探测杆上至少设置有两个压力传感器，且其中一个压力传感器设置在探测杆一端的端部，该压力传感器为第一压力传感器，另一个压力传感器为第二压力传感器，且第一传感器和第二传感器之间的距离为20‑30cm；本实用新型采油压力差法计算油罐油水混合物的密度，继而可以求出油罐内原油的综合含水率、含油率，从而可以分别求出油罐内的油量，水量。本实用新型计量操作简单，自动化程度高，能实现数据采集及传输，远程在线计量控制；减轻工人劳动强度，降低手工操作误差。

Description

一种储油罐液位和含水自动在线计量装置

技术领域

本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及油井产量计量领域，尤其涉及一种储油罐液位和含水自动在线计量装置。

背景技术

油井产量计量是指计量单井油、气、水三种采出物的日产量，以满足生产动态分析的需要。油井产量计量是油田生产管理的一项重要工作，是掌握油井的生产动态，分析储油层的变化情况，科学地制定油田开发方案的重要依据目前。

目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。随着技术的进步，油田越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。

玻璃管量油是国内各油田普遍采用的传统方法，约占油井总数的以上。该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系统误差为一。另外在高含水期，特别是在特高含水期，对于气液比低的油井计量后的排液十分困难，该计量操作造成很大不便。翻斗量油翻斗量油装置主要由量油器、计数器等组成。一个斗装满时翻到排油，另一个斗装油，这样反复循环来累积油量。由于成本的限制，现在大多数的油井还是采用简单易用的玻璃管量油。油井计量费时费力，改造成实时在线统计产量的系统价格昂贵。目前大多数油田的油井计量基本上采用的是立式两相分离器作气液分离，间歇计量或人工取样化验含水率，这些方法存在一些问题，如两相分离器玻璃管量油，计量时间短，误差大，不能实现油井自动计量;人工测定原油含水率，误差大。由于人工取样的代表性与具体操作者的技能因素有很大关系，几次的平均差值高达20%-30%，这就难计量准单井的产油量与产水量，不能够同时满足油井的实时、在线计量。

对于低产油井和边远油井往往拉油生产，目前油田储油罐内原油和水量的准确计量，是困扰生产管理人员的一大难题。国内许多储油罐的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法，其他参数的测定也没有实行实时动态测量，无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。目前有采用非接触式仪表如超声波、雷达液位测量装置，接触式仪表如电导率、电容式液位计等，不可否认，用以上方法确定油罐内油水量有一定的准确性，但它们都是基于油罐内有明显的油水界面，油水之间不混相，没有油水过渡带。而原油的物性较成品油复杂，油罐内不但存在油水过渡带，而且过渡带还很长，从而导致真实油水量的计量误差，影响储油的罐液位和纯油、纯水准确计量。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单，克服了目前油田现有的人工检尺和分析化验的方法，用工量大、劳动强度大以及计量不连续、误差大等安全、环保、节能等技术瓶颈问题的一种储油罐液位和含水自动在线计量装置。

本实用新型一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，包括中空的探测杆和供电装置，所述探测杆上至少设置有两个压力传感器，且其中一个压力传感器设置在探测杆一端的端部，该压力传感器为第一压力传感器，另一个压力传感器为第二压力传感器，且第一传感器和第二传感器之间的距离为20-30cm；

探测杆设置第一压力传感器的一端为测量端，另一端为固定端，测量端的端部设置有防护装置；

所述探测杆上还设置有温度传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器及温度传感器上均连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆内部，且从探测杆的固定端穿出后连接有显示装置；

所述供电装置与显示装置相连。

优选地，探测杆上还设置有第三压力传感器，所述第三压力传感器与第二压力传感器之间的距离为20-30cm，且第二压力传感器位于第一压力传感器和第三压力传感器之间，第三压力传感器上也连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆内部，且从探测杆的固定端穿出后连接有显示装置。

优选地，探测杆上还设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器与第三压力传感器之间的距离为20-30cm，且第三压力传感器位于第二压力传感器和第四压力传感器之间，第三压力传感器上也连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆内部，且从探测杆的固定端穿出后连接有显示装置。

优选地，显示装置包括显示器，所述显示器通过第一信号线连接有解码器，与压力传感器相连的数据传送线均与解码器相连，所述显示器和解码器均与供电装置相连。

优选地，解码器还通过第二信号线连接有向远端设备发送信号的信号发射器，所述信号发射器与供电装置相连。

优选地，供电装置包括太阳能电池板及立柱，所述立柱与太阳能电池板固定相连，所述立柱上固定设置有太阳能蓄电池，所述太阳能电池板与太阳能蓄电池电连接，所述显示器、解码器及信号发射器均与太阳能蓄电池相连；

所述显示器固定设置在立柱上。

或者优选地，探测杆为可拼接式探测杆，包括至少两段相互连接的杆体，两个杆体通过螺纹相连，且两个杆体之间还设置有密封垫。

优选地，探测杆伸入储油罐后，第一压力传感器与储油罐底部之间的距离为5-10cm。

优选地，防护装置为防护挡板，所述探测杆的测量端的端部设置有内螺纹，防护板上设置有用于连接探测杆的连接柱，所述连接柱与探测杆螺纹相连，且连接柱与探测杆之间设置有密封垫。

本实用新型采油压力差法计算油罐油水混合物的密度，继而可以求出油罐内原油的综合含水率、含油率，从而可以分别求出油罐内的油量，水量。不用考虑油水过渡带及油水界面的问题，克服了不能解决的如何确定油水过渡带内的油水量的缺点，同时提高了计量精度。本实用新型计量操作简单，自动化程度高，能实现数据采集及传输，远程在线计量控制；减轻工人劳动强度，降低手工操作误差。计量准确度高，最大误差在士5%范围以内；克服了目前油田现有的人工检尺和分析化验的方法，用工量大、劳动强度大以及计量不连续、误差大等安全、环保、节能等技术瓶颈问题。

附图说明

图1为本实用新型供电装置示意图。

图2为显示器、解码器及发射器与太阳能蓄电池的连接示意图。

图3为探测杆伸入储油罐的结构示意图。

附图标记：1-太阳能电池板，2-解码器，3-显示器，4-信号发射器，5-太阳能蓄电池，6-探测杆，7-温度传感器，8-第一压力传感器，9-第二压力传感器。

具体实施方式

本实用新型一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，包括中空的探测杆6和供电装置，所述探测杆6上至少设置有两个压力传感器，且其中一个压力传感器设置在探测杆6一端的端部，该压力传感器为第一压力传感器8，另一个压力传感器为第二压力传感器9，且第一传感器和第二传感器之间的距离为20-30cm；

探测杆6设置第一压力传感器8的一端为测量端，另一端为固定端，测量端的端部设置有防护装置；

所述探测杆6上还设置有温度传感器7，所述第一压力传感器8和第二压力传感器9及温度传感器7上均连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆6内部，且从探测杆6的固定端穿出后连接有显示装置；

所述供电装置与显示装置相连。

探测杆6上还设置有第三压力传感器，所述第三压力传感器与第二压力传感器9之间的距离为20-30cm，且第二压力传感器9位于第一压力传感器8和第三压力传感器之间，第三压力传感器上也连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆6内部，且从探测杆6的固定端穿出后连接有显示装置。

探测杆6上还设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器与第三压力传感器之间的距离为20-30cm，且第三压力传感器位于第二压力传感器9和第四压力传感器之间，第三压力传感器上也连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆6内部，且从探测杆6的固定端穿出后连接有显示装置。

显示装置包括显示器3，所述显示器3通过第一信号线连接有解码器2，与压力传感器相连的数据传送线均与解码器2相连，所述显示器3和解码器2均与供电装置相连。

解码器2还通过第二信号线连接有向远端设备发送信号的信号发射器4，所述信号发射器4与供电装置相连。

供电装置包括太阳能电池板1及立柱，所述立柱与太阳能电池板1固定相连，所述立柱上固定设置有太阳能蓄电池5，所述太阳能电池板1与太阳能蓄电池5电连接，所述显示器3、解码器2及信号发射器4均与太阳能蓄电池5相连；

所述显示器3固定设置在立柱上。

探测杆6为可拼接式探测杆6，包括至少两段相互连接的杆体，两个杆体通过螺纹相连，且两个杆体之间还设置有密封垫。

探测杆6伸入储油罐后，第一压力传感器8与储油罐底部之间的距离为5-10cm。

防护装置为防护挡板，所述探测杆6的测量端的端部设置有内螺纹，防护板上设置有用于连接探测杆6的连接柱，所述连接柱与探测杆6螺纹相连，且连接柱与探测杆6之间设置有密封垫。

使用时，将探测杆6前端保护盖取下，拧上防护挡板，并将探测杆6直立平稳的插入储油罐内，用紧固夹牢靠固定在储油罐罐口，紧固夹为现有技术中可以实现杆与储油罐罐口固定相连的装置，例如：利用卡扣将探测杆6固定，然后将卡扣通过螺钉与储油罐罐口固定相连；油罐内某点处的压力可以通过安装压力传感器装置得到，而该点的压力等于该点以上液柱所引起的静压力，即P=ρmgh，通过测量可以得到多点的静压力，点与点之间的高度差确定，压力差仅仅和油水混合物的密度有关，一定温度下的原油和油田水标准密度可现场化验求得，也可根据以前经验求得，就可求得该点以上油水混合物的密度，继而可以求出圆柱形油罐内原油的综合含水率、含油率，从而可以分别求出圆柱形油罐内的油量，水量。用本实用新型测量储油罐液位和含水率，不用考虑油水过渡带及油水界面的问题，克服了以前许多方法不能解决的如何确定油水过渡带内的油水量的缺点。

显示器3完成采集数据计算后的结果展示，解码器2完成传感器数据的解析计算，解码器2可以选配，编码器型号SWF5B-01，本次用的压力传感器为高精度压力防爆传感器，可以选用型号包括德国HELM HM60或国产CYB13等，信号发射器4将解码计算后数据采用无线信号传输至远端处理平台，选择不同的信号发射器4可以支持多种无线传输协议，例如LoRa、GPRS、4G、 WiFi等，信号发射器4选择型号包括：4GDTU G781， LG210-L-10，CPE500AR等，太阳能电池板1选用12V 100W光伏电池板，能够满足测量柜各种设备的日常用电消耗，使得系统部署灵活，不受工业供电不稳定的影响。蓄电池选用太阳能专用胶体蓄电池，该电池续航持久，具备阻燃等特性，配备专用控制器能够安全长期使用。

Claims (9)

1.一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，包括中空的探测杆（6）和供电装置，所述探测杆（6）上至少设置有两个压力传感器，且其中一个压力传感器设置在探测杆（6）一端上，该压力传感器为第一压力传感器（8），另一个压力传感器为第二压力传感器（9），且第一传感器和第二传感器之间的距离为20-30cm；

探测杆（6）设置第一压力传感器（8）的一端为测量端，另一端为固定端，测量端的端部设置有防护装置；

所述探测杆（6）上还设置有温度传感器（7），所述第一压力传感器（8）和第二压力传感器（9）及温度传感器（7）上均连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆（6）内部，且从探测杆（6）的固定端穿出后连接有显示装置；

所述供电装置与显示装置相连。

2.如权利要求1所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述探测杆（6）上还设置有第三压力传感器，所述第三压力传感器与第二压力传感器（9）之间的距离为20-30cm，且第二压力传感器（9）位于第一压力传感器（8）和第三压力传感器之间，第三压力传感器上也连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆（6）内部，且从探测杆（6）的固定端穿出后连接有显示装置。

3.如权利要求2所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述探测杆（6）上还设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器与第三压力传感器之间的距离为20-30cm，且第三压力传感器位于第二压力传感器（9）和第四压力传感器之间，第三压力传感器上也连接有数据输送线，所述数据输送线均设置在探测杆（6）内部，且从探测杆（6）的固定端穿出后连接有显示装置。

4.如权利要求3所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述显示装置包括显示器（3），所述显示器（3）通过第一信号线连接有解码器（2），与压力传感器相连的数据传送线均与解码器（2）相连，所述显示器（3）和解码器（2）均与供电装置相连。

5.如权利要求4所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述解码器（2）还通过第二信号线连接有向远端设备发送信号的信号发射器（4），所述信号发射器（4）与供电装置相连。

6.如权利要求5所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述供电装置包括太阳能电池板（1）及立柱，所述立柱与太阳能电池板（1）固定相连，所述立柱上固定设置有太阳能蓄电池（5），所述太阳能电池板（1）与太阳能蓄电池（5）电连接，所述显示器（3）、解码器（2）及信号发射器（4）均与太阳能蓄电池（5）相连；

所述显示器（3）固定设置在立柱上。

7.如权利要求1-6任意一项所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述探测杆（6）为可拼接式探测杆（6），包括至少两段相互连接的杆体，两个杆体通过螺纹相连，且两个杆体之间还设置有密封垫。

8.如权利要求7所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述探测杆（6）伸入储油罐后，第一压力传感器（8）与储油罐底部之间的距离为5-10cm。

9.如权利要求8所述一种储油罐液位和含水自动在线计量装置，其特征在于，所述防护装置为防护挡板，所述探测杆（6）的测量端的端部设置有内螺纹，防护板上设置有用于连接探测杆（6）的连接柱，所述连接柱与探测杆（6）螺纹相连，且连接柱与探测杆（6）之间设置有密封垫。

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