CN216665587U - 一种定容积双向连续自动计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油井产量计量技术领域，特别涉及一种定容积双向连续自动计量装置。包括左进液容器、右进液容器、左高液位测量信号发生装置、左低液位测量信号发生装置、平衡管、排气阀、左进液阀、左排液阀、右进液阀、右排液阀、自平衡排液管、排液三通、进液三通；解决常规计量仪表测量油、气、水混合物时误差较大的问题，本发明结构简单、易维护，可靠性高。

Description

一种定容积双向连续自动计量装置

技术领域

本实用新型涉及油井产量计量技术领域，特别涉及一种定容积双向连续自动计量装置。

背景技术

单井日产量是反映油层中油水变化规律、检验生产管理措施、分析动态变化的重要依据。因此，计量单井产量是油田计量工作的一项重要内容。

它与含水率可计算岀油井产油量，对油井的经济效益计算评价。同时，产液量可以用来判断地层能量、生产参数是否合理，并依据产液量与其它技术指标对应关系及变化规律进行开发动态分析，适时做出方案调整使其开发效益最大化，在线连续计量在用的有两种方法：1.功图法。主要问题是受井筒、管杆泵及原油物性等因素影响，液量计量误差大。2，质量流量计法。非抽油机井采用流量计在线计量。主要问题是受产岀气体影响造成较大误差。

目前，最常用的方法就是采用计量分离器来计量单井的产量。由于它采用玻璃管来观察计量分离器的液面，通常也叫玻璃管量油法。它是根据连通管平衡原理，采用定容积的方法测量液体体积的。即分离器内液柱与玻璃管内的水柱压力保持平衡，分离器内的液柱上升到一定高度，玻璃管内的水柱相应上升一定高度。根据上升到规定的高度及所用的时间来计算油井的产液量。再根据取样化验测得的液体含水值，计算出单井的产油量。同时，单井所产的天然气通过计量分离器分离出来，由天然气计量仪表计量出单井的产气量。一般一个计量间安装一台到两台计量分离器，每口井轮换计量。

目前已出现了三相流量计和质量流量计等计量仪表，可以在线直接计量管线所输介质的体积量、含水率及含气率，这大大降低了单井计量的工作量，仪表对单相介质的计量可以满足不同计量精度的要求，但对油、气、水三相混合介质的计量还是一项正在研究完善的技术，计量精度不高，需进一步研究提高。

油井产出的油液主要为油、水、气的混合物，计量油井的产液量，是判断油井生产状况制定下一步生产规划的关键。

目前由于现场存在计量方式落后、人工计量劳动量大、效率低下、不能实时计量、准确度差的诸多因素严重制约了生产资料的提取。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种定容积双向连续自动计量装置。

能够实现气液分离、动态连续计量油液和气体体积的装置，能消除由于油井产液中含气造成的假体积而带来的测量误差，能够精确计算出油井的产液量，便于和软件结合自动计算原油产量、气体产量。

其技术方案如下：一种定容积双向连续自动计量装置，包括左进液容器、右进液容器，左进液容器、右进液容器的上端通过气平衡管连通；所述左进液容器上自上而下设有左高液位测量信号发生装置、左低液位测量信号发生装置，所述右进液容器上自上而下设有右高液位测量信号发生装置、右低液位测量信号发生装置；所述左进液容器、右进液容器的上游分别设有左进液管、右进液管，所述左进液容器、右进液容器的下游分别设有左排液管、右排液管；所述左高液位测量信号发生装置、左低液位测量信号发生装置、右高液位测量信号发生装置、右低液位测量信号发生装置的高度顺序为：左高液位测量信号发生装置>右高液位测量信号发生装置>左低液位测量信号发生装置=右低液位测量信号发生装置；所述左排液管、右排液管的进口高度低于所述左低液位测量信号发生装置、右低液位测量信号发生装置；所述气平衡管上设有排气阀，所述左进液管、右进液管、左排液管、右排液管上分别设有左进液阀、右进液阀、左排液阀、右排液阀；所述左排液阀、右排液阀通过三通管与主排液管连通，所述主排液管的出口高度与所述左高液位测量信号发生装置一致。

上述方案进一步包括，所述左高液位测量信号发生装置、左低液位测量信号发生装置、右高液位测量信号发生装置、右低液位测量信号发生装置通过旁通管分别装设于左进液容器、右进液容器。

所述右进液容器的容积大于或等于左进液容器。

所述左进液容器和右进液容器为形状相同的圆柱形罐体。

所述左进液阀、右进液阀、左排液阀、右排液阀、排气阀为电磁阀。

所述左进液阀、右进液阀通过三通管与主进液管连通。

所述主进液管通过泄压管与主排液管连通，所述泄压管上设有定压阀。

更进一步的，一种定容积双向连续自动计量的量油方法，包括：主进液管接入油田来油管网，主排液管接入油田排液管网，通过左进液容器、右进液容器的尺寸计算得到左高液位测量信号发生装置和左低液位测量信号发生装置之间的容积V1；步骤一，打开左进液阀、右排液阀，关闭右进液阀、左排液阀，向左进液容器注入油液，左进液容器液面上升至左高液位测量信号发生装置时，关闭左进液阀、右排液阀；步骤二，打开右进液阀、左排液阀，向右进液容器注入油液，左进液容器排出油液，左进液容器液面下降至左低液位测量信号发生装置时，关闭右进液阀、左排液阀，完成第一次量油；步骤三，打开左进液阀、右排液阀，向左进液容器注入油液，右进液容器排出油液，左进液容器液面上升至左高液位测量信号发生装置时，关闭左进液阀、右排液阀，完成第二次量油；交替进行步骤二和步骤三，进行连续量油，产油量为：产油量=V1*n；其中，*为乘号，n为量油次数。

上述方案进一步，包括：主进液管接入油田来油管网，主排液管接入油田排液管网，通过左进液容器的尺寸计算得到左高液位测量信号发生装置和左低液位测量信号发生装置之间的容积V1；步骤一，打开右进液阀、左排液阀，关闭左进液阀、右排液阀，向右进液容器注入油液，使右进液容器充满油液后，关闭右进液阀、左排液阀；步骤二，打开左进液阀、右排液阀，向左进液容器注入油液，右进液容器排出油液，左进液容器液面上升至左高液位测量信号发生装置时，关闭左进液阀、右排液阀，完成第一次量油；步骤三，打开右进液阀、左排液阀，向右进液容器注入油液，左进液容器排出油液，左进液容器液面下降至左低液位测量信号发生装置时，关闭右进液阀、左排液阀，完成第二次量油；交替进行步骤二和步骤三，进行连续量油，产油量为：产油量=V1*n；其中，*为乘号，n为量油次数。

还包括产气量计量和排气：根据右进液容器(2)的尺寸计算得到右高液位测量信号发生装置(6)和右低液位测量信号发生装置(7)之间的容积v2，随步骤二和步骤三交替进行，油液中带出或析出的气体不断在气平衡管(3)内集聚，直至向左进液容器(1)注入油液过程中，右进液容器(2)液面到达右高液位测量信号发生装置(6)，得到第一次测气信号，记录得到第一次测气信号的时间，开始测气；继续交替进行步骤二和步骤三，直至向左进液容器(1)注入油液过程中，液面到达右低液位测量信号发生装置(7)，得到第二次测气信号，记录得到第二次测气信号的时间，完成测气；产气量=v2；产气量计量完成后，打开排气阀(31)进行排气，排气过程中交替量油操作继续进行，直至左进液容器(1)液面到达左高液位测量信号发生装置(4)时，右进液容器(2)液面能够到达右高液位测量信号发生装置(6)所处位置或高于右高液位测量信号发生装置(6)，关闭排气阀(31)，完成排气。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够实现不间断、连续测量油井产油量、产气量，无需流量计即可实现油井产量的连续计量，避免流量计计量油、水、气混合物造成的误差，结构简单，可靠性、准确度高。

附图说明

图1是实施例一结构示意图；

图2是实施例二结构示意图；

图3是实施例三结构示意图；

图4是本实用新型工艺流程图；

图5是本实用新型M2、M5打开，M3、M4关闭时的工艺流程图；

图中：

1 左进液容器，2 右进液容器，3 气平衡管，4 左高液位测量信号发生装置，5 左低液位测量信号发生装置，6 右高液位测量信号发生装置，7 右低液位测量信号发生装置，8 左进液管，9 右进液管，10 左排液管，11 右排液管，12 三通管，13 主排液管，14 主进液管，15 旁通管，16 泄压管，17 右二高液位测量信号发生装置，18 撬装，31 排气阀，81 左进液阀，91 右进液阀，101 左排液阀，111 右排液阀，161 定压阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例进一步阐述本实用新型的技术思路，本实用新型中所使用的“上、下、左、右、垂直、水平、倾斜、平行”等方位或相对位置名词，是以说明书附图为基准，作用是使本领域技术人员更清楚的理解本实用新型技术思路，本领域技术人员能够理解，上述名称不作为本实用新型技术方案的限制。

实施例一：

请参阅图1，一种定容积双向连续自动计量装置，应用于油井产量计量和分析，无需流量计，通过机械结构和电磁阀实现对油井产出油液的连续计量，工作可靠、稳定，维护简单，使用寿命长。

在撬装18上装设两个进液容器：左进液容器1和右进液容器2，进液容器为罐体，优选圆柱形罐体，左进液容器1、右进液容器2的顶端通过气平衡管3连通，气平衡管3上装设有排气阀31；所述左进液容器1、右进液容器2的侧面通过旁通管15装设液位测量信号发生装置，所述液位测量信号发生装置是指液位变送器，优选为带有液位无线传输功能的液位信号变送器，一般由干簧管和磁浮子组成。

干簧管又称磁簧开关，是一个通过所施加的磁场操作的电开关，当磁浮子随液柱浮动到干簧管附近时，在磁浮子的磁力作用下使干簧管动作，进而发出液位信号；本实用新型中所述液位信号发生装置的位置是指干簧管的位置。

旁通管15为玻璃管，外表面设有液位刻度，便于观察液面。

本实施例中，所述磁浮子装设于旁通管15内，磁浮子外壁与旁通管15内壁间隙配合，使磁浮子能够随旁通管15内液面升降，所述干簧管紧贴旁通管15外壁装设，当磁浮子随液面到达干簧管所处位置时，驱动干簧管动作，干簧管与信号传输装置通信连接，发出液位信号，本领域技术人员清楚如何发送干簧管的液位信号，在此不再赘述。

液位测量信号发生装置包括左高液位测量信号发生装置4、左低液位测量信号发生装置5、右低液位测量信号发生装置7；接近左进液容器1上端处装设左高液位测量信号发生装置4，接近左进液容器1下端处装设左低液位测量信号发生装置5，接近右进液容器2下端处装设右低液位测量信号发生装置7，右低液位测量信号发生装置7和左低液位测量信号发生装置5水平位置相同。

本实施例所述液位测量信号发生装置的位置是指干簧管的位置，磁浮子浮动到左高液位测量信号发生装置4的位置时，触发左高液位测量信号发生装置4的干簧管，磁浮子浮动到左低液位测量信号发生装置5的位置时，触发左低液位测量信号发生装置5的干簧管。

左高液位测量信号发生装置4的上游装设有左进液管8，左低液位测量信号发生装置5的下游装设有左排液管10，右进液容器2相应装设有右进液管9和右排液管11。

左进液管8、右进液管9、左排液管10、右排液管11上分别设有左进液阀81、右进液阀91、左排液阀101、右排液阀111。

左排液阀101、右排液阀111通过三通管12与主排液管13连通，主排液管13的出口高度与左高液位测量信号发生装置4的高度一致。

左进液阀81、右进液阀91通过三通管12与主进液管14连通；主进液管14通过泄压管16与主排液管13连通，所述泄压管16上设有定压阀161，定压阀161起安全阀的作用，当装置内管路或阀门发生故障，管道内压力超过预设额定压力值，通过定压阀161直接将油液排向主排液管13，避免严重事故的发生。

本实施例的使用方法是：主进液管14接入油田来油管网，主排液管13接入油田排液管网，开始量油前，确认左进液容器内的残余油液液面低于左低液位测量信号发生装置，以减少左低液位测量信号发生装置下方残余油液造成误差，通过左进液容器1、右进液容器2的尺寸计算得到左高液位测量信号发生装置4和左低液位测量信号发生装置5之间的容积V1；步骤一，首先向右进液容器2注入油液，打开右进液阀91、左排液阀101，关闭左进液阀81、右排液阀111，向右进液容器2注入油液，直至右进液容器2注满油液，关闭右进液阀91、左排液阀101；步骤二，进行第一个量油周期，打开左进液阀81、右排液阀111，向左进液容器1注入油液，右进液容器2排出油液，左进液容器1液面上升至左高液位测量信号发生装置4时，关闭左进液阀81、右排液阀111，完成第一个量油周期；步骤三，进行第二个量油周期，打开右进液阀91、左排液阀101，向右进液容器2注入油液，左进液容器1排出油液，左进液容器1液面下降至左低液位测量信号发生装置5时，关闭右进液阀91、左排液阀101，完成第二个量油周期，从第二个量油周期开始记录量油次数n；交替进行步骤二和步骤三，进行连续量油，产油量为：产油量=V1*n；其中，*为乘号，n为量油次数；根据每日的量油次数，即可得到每日的产油量；或根据某一时间间隔内的量油次数，计算某一时间段内的产油量。

本实施例中，右进液容器2的容积大于左进液容器1的容积，当左进液容器1的液面上升到左高液位测量信号发生装置4时，右进液容器2的液面至少要高于右低液位测量信号发生装置7，即右进液容器2液面下降时的最低液面和右低液位测量信号发生装置7之间留有一定的余量。

交替量油过程中，油液中携带或析出的气体会不断在气平衡管3内集聚和积累，使每次左进液容器1内的液面下降至左低液位测量信号发生装置5时，右进液容器2内的液面高度会不断被气体挤压降低，当右进液容器2液面下降时，触发右低液位测量信号发生装置7时，则说明气体集聚过多，需要进行排气操作。

排气操作：打开排气阀31进行排气，排气过程中不间断量油操作，直至某一量油周期中，左进液容器1液位到达左低液位测量信号发生装置5时，右进液容器2能够重新注满油液或右进液容器液面高于右低液位测量信号发生装置，完成排气。

根据实际生产状况，定期进行排气，排气的作用是防止因气体集聚过多，导致排液时掺杂大量气体，造成计量误差。

实施例二：

请参阅图2，一种定容积双向连续自动计量装置，在撬装18上装设两个进液容器：左进液容器1和右进液容器2，进液容器为罐体，左进液容器1、右进液容器2的上端通过气平衡管3连通，气平衡管3上装设有排气阀31；所述左进液容器1、右进液容器2的侧面通过玻璃制旁通管15装设液位测量信号发生装置；所述左进液容器1装设有左高液位测量信号发生装置4、左低液位测量信号发生装置5，所述右进液容器2装设有右高液位测量信号发生装置6、右低液位测量信号发生装置7。

所述左高液位测量信号发生装置4位于左进液容器1接近罐顶的上端，左低液位测量信号发生装置5位于左进液容器1接近罐底的下端，右高液位测量信号发生装置6位于右进液容器2中部，右低液位测量信号发生装置7位于右进液容器2的下端，右低液位测量信号发生装置7和左低液位测量信号发生装置5的水平位置相同，高度顺序为：左高液位测量信号发生装置4>右高液位测量信号发生装置6>左低液位测量信号发生装置5=右低液位测量信号发生装置7。

所述左高液位测量信号发生装置4的上游装设有左进液管8，所述右高液位测量信号发生装置6的上游装设有右进液管9，所述左低液位测量信号发生装置5的下游装设有左排液管10，所述右低液位测量信号发生装置7的下游装设有右排液管11。

所述左排液管10、右排液管11的进口高度低于所述左低液位测量信号发生装置5、右低液位测量信号发生装置7；所述气平衡管3上设有排气阀31，所述左进液管8、右进液管9、左排液管10、右排液管11上分别设有左进液阀81、右进液阀91、左排液阀101、右排液阀111；所述左排液阀101、右排液阀111通过三通管12与主排液管13连通，所述主排液管13的出口高度与所述左高液位测量信号发生装置4一致。

所述主进液管14通过泄压管16与主排液管13连通，所述泄压管16上设有定压阀161，定压阀161预设开启压力值，当设备故障时，来油管网的油液直接通过定压阀161排向排液管网，防止严重事故发生。

本实施例的量油原理与实施例一相同，区别在于，本实施例可以计量产气量，具体方法如下：根据右进液容器2的尺寸计算得到右高液位测量信号发生装置6和右低液位测量信号发生装置7之间的容积V2。

交替量油过程中，当左进液容器1进液、右进液容器2排液时，右进液容器2的液面到达右高液位测量信号发生装置6时，记录液位信号发生时刻t1，继续进行量油操作，直至右进液容器2液面到达右低液位测量信号发生装置7时，记录液位信号发生时刻t2：时间段t2-t1内的产气量=V2；该产气量是在本装置内部压力环境下产生气体的体积，本领域技术人员可以根据需要，换算为标准大气压下的气体体积。

完成产气量计量后再进行排气操作。

实施例三：

请参阅图3，一种定容积双向连续自动计量装置，在撬装18上装设两个进液容器：左进液容器1和右进液容器2，进液容器为罐体，左进液容器1、右进液容器2的上端通过气平衡管3连通，气平衡管3上装设有排气阀31；所述左进液容器1、右进液容器2的侧面通过玻璃制旁通管15装设液位测量信号发生装置；所述左进液容器1装设有左高液位测量信号发生装置4、左低液位测量信号发生装置5，所述右进液容器2装设有右二高液位测量信号发生装置17、右高液位测量信号发生装置6、右低液位测量信号发生装置7。

所述左高液位测量信号发生装置4位于左进液容器1接近罐顶的上端，左低液位测量信号发生装置5位于左进液容器1接近罐底的下端，右二高液位信号发生装置位于右进液容器2的上端，与左高液位测量信号发生装置4水平位置一致，右高液位测量信号发生装置6位于右进液容器2中部，右低液位测量信号发生装置7位于右进液容器2的下端，右低液位测量信号发生装置7和左低液位测量信号发生装置5的水平位置相同，高度顺序为：左高液位测量信号发生装置4>右高液位测量信号发生装置6>左低液位测量信号发生装置5=右低液位测量信号发生装置7。

所述左高液位测量信号发生装置4的上游装设有左进液管8，所述右二高液位测量信号发生装置17的上游装设有右进液管9，所述左低液位测量信号发生装置5的下游装设有左排液管10，所述右低液位测量信号发生装置7的下游装设有右排液管11。

所述左排液管10、右排液管11的进口高度低于所述左低液位测量信号发生装置5、右低液位测量信号发生装置7；所述气平衡管3上设有排气阀31，所述左进液管8、右进液管9、左排液管10、右排液管11上分别设有左进液阀81、右进液阀91、左排液阀101、右排液阀111；所述左排液阀101、右排液阀111通过三通管12与主排液管13连通，所述主排液管13的出口高度与所述左高液位测量信号发生装置4一致。

所述主进液管14通过泄压管16与主排液管13连通，所述泄压管16上设有定压阀161，定压阀161预设开启压力值，当设备故障时，来油管网的油液直接通过定压阀161排向排液管网，防止严重事故发生。

本实施例的量油原理与实施例一相同，产气量计量原理与实施例二相同，区别在于，排气操作时，开启排气阀31后，排气截止信号以左低液位测量信号发生装置5测得液位信号时，右二高液位信号发生装置也同时测得液位信号，即完成排气。

本实用新型中的左进液阀81、右进液阀91、左排液阀101、右排液阀111、排气阀31可以用电磁阀，将电磁阀与程控系统通讯控制连接，能够方便的实现自动化控制，将上述左进液容器1、右进液容器2以及各个液位信号发生装置对应的容积参数带入计算软件，能够实现自动计算、计量产油量和产气量。

本实用新型中对相同结构和作用的部件使用同一附图标记，例如：旁通管、三通管等，是本领域常规技术名词，本领域技术人员能够理解，不会造成误解。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，包括左进液容器(1)、右进液容器(2)，左进液容器(1)、右进液容器(2)的上端通过气平衡管(3)连通；所述左进液容器(1)上自上而下设有左高液位测量信号发生装置(4)、左低液位测量信号发生装置(5)，所述右进液容器(2)上自上而下设有右高液位测量信号发生装置(6)、右低液位测量信号发生装置(7)；所述左进液容器(1)、右进液容器(2)的上游分别设有左进液管(8)、右进液管(9)，所述左进液容器(1)、右进液容器(2)的下游分别设有左排液管(10)、右排液管(11)；所述左高液位测量信号发生装置(4)、左低液位测量信号发生装置(5)、右高液位测量信号发生装置(6)、右低液位测量信号发生装置(7)的高度顺序为：左高液位测量信号发生装置(4)>右高液位测量信号发生装置(6)>左低液位测量信号发生装置(5)=右低液位测量信号发生装置(7)；所述左排液管(10)、右排液管(11)的进口高度低于所述左低液位测量信号发生装置(5)、右低液位测量信号发生装置(7)；所述气平衡管(3)上设有排气阀(31)，所述左进液管(8)、右进液管(9)、左排液管(10)、右排液管(11)上分别设有左进液阀(81)、右进液阀(91)、左排液阀(101)、右排液阀(111)；所述左排液阀(101)、右排液阀(111)通过三通管(12)与主排液管(13)连通，所述主排液管(13)的出口高度与所述左高液位测量信号发生装置(4)一致。

2.根据权利要求1所述的一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，所述左高液位测量信号发生装置(4)、左低液位测量信号发生装置(5)、右高液位测量信号发生装置(6)、右低液位测量信号发生装置(7)通过旁通管(15)分别装设于左进液容器(1)、右进液容器(2)。

3.根据权利要求2所述的一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，所述右进液容器(2)的容积大于左进液容器(1)。

4.根据权利要求3所述的一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，所述左进液容器(1)和右进液容器(2)为形状相同的圆柱形罐体。

5.根据权利要求4所述的一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，所述左进液阀(81)、右进液阀(91)、左排液阀(101)、右排液阀(111)、排气阀(31)为电磁阀。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，所述左进液阀(81)、右进液阀(91)通过三通管(12)与主进液管(14)连通。

7.根据权利要求6所述的一种定容积双向连续自动计量装置，其特征在于，所述主进液管(14)通过泄压管(16)与主排液管(13)连通，所述泄压管(16)上设有定压阀(161)。

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