天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置，是為實現(xiàn)單井氣、液實時在線計量、滿足氣田數(shù)字化的建設(shè)需求而設(shè)計的，主要包括連接管線法蘭的前、后計量直管、設(shè)在計量直管上的整流器、取壓控制閥、壓力傳感器和溫度傳感器、連接計量直管且相對安裝的一對本體法蘭、設(shè)在本體法蘭間的密封墊和雙喇叭孔節(jié)流孔板、通過取壓控制閥連接本體法蘭的一體化儀表等。本裝置能實現(xiàn)天然氣單井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的高精度在線計量；能采用整流技術(shù)將單井的復(fù)雜流態(tài)簡化為段塞流和霧狀流流態(tài)；節(jié)流孔板能利用流體沖刷實現(xiàn)自我清潔，消除臟物堆積造成的計量誤差；一體化儀表集壓力、差壓、溫度數(shù)據(jù)采集和計算于一體，能夠滿足氣田數(shù)字智能化管理的要求。
【專利說明】天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置，屬于油田采油采氣計量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]氣井產(chǎn)量計量是天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域重要的技術(shù)問題之一，產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量等生產(chǎn)資料是監(jiān)控地層出水、優(yōu)化氣田配產(chǎn)、確保氣藏合理開采的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是進行開發(fā)地質(zhì)分析和制定生產(chǎn)決策的重要依據(jù)。目前，主要應(yīng)用的測量方法為分離計量和井口在線計量，最成熟的天然氣單井計量方法是采用分離器將各相分離后單獨計量，氣相計量精度高，但生產(chǎn)流程復(fù)雜，工藝建設(shè)成本高、設(shè)備龐大，不能在線計量。
[0003]長慶蘇里格氣田的單井計量采用井口帶液計量，由于沒有適用的氣、液在線計量裝置，存在產(chǎn)氣量計量誤差大及產(chǎn)液量無法計量等問題，制約了氣田數(shù)字智能化建設(shè)和氣井精細(xì)管理的進一步推進。
[0004]國內(nèi)外學(xué)者研究的濕氣計量方式多是針對穩(wěn)定的流動狀態(tài)，而天然氣井出現(xiàn)霧裝流、層流和段塞流等生產(chǎn)工況的隨機性較大，不能達到天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置的工業(yè)應(yīng)用條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置，其能實現(xiàn)氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集及遠傳，滿足氣田數(shù)字智能化井口的建設(shè)需求。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0007]與管徑匹配的法蘭A連接前計量直管，前計量直管前端設(shè)有整流器、取壓控制閥L和壓力傳感器，后端連接計量裝置本體法蘭C。與本體法蘭C相對應(yīng)的本體法蘭D連接后計量直管，后計量直管后端設(shè)有溫度傳感器，并連接與管徑匹配的法蘭B。本體法蘭C通過取壓控制閥M連接一體化儀表，本體法蘭D通過取壓控制閥N連接一體化儀表。
[0008]本體法蘭C端面連接徑向的密封墊E，本體法蘭D端面連接徑向的密封墊F。
[0009]帶雙喇叭孔的節(jié)流孔板設(shè)在密封墊E和密封墊F之間，以突出孔板一側(cè)端面的中心柱體連接于本體法蘭C孔內(nèi)，中心柱體內(nèi)設(shè)有兩個方向相反的、縮徑口同徑且相通的喇叭孔，前向喇叭孔的擴徑口與本體法蘭C內(nèi)孔同徑。節(jié)流孔板上設(shè)有檢查操作手柄。
[0010]本發(fā)明的創(chuàng)新效果如下:
[0011]1.該裝置能實現(xiàn)天然氣單井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的實時在線計量，產(chǎn)氣量計量誤差±5%，連續(xù)產(chǎn)液氣井產(chǎn)液量計量誤差±10%，間歇產(chǎn)液氣井產(chǎn)液量計量誤差±20%，計量精度高；
[0012]2.采用整流技術(shù)，對層流、波狀流、活塞流等起到近似“霧化”的作用，使這些流態(tài)在儀表監(jiān)測上的響應(yīng)特征趨近于霧狀流，將單井計量的復(fù)雜流態(tài)簡化為段塞流和霧狀流兩種；[0013]3、儀表中設(shè)定選擇霧狀流和段塞流計量模型的判定參數(shù)，計量過程中根據(jù)工況自動選擇計量模型，提高計量精度；
[0014]4.帶雙喇叭孔的節(jié)流孔板利用流體自身沖刷實現(xiàn)自我清潔，能有效克服傳統(tǒng)孔板前死角堆積臟物造成的計量誤差；
[0015]5.該裝置可采用太陽能供電，滿足野外天然氣單井井口無大電的工況要求；
[0016]6.弱電、低功率一體化儀表集壓力、差壓、溫度數(shù)據(jù)采集和計算于一體，滿足氣田數(shù)字智能化管理的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置示意圖。
[0018]圖2為節(jié)流孔板不意圖。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1至2對本發(fā)明的實施例進一步說明:
[0020]實施例:
[0021]與管徑匹配的法蘭Al連接前計量直管3，前計量直管3前端設(shè)有整流器2、取壓控制閥L9和壓力傳感器10，后端連接計量裝置本體法蘭C4。與本體法蘭C4相對應(yīng)的本體法蘭D6連接后計量直管7，后計量直管7后端設(shè)有溫度傳感器17，并連接與管徑匹配的法蘭B8。本體法蘭C4通過取壓控制閥Ml I連接一體化儀表14，本體法蘭D6通過取壓控制閥N15連接一體化儀表14。
[0022]本體法蘭C4端面連接徑向的密封墊E13，本體法蘭D6端面連接徑向的密封墊F16。
[0023]帶雙喇叭孔的節(jié)流孔板12設(shè)在密封墊E13和密封墊F16之間，以突出孔板一側(cè)端面的中心柱體連接于本體法蘭C4孔內(nèi)，中心柱體內(nèi)設(shè)有兩個方向相反的、縮徑口同徑且相通的喇叭孔，前向喇叭孔的擴徑口與本體法蘭C4內(nèi)孔同徑。節(jié)流孔板12上設(shè)有檢查操作手柄5。
[0024]本發(fā)明計量裝置通過法蘭Al、B8安裝于輸氣管線。天然氣井產(chǎn)物先通過整流器2整流，將流體頻繁變換的單井管輸流態(tài)整理簡化為霧狀流和段塞流流態(tài)，被整流后的流體再經(jīng)前計量直管3紊流和節(jié)流孔板12節(jié)流，形成差壓，壓差數(shù)據(jù)由弱電與低功率的一體化儀表14內(nèi)的流量計算模塊通過取壓控制閥Mll和N15控制并采集；通過前計量直管3上的壓力傳感器10和取壓控制閥L9控制采集壓力；通過后計量直管7上的溫度傳感器17控制采集溫度，將數(shù)據(jù)傳入一體化儀表14計算出的工況氣、液產(chǎn)量，再轉(zhuǎn)化為標(biāo)況下單井的產(chǎn)氣量及產(chǎn)液量。
[0025]一體化儀表14內(nèi)的流量計算模塊基于孔板噪音法計量原理，建立段塞流和“霧狀流”兩種計量模型，根據(jù)不同含液率的天然氣通過節(jié)流孔板時的不同差壓噪聲曲線確定相比份，根據(jù)相比份和差壓雙參數(shù)來判定管道流體的流態(tài)，優(yōu)選兩相計量數(shù)學(xué)模型求解得氣、液出兩相產(chǎn)量。
【權(quán)利要求】
1.一種天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置，其特征在于: 與管徑匹配的法蘭A(I)連接前計量直管(3)，前計量直管(3)前端設(shè)有整流器(2)、取壓控制閥L(9)和壓力傳感器(10)，后端連接計量裝置本體法蘭C(4);與本體法蘭C(4)相對應(yīng)的本體法蘭D (6)連接后計量直管(7)，后計量直管(7)后端設(shè)有溫度傳感器(17)，并連接與管徑匹配的法蘭B(8);本體法蘭C(4)通過取壓控制閥MlI連接一體化儀表(14)，本體法蘭D(6)通過取壓控制閥N(15)連接一體化儀表(14)； 本體法蘭C(4)端面連接徑向的密封墊E(13)，本體法蘭D(6)端面連接徑向的密封墊F(16)； 帶雙喇叭孔的節(jié)流孔板(12)設(shè)在密封墊E (13)和密封墊F (16)之間，以突出孔板一側(cè)端面的中心柱體連接于本體法蘭C (4)孔內(nèi)，中心柱體內(nèi)設(shè)有兩個方向相反的、縮徑口同徑且相通的喇叭孔，前向喇叭孔的擴徑口與本體法蘭C(4)內(nèi)孔同徑；節(jié)流孔板(12)上設(shè)有檢查操作手柄(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的天然氣單井氣、液產(chǎn)量在線計量裝置，其特征在于本發(fā)明計量裝置通過法蘭A (I)和法蘭B (8)安裝于輸氣管線；天然氣井產(chǎn)物先通過整流器(2)整流，將流體頻繁變換的單井管輸流態(tài)整理簡化為霧狀流和段塞流流態(tài)，被整流后的流體再經(jīng)前計量直管(3)紊流和節(jié)流孔板(12)節(jié)流，形成差壓，壓差數(shù)據(jù)由弱電與低功率的一體化儀表(14)內(nèi)的流量計算模塊通過取壓控制閥M(Il)和N(15)控制并采集；通過前計量直管(3)上的壓力傳感器(10)和取壓控制閥L(9)控制采集壓力；通過后計量直管(7)上的溫度傳感器(17)控制采集溫度，將數(shù)據(jù)傳入一體化儀表(14)計算出的工況氣、液產(chǎn)量，再轉(zhuǎn)化為標(biāo)況下單井的產(chǎn)氣量及產(chǎn)液量。
【文檔編號】E21B47/00GK103573249SQ201210272674
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】穆謙益, 張書平, 付鋼旦, 馬建軍, 張春濤, 程世東, 邱奇, 楊倉海, 鄒遠軍, 常鵬, 徐梅贊, 樊晨, 徐勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司