本實用新型涉及油田油井計量領(lǐng)域，具體涉及一種多相分離計量裝置。

背景技術(shù)：

油井產(chǎn)出液氣的精確計量是油田開發(fā)動態(tài)分析的重要基礎(chǔ)，通過對各油井產(chǎn)出液氣的連續(xù)計量，可以確定油井的原油、天然氣產(chǎn)量以及含水率等，從而了解地層油氣含量及地層結(jié)構(gòu)的變化。油、氣、水各相流量的實時計量數(shù)據(jù)，對于油氣藏的管理和產(chǎn)能配置、生產(chǎn)工況的分析、油井的維護和流程控制等具有重要意義?？蔀樯a(chǎn)管理提供參考，制定合理的采油方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種多相分離計量裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所述的多相分離計量裝置包括預(yù)分離入口段、組合式多級分離器、液相導(dǎo)管、氣相導(dǎo)管、無源氣液分離平衡控制器、氣體流量計、質(zhì)量流量計、第一動態(tài)緩沖器、第二動態(tài)緩沖器和計量控制系統(tǒng)，所述的預(yù)分離入口段與組合式多級分離器連接，組合式多級分離器的頂部通過氣相導(dǎo)管與無源氣液分離平衡控制器連接；組合式多級分離器還通過液相導(dǎo)管與無源氣液分離平衡控制器連接；組合式多級分離器的底部和無源氣液分離平衡控制器的底部均通過管道與質(zhì)量流量計連接；無源氣液分離平衡控制器的頂部與氣體流量計連接，氣體流量計與第一動態(tài)緩沖器連接，質(zhì)量流量計和第一動態(tài)緩沖器均與第二動態(tài)緩沖器連接。

所述的氣體流量計為旋進漩渦流量計，所述的質(zhì)量流量計為科里奧利質(zhì)量流量計。

所述的第二動態(tài)緩沖器與單向閥連接，單向閥與出液口連接。

所述的預(yù)分離入口段與進口管連接，在進口管與預(yù)分離入口段之間設(shè)置有第一壓力變送器；在第一動態(tài)緩沖器與第二動態(tài)緩沖器之間設(shè)置有第二壓力變送器。

所述的組合式多級分離器包括塔式冗余分離器、切向旋流發(fā)生器、破乳器、液相出口配管和螺旋導(dǎo)向環(huán)；所述的液相出口配管與液相導(dǎo)管連接。

所述的組合式多級分離器的底部設(shè)置有放空閥。

所述的無源氣液分離平衡控制器包括浮子導(dǎo)向器、浮子、液相導(dǎo)向環(huán)、浮子調(diào)節(jié)閥、安全閥、除霧器、氣體出口調(diào)節(jié)閥和液體出口調(diào)節(jié)閥；所述的除霧器連接在氣相導(dǎo)管的出口處，浮子設(shè)置在浮子導(dǎo)向器中。

本實用新型具有如下優(yōu)點：本實用新型所述的多相分離計量裝置提高了油、氣、水的計量精度，消除了過去因人工調(diào)配閥門造成的人為誤差、閥門磨損造成的漏失誤差和人工數(shù)據(jù)錄取造成的讀數(shù)誤差，可適用于各種工況及工藝條件下的油、氣、水、液多相計量。同時，解決了低液量、間歇出油等難計量的問題。提高了油井精細化管理的水平，通過自動計量數(shù)據(jù)，為第一時間掌握生產(chǎn)動態(tài)變化提供了真實的依據(jù)，及時分析，及時采取措施。提高了油田自動化管理水平，實現(xiàn)無人值守自動計量，自動化程度高，可在無人值守條件下實現(xiàn)全自動計量、遠程查詢實時和歷史數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本實用新型的多相分離計量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

如圖1所示，本實用新型所述的多相分離計量裝置包括預(yù)分離入口段1、組合式多級分離器2、液相導(dǎo)管3、氣相導(dǎo)管4、無源氣液分離平衡控制器5、氣體流量計6、質(zhì)量流量計7、第一動態(tài)緩沖器8、第二動態(tài)緩沖器9和計量控制系統(tǒng)，所述的預(yù)分離入口段1與組合式多級分離器2連接，組合式多級分離器2的頂部通過氣相導(dǎo)管4與無源氣液分離平衡控制器5連接；組合式多級分離器2還通過液相導(dǎo)管3與無源氣液分離平衡控制器5連接；組合式多級分離器2的底部和無源氣液分離平衡控制器5的底部均通過管道與質(zhì)量流量計7連接；無源氣液分離平衡控制器5的頂部與氣體流量計6連接，氣體流量計6與第一動態(tài)緩沖器8連接，質(zhì)量流量計7和第一動態(tài)緩沖器8均與第二動態(tài)緩沖器9連接。

所述的氣體流量計6為旋進漩渦流量計。所述的質(zhì)量流量計7為科里奧利質(zhì)量流量計。

所述的第二動態(tài)緩沖器9與單向閥10連接，單向閥10與出液口14連接。

所述的預(yù)分離入口段1與進口管11連接，在進口管11與預(yù)分離入口段1之間設(shè)置有第一壓力變送器12；在第一動態(tài)緩沖器8與第二動態(tài)緩沖器9之間設(shè)置有第二壓力變送器13。

所述的組合式多級分離器2包括塔式冗余分離器26、切向旋流發(fā)生器22、破乳器23、液相出口配管24和螺旋導(dǎo)向環(huán)25；所述的液相出口配管24與液相導(dǎo)管3連接。

所述的組合式多級分離器2的底部設(shè)置有放空閥。

所述的無源氣液分離平衡控制器5包括浮子導(dǎo)向器51、浮子52、液相導(dǎo)向環(huán)53、浮子調(diào)節(jié)閥54、安全閥55、除霧器56、氣體出口調(diào)節(jié)閥57和液體出口調(diào)節(jié)閥58；所述的除霧器56連接在氣相導(dǎo)管4的出口處，浮子52設(shè)置在浮子導(dǎo)向器51中。

本實用新型所述的多相分離計量裝置在使用時，混合液通過進口管流經(jīng)預(yù)分離入口段1，在預(yù)分離入口段1中依靠氣體和液體自身比重差異，產(chǎn)生初步分離（氣體分布在管道截面上層，液體分布在截面底層）。初步分離后的氣液兩相流通過切向旋流發(fā)生器22產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，受比重差和容積增大的影響，油、氣會自然分離，未分離的油、氣沿著組合式多級分離器2的內(nèi)壁作離心式旋轉(zhuǎn)運動，于是質(zhì)量大的油液被甩向筒壁，質(zhì)量小的氣體則集中在中心作回旋運動，形成一個倒錐型氣體渦流。

當(dāng)多相流流量較大時，氣體渦流中必然夾帶部分霧狀液體。在渦流面上方安裝一個塔式冗余分離器26，回旋上升的氣霧和塔式冗余分離器26的兩層隔板接觸時，氣流中的霧狀油滴粘附在塔式冗余分離器26的傘表面，沿傘面下滴，氣體從頂部出氣口排出，保證了大流量情況下的高效分離效果。

當(dāng)多相流流量較小時，受流速影響產(chǎn)生的離心力較小，液相中夾帶的部分非游離氣體較難分離出來。這時，在切向旋流發(fā)生器下方一定距離安裝一個破乳器23，該破乳器是一個傘狀多孔型器件。夾帶部分非游離氣的高速液流與破乳器的板壁相碰，板壁上的多孔對流體產(chǎn)生一個反向力，使液體產(chǎn)生折流效果而將帶氣泡的液滴破碎。分離出的液滴通過破乳器的聚結(jié)板孔向下沉入液體段，氣體便從泡沫中逸出上升，所以該裝置不但能從油中除去泡沫，并能從泡沫中除氣，效果更佳。

當(dāng)油井輸送過來的多相流含沙粒等雜質(zhì)較多時，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可避免沙粒等雜質(zhì)進入含有可動部件的單元。參見圖1，與氣液分離平衡控制器5連接的液相導(dǎo)管3安裝在組合式多級分離器2的上半部分，沙粒等雜質(zhì)在旋流作用及重力作用下沉積在分離器底部，可避免雜質(zhì)沿著液相導(dǎo)管進入下級單元。通過打開分離器底部的放空閥可將雜質(zhì)排出系統(tǒng)。

無源氣液分離平衡控制器安裝在組合式多級分離器的下級，氣相導(dǎo)管（氣相入口配管）連接分離器的氣體出口管，液相導(dǎo)管連接分離器的液相出口配管。

在氣相導(dǎo)管4的出口處安裝一個除霧器56，對上級分離的氣體作進一步除霧處理。除霧器的內(nèi)部為圓柱體形金屬網(wǎng)填料，由不銹鋼絲編織物繞制而成，液滴撞擊金屬網(wǎng)并聚結(jié)而往下沉降，從而消除了氣體夾帶液滴排出。液滴沉降到無源氣液分離平衡控制器的下端，氣體則聚集在頂部。

在液相導(dǎo)管3的端部再安裝一個切向旋流發(fā)生器，將上級分離的液體作進一步離心分離。為了避免分離后的液體和氣體再次融合，在切向旋流發(fā)生器的上方適當(dāng)距離安裝一個液相導(dǎo)向環(huán)53，液體只在液相導(dǎo)向環(huán)的下方做高速旋轉(zhuǎn)，不會向上方溢出，同樣在無源氣液分離平衡控制器的中心形成一個倒圓錐的氣體渦流。無源氣液分離平衡控制器5頂部的排氣管線上設(shè)有一個浮子調(diào)節(jié)閥54來控制氣體排放量，以維持容器內(nèi)液位在最佳范圍。

本實用新型所述的多相分離計量裝置通過計算機設(shè)定報警條件，當(dāng)計量數(shù)據(jù)超出正常波動范圍時，或裝置壓力異常時，系統(tǒng)將自動報警。實現(xiàn)了全天候生產(chǎn)監(jiān)控，為油井安全生產(chǎn)和防止意外事故的發(fā)生提供了有效的保障。計量精度高，達到國際先進水平，提高了油、氣、水的計量精度，消除了過去因人工調(diào)配閥門造成的人為誤差、閥門磨損造成的漏失誤差和人工數(shù)據(jù)錄取造成的讀數(shù)誤差。通過計算機進行各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。結(jié)構(gòu)合理，重量輕，安裝方便，單井計量裝置占地面積僅需2㎡左右，不僅減少了占地投資，而且由于該裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，可大大提高建站效率?？蓜硬考伲僮骱唵?，裝置穩(wěn)定性好，日常維護工作量極少，減輕了人工勞動強度，不但維護成本低，而且使用壽命長，節(jié)省了投資。安全環(huán)保，裝置使用雙重密封結(jié)構(gòu)，保證油氣零泄漏，減少了安全隱患。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。