一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法和裝置，該方法用分離器將產(chǎn)出液進行氣液分離，氣體大量從液體中分離出來，可經(jīng)過罐上部排氣管由氣體流量計進行氣體計量，液體由分離器下部的緩沖罐進入稱重罐；該計量裝置由上罐體和下罐體組裝成，上罐體和下罐體分別通過上罐法蘭和下罐法蘭經(jīng)螺栓連接，構(gòu)成一個完全密閉空間，所有計量操作均在該空間內(nèi)完成；液壓稱重部件的液壓稱重單元均布分布在下罐體內(nèi)的圓周平面上，液壓稱重單元通過液壓環(huán)管連通，保證液壓油壓力分布均勻；通過將稱重罐內(nèi)液體重量轉(zhuǎn)換為液壓稱重部件的壓力的變化，可精確計量出稱重罐內(nèi)液體的重量。本發(fā)明體積小、結(jié)構(gòu)簡單、計量精度高，自動計量，在線連續(xù)計量。
【專利說明】一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種對油田采油井的產(chǎn)出液進行計量的方法和裝置，具體地講，就是一種罐式的對油井產(chǎn)出液進行氣液分離后對油液和伴生氣進行計量的一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法和裝置。
技術(shù)背景
[0002]在油田的生產(chǎn)過程中，從油井采出的原液是一種由原油、水、伴生氣等構(gòu)成的混合液，可統(tǒng)稱為油井產(chǎn)出液。在將油井產(chǎn)出液輸送到油田聯(lián)合站進行集中處理前，需要對其按油、水、氣三相組份進行計量，統(tǒng)稱單井計量，特別是對油井的產(chǎn)油量進行計量，從而及時掌握各油井的生產(chǎn)工況，合理進行生產(chǎn)調(diào)度。
[0003]油田現(xiàn)有的單井計量技術(shù)，主要包括計量分離罐間歇計量技術(shù)、兩相分離連續(xù)計量技術(shù)和三相分離連續(xù)計量技術(shù)。其中，兩相分離連續(xù)計量技術(shù)，結(jié)構(gòu)較緊湊，但對油井產(chǎn)油量的計量誤差太大；三相分離連續(xù)計量技術(shù)，油井產(chǎn)油量的計量誤差明顯降低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、操作困難，而且其對油井產(chǎn)油量的計量誤差也不易驗證。
[0004]因此，油田現(xiàn)在大量應(yīng)用的油井計量裝置仍然是計量分離罐間歇計量技術(shù)，如中國專利CN98222454.0所介紹的技術(shù)方案，其設(shè)有一個立式的分離罐，在分離罐的上部、下部、頂部，分別設(shè)有油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路，在油井產(chǎn)出液輸入管路、液體輸出管路、氣體輸出管路上分別設(shè)有進液閥、排液閥、排氣閥，在計量分離罐上還設(shè)有用于測量罐內(nèi)液面高度的液面儀；在分離罐內(nèi)部液體排空后，打開氣體輸出閥和油井產(chǎn)出液輸入閥，關(guān)閉液體輸出閥，同時開始計時，進入計量分離罐的油井產(chǎn)出液在罐內(nèi)進行氣、液分離，所分離出的氣體經(jīng)氣體輸出管路外輸，液體在液面儀的監(jiān)測下逐漸沉積在計量分離罐的下部，在液面達到液面儀指示的某個高度后，停止計時，隨后就可以計算出計時時間內(nèi)油井的產(chǎn)液量。然后用人工從井口取樣的方式，檢測出液體的含油率或者含水率，最后得出原油和水各自的產(chǎn)量。該技術(shù)方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)筒單、造價低廉，可以方便地計量出計時時間內(nèi)或者單位時間內(nèi)油井的產(chǎn)液量，但該類技術(shù)由于計量方法本身的設(shè)計問題造成產(chǎn)液量計量不準(zhǔn)，不能連續(xù)自動計量造成計量時間長、勞動強度大的問題，故此類技術(shù)仍有不能滿足油田對油井計量要求的地方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法和裝置，將分離裝置和稱重裝置集成在一個密封罐內(nèi)，實現(xiàn)分離的同時完成油井產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量的測量。
[0006]本發(fā)明一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法，其方法是:用分離器將產(chǎn)出液進行氣液分離，氣體大量從液體中分離出來，可經(jīng)過罐上部排氣管由氣體流量計進行氣體計量，液體由分離器下部的緩沖罐進入稱重罐；假設(shè)為第η次稱重過程，在稱重罐重量達到最大設(shè)定重量Gmax,關(guān)閉緩沖罐排液閥，時刻記為t(n)，等緩沖罐排液閥關(guān)閉后，對稱重罐進行稱重，重量記為G1 (n)，然后打開稱重罐排液閥，等液體排放完后，關(guān)閉稱重罐排液閥，并對稱重罐稱重，記為Gtlta);打開緩沖罐排液閥，液體進入稱重罐，重量隨時間變化記為G(t)，當(dāng)G(t)達到Gmax時，關(guān)閉緩沖罐排液閥，時刻記為t(n+1)，液體停止流入稱重罐，重量記為G1(n+1)，待排液完成后，關(guān)閉稱重罐排液閥，并對空罐進行稱重，重量記為Gtl (n+1)，重復(fù)上一次的稱重過程；完成一次稱重過程所需要的時間為Λ tn=t(n+1)_tin)，累積的液體重量Λ G (J1)=G1 (n+1)-G0(η),由Λ G(n)/ Δ tn可計算出瞬時產(chǎn)量，通過對24小時的Λ G (n)累積，可測量出日產(chǎn)量，該方法為連續(xù)計量，其計量精度高。
[0007]本發(fā)明一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量裝置，由上罐體和下罐體組裝成，上罐體和下罐體分別通過上罐法蘭和下罐法蘭經(jīng)螺栓連接，構(gòu)成一個完全密閉空間，所有計量操作均在該空間內(nèi)完成。
[0008]所述上罐體由安全閥、排氣管、排氣口、進油口、裝置支撐腳架和分離器、緩沖罐及安裝于緩沖罐下部的排液閥、上罐法蘭等組成，根據(jù)產(chǎn)氣量大小可更換分離器或?qū)⒎蛛x器獨立外置。
[0009]所述下罐體由自動控制模塊、差壓變送器、腔室連接管、液壓連接管、液壓稱重部件及安裝稱重部件的固定架、排液管、稱重罐及安裝于稱重罐底部的排液閥、儲液腔、裝置支撐腳架、下罐體法蘭等組成；所述液壓稱重部件由I個或多個液壓單元構(gòu)成，均勻安裝固定于下罐體內(nèi)側(cè)的圓周上，液壓稱重部件由液壓桿、液壓缸、液壓油和液壓管等部件構(gòu)成，各液壓稱重單元由連接管并聯(lián)后穿過裝置，通過連接管連接到差壓變送器的高壓輸入端，差壓變送器的低壓端接則通過連接管與下罐體儲液腔內(nèi)非液體空間相通，測量裝置內(nèi)部壓力。稱重罐置于液壓稱重部件的液壓桿上，能夠在沿垂方向上下運動。
[0010]液壓稱重部件的液壓稱重單元均布分布在下罐體內(nèi)的圓周平面上，液壓稱重單元通過液壓環(huán)管連通，保證液壓油壓力分布均勻，確保稱重罐垂直放置，以保證計量精度。
[0011]本發(fā)明通過將稱重罐內(nèi)液體重量轉(zhuǎn)換為液壓稱重部件的壓力的變化，液壓稱重部件為一密封的獨立液壓系統(tǒng)，消除罐內(nèi)壓力變化對液壓稱重部件的影響，可精確計量出稱重罐內(nèi)液體的重量。
[0012]本發(fā)明是用分離器將產(chǎn)出液進行氣液分離，氣體經(jīng)上部排氣管排出，通過安裝在排氣管線上的氣體流量計進行計量；產(chǎn)出液計量是利用差壓變送器測量液壓稱重部件內(nèi)液體壓力和裝置內(nèi)壓力的差值，該壓差乘以液壓稱重部件內(nèi)液壓桿的有效截面積，即為稱重罐和產(chǎn)出液的重量；稱重后的產(chǎn)出液經(jīng)過稱重罐下部的排液閥排放，再經(jīng)裝置底部的排液管排出，使得裝置內(nèi)僅留存少量產(chǎn)出液。
[0013]本發(fā)明所提出的技術(shù)方案帶來的有益效果是:1.體積??；2.結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，維修方便；3.在線連續(xù)測量，計量精度高；4.自動計量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明裝置中稱重傳感器的布置示意圖。
[0016]圖中:1.安全閥，2.排氣管，3.上罐體，4.裝置支撐腳架，5.分離器，6.上罐體法蘭，7.排液閥，8.液壓桿，9.液壓缸，10.液壓油，11.固定架，12.液壓管，13.排液閥，14.儲液腔，15.排液管，16.裝置支撐腳架，17.下罐體，18.稱重罐，19.腔室連接管，20.差壓變送器，21.液壓連接管，22.下罐體法蘭，23.緩沖罐，24.進油口，25.排氣口，26.氣體流量計，25.自動控制模塊，26.氣體流量計，27.自動控制模塊。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作具體描述:
[0018]本發(fā)明一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法，其方法是:用分離器5將產(chǎn)出液進行氣液分離，氣體大量從液體中分離出來，可經(jīng)過罐上部排氣管2由氣體流量計26進行氣體計量，液體由分離器5下部的緩沖罐23進入稱重罐18。假設(shè)為第η次稱重過程，在稱重罐18重量達到最大設(shè)定重量Gmax,關(guān)閉緩沖罐23的排液閥7，時刻記為t(n)，等緩沖罐23排液閥7關(guān)閉后，對稱重罐18進行稱重，重量記為G1 (n)，然后打開稱重罐18排液閥13，等液體排放完后，關(guān)閉稱重罐18排液閥13，并對稱重罐18稱重，記為Gtlta);打開緩沖罐23排液閥7，液體進入稱重罐18，重量隨時間變化記為G(t)，當(dāng)G(t)達到Gmax時，關(guān)閉緩沖罐23排液閥
7,時刻記為t(n+1),液體停止流入稱重罐18,重量記為G1(n+1),待排液完成后,關(guān)閉稱重罐18排液閥13，并對空罐進行稱重，重量記為Gciari),重復(fù)上一次的稱重過程；完成一次稱重過程所需要的時間為Λ tn=t(n+1)-t(n)，累積的液體重量Λ G (n)=G1(n+1)-G0(n),由Λ G (η)/ Δ tn可計算出瞬時產(chǎn)量，通過對24小時的Λ G ω累積，可測量出日產(chǎn)量，該方法為連續(xù)計量，其計量精度高。
[0019]本發(fā)明一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量裝置，由上罐體3和下罐體17組裝成，上罐體3和下罐體17分別通過上罐法蘭6和下罐法蘭22經(jīng)螺栓連接，構(gòu)成一個完全密閉空間，所有計量操作均在該空間內(nèi)完成。
[0020]所述上罐體3由安全閥1、排氣管2、排氣口 25、進油口 24、裝置支撐腳架4和分離器5、緩沖罐23及安裝于緩沖罐13下部的排液閥7、上罐法蘭6等組成，根據(jù)產(chǎn)氣量大小可更換分離器5或?qū)⒎蛛x器5獨立外置。
[0021]所述下罐體17由自動控制模塊27、差壓變送器20、腔室連接管19、液壓連接管21、液壓稱重部件及安裝稱重部件的固定架11、排液管15、稱重罐18及安裝于稱重罐18底部的排液閥13、儲液腔14、裝置支撐腳架16、下罐體法蘭22等組成；所述液壓稱重部件由I個或多個液壓單元構(gòu)成，均勻安裝固定于下罐體17內(nèi)側(cè)的圓周上，液壓稱重部件由液壓桿
8、液壓缸9、液壓油10和液壓管12等部件構(gòu)成，各液壓稱重單元由液壓管12并聯(lián)后穿過裝置，通過液壓連接管21連接到差壓變送器20的高壓輸入端，差壓變送器20的低壓端則通過腔室連接管19與下罐體17儲液腔14內(nèi)非液體空間相通，測量裝置內(nèi)部壓力。稱重罐18置于液壓稱重部件的液壓桿8上，能夠在沿垂方向上下運動。
[0022]液壓稱重部件的液壓稱重單元均布分布在下罐體17內(nèi)的圓周平面上，液壓稱重單元通過液壓管12連通，保證液壓油壓力分布均勻，確保稱重罐18垂直放置，以保證計量精度。
[0023]本發(fā)明一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量裝置，該裝置是產(chǎn)出液經(jīng)過裝置上部的分離器5時，將氣液進行分離，液體經(jīng)分離器下部進入緩沖罐23，氣體經(jīng)分離器5上部進入排氣管25，通過安裝在排氣管線上的氣體流量計26進行計量，分離器5實現(xiàn)了氣路與液路的分離；產(chǎn)出液計量是利用差壓變送器20測量液壓稱重部件的壓力和裝置內(nèi)壓力的差值(壓差)，該壓差乘以液壓稱重部件內(nèi)液壓桿8的有效截面積，即為稱重罐18及罐內(nèi)產(chǎn)出液的重量，通過測量稱重罐18空罐和滿罐的重量差值與裝滿產(chǎn)出液的時間關(guān)系，可計算出油井在計量時間段內(nèi)的產(chǎn)出液的實時產(chǎn)量，通過累積可得到準(zhǔn)確的日產(chǎn)量；稱重后的產(chǎn)出液經(jīng)過稱重罐18下部的排液閥13排放到儲液腔14，再經(jīng)裝置底部的排液管15排出，使得裝置內(nèi)僅留存少量產(chǎn)出液。
[0024]液壓稱重部件可直接替換為稱重傳感器，稱重罐18的重量可由稱重傳感器直接測量，操作過程與液壓稱重部件相同。
【權(quán)利要求】
1.一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量方法，其特征在于，方法是:用分離器(5)將產(chǎn)出液進行氣液分離，氣體大量從液體中分離出來，可經(jīng)過罐上部排氣管(2)由氣體流量計(26)進行氣體計量，液體由分離器(5)下部的緩沖罐(23)進入稱重罐(18);假設(shè)為第η次稱重過程，在稱重罐(18)重量達到最大設(shè)定重量Gmax，關(guān)閉緩沖罐(23)的排液閥(7)，時刻記為t(n)，等緩沖罐(23)排液閥(7)關(guān)閉后，對稱重罐(18)進行稱重，重量記為G1(n)，然后打開稱重罐(18 )排液閥(13 )，等液體排放完后，關(guān)閉稱重罐(18 )排液閥(13 )，并對稱重罐(18 )稱重，記為Gtlto);打開緩沖罐(23)排液閥(7)，液體進入稱重罐(18)，重量隨時間變化記為G(t)，當(dāng)G(t)達到Gmax時，關(guān)閉緩沖罐(23)排液閥(7)，時刻記為t(n+1)，液體停止流入稱重罐(18)，重量記為G1 (n+1)，待排液完成后，關(guān)閉稱重罐(18)排液閥(13)，并對空罐進行稱重，重量記為Gtl (n+1)，重復(fù)上一次的稱重過程；完成一次稱重過程所需要的時間為Λ tn=t(n+1)-t(n),累積的液體重量Λ G (n)=G1(n+1)-G0(n),由Λ G (η)/ Δ tn可計算出瞬時產(chǎn)量，通過對24小時的Λ G (n)累積，可測量出日產(chǎn)量。
2.一種采油井產(chǎn)出液產(chǎn)量的計量裝置，由上罐體(3)和下罐體(17)組裝成，其特征在于,上罐體(3)和下罐體(17)分別通過上罐法蘭(6)和下罐法蘭(22)經(jīng)螺栓連接,構(gòu)成一個完全密閉空間，所有計量操作均在該空間內(nèi)完成；所述上罐體(3)由安全閥(I)、排氣管(2)、排氣口(25)、進油口(24)、裝置支撐腳架(4)和分離器(5)、緩沖罐(23)及安裝于緩沖罐(13)下部的排液閥(7)、上罐法蘭(6)等組成，根據(jù)產(chǎn)氣量大小可更換分離器(5)或?qū)⒎蛛x器(5)獨立外置；所述下罐體(17)由自動控制模塊(27)、差壓變送器(20)、腔室連接管(19)、液壓連接管(21)、液壓稱重部件及安裝稱重部件的固定架(11)、排液管(15)、稱重罐(18)及安裝于稱重罐(18)底部的排液閥(13)、儲液腔(14)、裝置支撐腳架(16)、下罐體法蘭(22)等組成；所述液壓稱重部件由I個或多個液壓單元構(gòu)成，均勻安裝固定于下罐體(17)內(nèi)側(cè)的圓周上，液壓稱重部件由液壓桿(8)、液壓缸(9)、液壓油(10)和液壓管(12)等部件構(gòu)成；各液壓稱重單元由液壓管(12)并聯(lián)后穿過裝置，通過液壓連接管(21)連接到差壓變送器(20)的高壓輸入端，差壓變送器(20)的低壓端則通過腔室連接管(19)與下罐體(17)儲液腔(14)內(nèi)非液體空間相通，測量裝置內(nèi)部壓力；稱重罐(18)置于液壓稱重部件的液壓桿(8 )上，能夠在沿垂方向上下運動。
【文檔編號】E21B47/00GK103527173SQ201310496651
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】呂治忠, 鐘功祥, 劉競偉, 王文權(quán), 彭崗桂 申請人:西南石油大學(xué)