CN2314093Y - 全自动选井式三相油井计量装置 - Google Patents

Abstract

一种自动选井式三相油井计量装置,是由多通选通阀、准三相计量装置、具有远距离遥测,遥控功能的微机组成。利用密封寿命长于12年的多通选通阀,实现了自动选井、利用二相计量分离器进行三相计量。利用具有远距离遥测,遥控功能的微机,实现了高度自动化计量。

Description

全自动选井式三相油井计量装置

本实用新型属于油井配套装置。具体是一种油井计量装置。

目前使用的油井计量装置主要有两种：一种是油井二相计量装置，一套二相油井计量装置，负责计量11-16口油井的油、气、水的日产量，由两相计量分离器及仪表、阀组和微机三部分组成。阀组由22-23个阀门组成，计量一号油井时，关闭左侧的阀门，开启右侧的阀门，使1号油井的产出液进入两相计量分离器，气体从分离器上部排出，经温度变送器、压力变送器、过滤器、气体流量计、自力式压力调节阀，排至汇管。由气体流量计计量气体流量，自力式压力调节阀使分离器内的压力高于汇管压力0.1-0.3Mpa，使油水混合液从分离器下部排出，经过滤器、液体流量计、密度计和含水仪、浮球阀、温度变送器排至汇管，由液体流量计和含水分析仪，计量产油量和含水率。

存在的问题：

1．计量一口油井要人工开关阀门4次，劳动强度大，无法实现自动连续量油。

2．22-32个阀门中，有一个阀门渗漏就会计量不准确。

3．含水率大于50％时，产油量计量准确度随着含水率的上升而增大；原油含水率高于98％时，2％含水率计量误差，造成的产油量计量误差高达100％(油井日产100吨液只2吨原油)。无法保证产油量±5％。

4．油井含水高、含气少无法排油，用泵抽吸造成分离器压力降低，油井产液量忽高忽低，产量不稳定。

5．对于高粘度原油油气分离困难，形成了稳定的泡沫油时，没有适用的流量计可以使用。

另一种是油井三相计量装置。

三相油井计量装置，由三相计量分离器及仪表、阀组和微机三部分组成。阀组选择一口油井进入三相计量分离器、气体经由过滤器、气体流量计、自力式调节阀、温度变送器、压力变送器排入汇管。

由气体流量计计量气体流量。温度变送器和压力变器计量压力、温度。游离水进入水桶，由上下浮球液位继电器控制电动载止阀排出游离水，由水表计量游离水量。浮化原油经由漏斗时排至油桶，由上下液位继电器、控制电动截止阀排出浮化原油。由液体流量计和含水分析仪，计量浮化原油的流量和含水率。

三相油井计量装置由于实现了油、气、水三相计量，产油量准确度可以确保±5％。

存在的主要问题：

1．含水率高并产量低的油井，由于油相含量少，油桶很长时间满不了。

2．分离器内上层的乳化油层替换出去以后，才能计量第二口油井，这个替油过程有时要2-4小时，使用非常不方便。

3．三相计量分离器容积大，占地面积大，造价较高，全套装置60-80万。

4．三相计量装置无法对泡沫原油进行准确计量。

本实用新型的目的是：提供一种自动选井式三相油井计量装置，实现自动选井，用二相计量分离器进行三相计量。

本实用新型是这样实现的：全自动选井式三相油井计量装置，由二相计量装置，自动多通选通截止阀，微机组成，微机与自动多通选通截止阀相连，通过自动多通选通截止阀控制程序组合阀，程序组合阀与计量分离器相通，在计量分离器的一侧装有气包，气包与自动多通选通截止阀相连，计量分离器与自动多通选通截止阀相连通。在计量分离器内装有上液位继电器，下液位继电器、插入式含水分析仪，计量分离器的一侧装有判定差压变送器，程序组合阀还与气包及通向汇管的温度变送器，压力变送器，过滤器，气体流量计等设备相连通。

下面结合附图做进一步说明：

图1：全自动选井式三相油井计量装置结构示意图

图2：自动多通选通截止阀结构图

由微机给自动多通选能截止阀(15)，发出选井指令(代替原来的22-32个手动截止阀组成的阀组)，‘’状，液阀开启，10-15口油井的气进入气包5，浮球阀10防止液体进入计量分离器11，气体经过程序组合阀的气阀进入计量分离器11压液，使液位下降，直到下液位继电器14的触点释放。程序阀4的液阀关闭，气阀成1‘’状，分离器11内的液位上升到上液位继电器12动作，触点闭合，判定差压变送器9的信号值，计算油水的总质量。沉降5-10分钟，使游离水沉降在分离器的底层。乳化原油飘浮在上层，计算机发出指令使程序阀4的气阀成‘’状，液阀开启气包内的气体进入分离器11压液排液。由温度传感器8测温，含水分析仪和密度计7、液体流量计6先计量游离水量，再计量乳化油量和含水率。因为乳化原油的含水率在15％以下时，是用流量计直接量出来的，使产油量的计量准确度优于±5％。当油井原油含水率高于95％时，分离器内装的基本上都是水，只是在水面上浮着很薄的一层原油，无法用流量计进行准确计量时，可以由油水判别器控制，实现多次定量放水，使分离器内的油相含量增多，然后再通过缩径的分离器下筒排出并进行计量。从而使产油量的计量准确度从±50-100％提高到±5％。对于稳定的油气泡沫液，可以用分离器质量法量得的油水总质量(±1％)，减去用流量计计量得到的游离水质量V_水×P水(±1％)，得到计量准确度优于±2％的浮化油质量。扣去乳化水量，使产油量计量准确度优于±5％。由插入式含水分析仪判别游离水并进行定量放水，使油相含量增大。在排液过程中由液体流量计6含水分析仪7计量游离水量，乳化油量和乳化油的含水率。

自动多通选通截止阀具有微机自动和人工选井两种功能。由微机向阀位控制器输入BCD码阀位指令；人工选井时拨动8、4、2、1编码的两位机械计数器，指示应选的油井号，由电机28通过减速机27和轴21带动选通阀芯20，直到选中应选的油井。三个压紧弹簧23由压簧座29定位在选通阀芯20上，使选通阀芯20紧贴于阀座19上，能保持0.35Mpa的压差不会内漏。被选中油井的产出液流经选通阀芯20的流液通道，从阀座19的选通口18流向计量分离器。控制发信盒25完成阀位的信号发出和控制。压力表24指示阀内压力。阀盖22与阀座19螺纹连接，刻度盘26在发信盒25上，

在分离器内的液位上升过程中，气体流经程序阀4的气阀、温度变送器16、压力变送器17、过滤器2、气体流量计3进入汇管，由气体流量计计量产气量。

本实用新型的优点：

1．利用多通自动选通截止阀实现了自动选井，降低了工人操作的劳动强度，省略了阀组，减少了计量站的占地面积。使用11-16多通选通阀，实现了自动选井，降低了工人操作的劳动强度，省略了阀组，减少了计量站的占地面积。

使用11-16多通选通阀，在11-16口油井中，选择其中一口油井进行三相计量，其余油井的产出液进入生产汇管。

多通阀的特征在于，利用平面密封原理，不使用任何软性密封材料，抗砂耐磨性能好，密封寿命长于12年。利用红外光电BCD数码选位，有自动和手动两种控制方式，对位准确使用方便。转动扭矩小于400Nm，具有快开快关功能，可以防止其它油井的液量掺入计量分离器。

2．利用结构简单成本较低的两相计量分离器实现了三相计量。提高了产油量的计量准确度(确保±5％)，降低了建设投资。

3．程序分配阀具有防砂、防腐、抗磨功能，适用于含砂原油的计量。杜绝了阀门关不严提不起的弊病。

4．在11-16口油井中，只要有一口油井有气，或者利用11-16口油井的总气量，就可以实现计量分离器的压液排液，省略了一台管通泵。

计量方式的特征是，高含水原油进入二相计量分离器沉降5-10分钟，使游离水沉降在底部，排液时通过缩径的下筒，由液体流量计和含水分析仪，分别计量游离水量、乳化油量和乳化原油的含水率。当含水率高于85％，油相含量少时，可以多次定量放水，使油相含量增大，提高油相的计量准确度。也可以用分离器质量法计量油水的总质量(±1％)，减去液体流量计(±1％)计量的游离水量，使泡沫乳化油量的计量准确度优于±2％(目前无法使用仪表计量泡沫乳化油)。

11-16口油井中有一口油井有足够的气量，(或利用11-16口油井的气量)就可以实现其余10-15口无气油井的排液。防止用泵抽吸排液时，由于破坏了抽油泵泵前、泵后的压差平衡，造成产液量的急剧波动。

使用稳定性好的电容式微差压计，测量玻璃管液位计水位的高度，进行分离器质量法量液，防止因水位电极的油污染造成水位测量失灵。可以任意改变差压计差压信号的差值来改变和扩大装置的测量范围。

微机有无线通信接口，配用无线传输系统可以在0-80公里范围内，实现远距离遥测遥控，由微机实施定时循回检测。

利用差压信号控制游离水的体积，对液体流量计进行定时实液标定。

Claims (3)

1．全自动选井式三相油井计量装置，其特征是由二相计量装置、自动多通选通截止阀，微机组成，微机与自动多通选通截止阀(15)相连，通过自动多通选通截止阀控制程序组合阀(4)，程序组合阀(4)与计量分离器(11)相通，在计量分离器(11)的一侧装有气包(5)，气包(5)与自动多通选通截止阀(15)相连，计量分离器(11)与自动多通选通截止阀(11)相接通。

2．根据权利要求1所述的计量装置，其特征是：计量分离器(11)内装有上液位继电器(12)，下液位继电器(14)；插入式含水分析仪(13)，计量分离器的一侧有判定差压变送器(9)。

3．根据权利要求1所述的计量装置，其特征是：程序组合阀(4)分别与计量分离器(11)，气包(5)，及通向汇管的设备相连通。

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