CN2318634Y - 混合流体中各组元含量的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种流量测量装置,主要用于在线测量采出源油中各组元(油、水、天然气)的含有量,也可用于其他混合流体各组分的测定。该装置主要由引液管、分离罐、U型管、传感器及信号采集处理系统等组成。该装置结构简单,造价低廉,操作方便,测量结果准确可靠,适用于各种工况条件下的源油流量测定。

Description

混合流体中各组元含量的测量装置

本实用新型涉及流体流量的测量装置，具体地说是一种安在开采源油的生产线上随时测量源油中各组分流量的装置。

源油开采过程中，采出的源油中除了油之外，总要含有一些水、天然气等。为了随后加工生产的需要，要求预先准确、及时地掌握这种混合物中各组分的含量。我国长期以来沿用的测量方法是：用分离罐进行人工计量含气量和含液量，再用取样化验的方法获得液量中的油水比。这种测量方法，设备多，工序复杂，工作效率低，不能实现连续测量。CN1105448号专利申请，公开了一种测量油、气、水混合物中各组分流量的新方法和新装置：该装置主要由引液管、传感器、信号采集处理系统等组成，引液管含有垂直段、水平段、倒U型段等几个部分。垂直段的管道上装有压力差传感器；水平段的管道中分别装有温敏传感器和压力传感器；倒U型管道的壁上装有电容传感器，此传感器的另一端与高灵敏度电容器相连。上述各传感器均与二次仪表相接，二次仪表采集的电压量、电流量，通过电容器进行相关分析及数据处理，即以电容相关分析技术测量出油、天然气、水的总流量速度，再以压差传感器测出引液管的压差，从而得到液相与气相的比率以及油水比，最后根据多相流体流动理论，分别获得油、天然气、水三组元的流量。这种装置实现了对混合油、气、水各组元流量的在线自动连续测量，具有测量准确度较高、测量装置体积小、省力省事等优点，在源油粘性小、油井流量稳定的工况下，测量结果相对准确。然而，实际生产中往往不具备上述理想条件，因实际生产中流体对管路的压力和流量的波动变化往往较大，会较大地影响测量结果的准确性。况且，该装置只能一次计算出气流量、两次计算出源油中油和水的流量，这样就造成气流量的两级误差和油、水量的三级误差，故一定程度的存在着不可避免的测量误差。

本实用新型的目的是对已有技术再做改进，既适用对各种源油状态、不同流量速度的测量，又能避免产生误差，提高测量的准确度。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型主要由引液管、分离罐、槽型漏斗、U型管、控制阀门、压力传感器、温敏传感器及信号采集处理系统组成。分离罐的壁上有上、中、下三个开口，中开口与引液管相通，上、下开口分别是排气管和出液管。分离罐中部横放着一个槽型漏斗，此槽型漏斗的下方有一个垂直放置的U型管，U型管之一边侧管的上端是个导流弯管，此弯管的上端口与槽型漏斗上的流口相通。分离罐内的底部有一个控制阀门，该阀门的打开或闭合可由浮球控制。在引液管的外壁和分离罐的上部，分别装有压力传感器和温敏传感器；在排气管、出液管和U型管上，均装有压差电容式传感器。上述传感器均与信号采集处理系统相连，该系统将各传感器传来的模拟信号转换成数字信号进行相关分析及数据处理，最终由显示器将结果显示出来。

下面结合附图叙述一个实施例，对本装置作进一步的描述：

附图为本装置的整体结构示意图。图中：1是引液管，2是分离罐，3是槽型漏斗，4是U型管，5是U型管上端的导流弯管，6是浮球，7是槽型漏斗的流口，8是控制阀门，9和10是压差传感器的测量端，11是压差传感器，12和13分别是安装在排气管14和出液管15上的传感器，16和17分别是安装在引液管1、分离罐2上的压力传感器和温敏传感器，18是信号采集处理系统。

本装置由引液管1与油井的输油主管道相连，天然气、油、水的混合物经引液管1进入分离罐2。罐中的槽状漏斗3紧靠在管1的下方呈水平安放。从引液管1流入分离罐2的混合物中的源油，先流入槽状漏斗3，当槽状漏斗3流满后，液体会从其两边溢出而落到分离罐2的底部，由于分离罐2下部的控制阀门8位于罐内液体的液面以下，所以密度非常小的天然气只能从上方的排气管14排出，由传感器12测量出天然气流量的电信号。当分离罐2底部的液面位置达到一定高度时，便托起浮球6，于是阀门打开，液体沿阀门的管孔经出液管15流出，由压差传感器13测量出液量的电信号。留在槽状漏斗3中的液体，沿漏斗底部的流口7漏进导流弯管5中，再从U型管的流出端流出，U型管的流出端比流入端低15mm。从槽状漏斗3漏出的液体匀速地进入导流弯管，由于导流弯管5对液体流动的缓冲作用，进入U型管4中的液体失去冲击力量，因此U型管4中的液体处于匀速流动状态，因而其测量段两端9、10处的压差信号可保证平稳，该压差信号被压差传感器11转变成电信号。压力传感器17装在引液管1上，温敏传感器18装在分离罐2的排气管旁。上述测得的压力和温度的电压信号和气量的电压信号、液量的电压信号、油水比的电压信号，一起传送到信号采集处理系统18，由其进行相关分析及数据处理，最终由显示器显示出来。

本装置可应用于对油田采出源油中油、水、天然气含有量的在线测定，也可用于其他混合流体中各组元含量的在线计量。该装置具有体积小，造价低，测量准确可靠，适合在任何工况下应用等优点。

Claims (3)

1、混合流体中各组元含量的测量装置，由引液管(1)、压力传感器(16)、温敏传感器(17)、信号采集处理系统(18)等组成，其特征在于：有一个由分离罐(2)、槽型漏斗(3)、U型管(4)组成的稳流取样系统，分离罐的壁上有排气管(14)、出液管(15)、引液管(1)，分离罐的中部横放着槽型漏斗(3)，此漏斗的下方垂直放置着一个U型管(4)和一个控制液位的控制阀门(8)。

2、根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：控制阀门(8)的开启与闭合由浮球(6)控制。

3、根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：U型管(4)一侧的上端有一个导流弯管(5)，此弯管上端与上方槽状漏斗(3)之流口(7)相通。