本發(fā)明屬于油田地面生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定系統(tǒng)及其標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

油田單井計(jì)量裝置用來(lái)對(duì)油田單井的產(chǎn)液量進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量的準(zhǔn)確與否對(duì)油田開發(fā)與油田管理都有著重大的影響。油井的產(chǎn)出液中往往混合有氣體、水，而常規(guī)的單井計(jì)量裝置，如玻璃管計(jì)量分離器、翻斗式計(jì)量分離器等，在液量和氣量波動(dòng)較大時(shí)，氣中會(huì)夾帶大量的液，液中也會(huì)夾帶大量氣泡，造成計(jì)量誤差大，而且只能計(jì)量出含液，無(wú)法計(jì)量出油和水分別是多少，導(dǎo)致不能反映出真實(shí)的產(chǎn)液量，而且目前的流量計(jì)量裝置都沒有進(jìn)行檢測(cè)流量計(jì)是否準(zhǔn)確的標(biāo)定系統(tǒng)，造成計(jì)量裝置在運(yùn)行過程中計(jì)量誤差越來(lái)越大。

《一種油水兩相精確計(jì)量裝置》，申請(qǐng)?zhí)枺?01520278072.2，公告日：2015.12.02，公告號(hào)：204831423u，涉及一種油水兩相計(jì)量裝置，是通過稱量計(jì)量罐的重量和罐內(nèi)油水體積來(lái)分別計(jì)算得到油和水的量，油水密度只能定期取樣測(cè)定。

《計(jì)量增壓一體化集成裝置》，申請(qǐng)?zhí)枺?01320325659.5，公告日：2015.01.08，公告號(hào)：203384644u，涉及一種計(jì)量增壓一體化集成裝置，主要通過流量計(jì)、含水分析儀、外輸泵實(shí)現(xiàn)計(jì)量增壓功能，其中流量計(jì)使用范圍有限，對(duì)于單井含氣高，波動(dòng)大，腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重適應(yīng)性差，計(jì)量誤差大。

《撬裝雙體式油井自動(dòng)計(jì)量器》，申請(qǐng)?zhí)枺?01410150159.1，公開日：2014.06.25，公開號(hào)：103883309a，利用兩個(gè)量油分離器交替進(jìn)入原油和排空，根據(jù)液面上升的速度計(jì)量出產(chǎn)液量，根據(jù)排空速度與液面上升速度的差值計(jì)量出產(chǎn)氣量，這種流量計(jì)對(duì)于產(chǎn)液量和產(chǎn)氣量穩(wěn)定的的油井是可行的，但液量和氣量波動(dòng)較大時(shí)，氣中會(huì)夾帶大量的液，液中也會(huì)夾帶大量氣泡，誤差大，而且只能計(jì)量出含液量，無(wú)法計(jì)量出油和水分別是多少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中在單井來(lái)液波動(dòng)大時(shí)，油水計(jì)量誤差大并且計(jì)量后無(wú)法進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)量是否準(zhǔn)確的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定系統(tǒng)，包括氣液分離罐，氣液分離罐的入口設(shè)置有第一閥門，氣液分離罐的出口分別連接有導(dǎo)氣管線和導(dǎo)液管，導(dǎo)液管的另一端依次連接有計(jì)量罐組、含水分析儀、加熱罐、增壓泵以及集輸匯管；所述集輸匯管的另一端出口連接有相互并聯(lián)的第二閥門和第三閥門，第二閥門出口依次接有儲(chǔ)油罐和第四閥門，第三閥門出口連接至生產(chǎn)匯管上；導(dǎo)氣管線的另一端與所述計(jì)量罐組連接。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

計(jì)量罐組包括進(jìn)液三通閥、一號(hào)計(jì)量罐、二號(hào)計(jì)量罐以及排液三通閥；所述的導(dǎo)氣管線在與計(jì)量罐組連接前分為兩路，一路通過一號(hào)計(jì)量罐的頂端接入一號(hào)計(jì)量罐內(nèi)部，另一路通過二號(hào)計(jì)量罐的頂端接入二號(hào)計(jì)量罐內(nèi)部；進(jìn)液三通閥的一個(gè)端口與導(dǎo)液管連接，進(jìn)液三通閥其余兩個(gè)端口分別與一號(hào)計(jì)量罐的入口和二號(hào)計(jì)量罐的入口連接，一號(hào)計(jì)量罐的出口和二號(hào)計(jì)量罐的出口分別與排液三通閥三個(gè)端口中的兩個(gè)相連接，排液三通閥的另一個(gè)端口接至含水分析儀的入口。

加熱罐還并行聯(lián)接有第一旁通管，增壓泵還并行連接有第二旁通管。

導(dǎo)液管為u型導(dǎo)液管。

進(jìn)液三通閥和排液三通閥均為電磁閥。

一號(hào)計(jì)量罐和二號(hào)計(jì)量罐的內(nèi)部底端均設(shè)置有壓力傳感器。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定方法，具體實(shí)施步驟如下：

步驟1，產(chǎn)液量的計(jì)量，具體為：

步驟1.1，來(lái)液經(jīng)由第一閥門進(jìn)入氣液分離罐后，所得液體依次通過u型導(dǎo)液管和進(jìn)液三通閥，由進(jìn)液三通閥控制來(lái)液進(jìn)入一號(hào)計(jì)量罐或二號(hào)計(jì)量罐，排液三通閥控制一號(hào)計(jì)量罐或二號(hào)計(jì)量罐的排液，由進(jìn)液三通閥及排液三通閥控制兩個(gè)計(jì)量罐其中一個(gè)進(jìn)液計(jì)量的時(shí)候另一個(gè)計(jì)量罐進(jìn)行排液，此過程中實(shí)時(shí)采集兩個(gè)壓力傳感器的數(shù)據(jù)，將當(dāng)罐內(nèi)液體充至罐內(nèi)腔總高的90％時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力傳感器所示數(shù)值設(shè)定為最高壓強(qiáng)pmax；將當(dāng)罐內(nèi)液體排至罐內(nèi)腔總高的10％時(shí)對(duì)應(yīng)壓力傳感器所示數(shù)值設(shè)定為最低壓強(qiáng)pmin，在采集兩個(gè)壓力傳感器的數(shù)據(jù)的過程中，當(dāng)其中任意一個(gè)罐的測(cè)量壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定的最高或最低壓強(qiáng)值時(shí)，通過進(jìn)液三通閥和排液三通閥切換兩個(gè)計(jì)量罐的進(jìn)液、排液狀態(tài)，同時(shí)，記錄兩個(gè)壓力傳感器當(dāng)前的壓強(qiáng)值，此時(shí)轉(zhuǎn)換為進(jìn)液狀態(tài)的計(jì)量罐的壓強(qiáng)記為pl；

步驟1.2，當(dāng)下一次一號(hào)計(jì)量罐或二號(hào)計(jì)量罐滿足壓強(qiáng)記錄條件時(shí)，通過進(jìn)液三通閥和排液三通閥再次切換兩個(gè)計(jì)量罐的進(jìn)液、排液狀態(tài)，同時(shí)記錄兩個(gè)壓力傳感器的壓強(qiáng)值，轉(zhuǎn)換為排液狀態(tài)的計(jì)量罐的壓強(qiáng)為ph；

步驟1.3，計(jì)算產(chǎn)液量：測(cè)得所述兩次計(jì)量罐進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間進(jìn)入計(jì)量罐組的液體造成壓力傳感器測(cè)量值的變化為ph-pl，該期間進(jìn)入計(jì)量罐組液體的質(zhì)量為：

m＝a*(ph-pl)/g

式中：m—兩次計(jì)量罐進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間進(jìn)入計(jì)量罐組的液體質(zhì)量；

a—一號(hào)計(jì)量罐和二號(hào)計(jì)量罐內(nèi)腔在垂直方向的投影面積；

ph—計(jì)量罐轉(zhuǎn)換為排液狀態(tài)瞬時(shí)所測(cè)的液體壓強(qiáng)；

pl—計(jì)量罐轉(zhuǎn)換為進(jìn)液狀態(tài)瞬時(shí)所測(cè)的液體壓強(qiáng)；

g—重力加速度；

此計(jì)量過程在兩個(gè)計(jì)量罐之間交替重復(fù)進(jìn)行，不斷測(cè)量得到進(jìn)入計(jì)量罐組的液體質(zhì)量，將兩計(jì)量罐每次進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間所測(cè)得液體質(zhì)量累加后即可得到相應(yīng)進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)對(duì)應(yīng)時(shí)間的來(lái)液質(zhì)量；

步驟2，產(chǎn)液計(jì)量后含水率的檢測(cè)，具體為：

液體經(jīng)過含水分析儀測(cè)量含水率，通過對(duì)含水率的檢測(cè)就可以分別得到水量和油量；

m水＝m液*k

m油＝m液*(1-k)

式中：m液—來(lái)液質(zhì)量；

m水—來(lái)液中含水量；

m油—來(lái)液中的油量；

k—含水率。

需要加熱時(shí)產(chǎn)液進(jìn)入加熱罐加熱，不需加熱時(shí)產(chǎn)液直接走第一旁通管，需要增壓時(shí)產(chǎn)液進(jìn)增壓泵增壓外輸，不需要增壓時(shí)產(chǎn)液走第二旁通管直接進(jìn)入外輸匯管外輸；

步驟3，計(jì)量結(jié)果的標(biāo)定，具體為：

保持第一閥門打開，關(guān)閉進(jìn)入生產(chǎn)匯管的第三閥門，打開標(biāo)定流程的第二閥門，產(chǎn)液經(jīng)過計(jì)量后進(jìn)入井場(chǎng)的儲(chǔ)油罐，對(duì)一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入儲(chǔ)油罐的產(chǎn)液量進(jìn)行人工測(cè)量，將測(cè)量值與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)計(jì)量裝置的產(chǎn)液量計(jì)量值進(jìn)行對(duì)比，對(duì)計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確與否進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定，如果對(duì)比結(jié)果誤差大于5％，則說明計(jì)量罐結(jié)垢，影響了計(jì)量結(jié)果，需對(duì)計(jì)量罐進(jìn)行除垢清潔。

本發(fā)明的有益效果是：在液量和氣量波動(dòng)較大時(shí)，能夠分別計(jì)量出油量和水量，從而對(duì)單井產(chǎn)出液進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量；進(jìn)一步還能對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定，判斷計(jì)量是否準(zhǔn)確，如果驗(yàn)證結(jié)果誤差較大，則說明計(jì)量罐結(jié)垢，影響了計(jì)量結(jié)果，需對(duì)計(jì)量罐進(jìn)行除垢清潔，能夠適應(yīng)結(jié)垢較嚴(yán)重的單井計(jì)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖。

圖中，1.氣液分離罐，2.導(dǎo)氣管線，3.導(dǎo)液管，4.進(jìn)液三通閥，5.一號(hào)計(jì)量罐，6.二號(hào)計(jì)量罐，7.排液三通閥，8.含水分析儀，9.第一旁通管，10.加熱罐，11.增壓泵，12.第二旁通管，13.集輸匯管，14.液位計(jì)，20.第一閥門，21.第二閥門，22.第三閥門，23.儲(chǔ)油罐，24.第四閥門。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明的基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定系統(tǒng)，如圖1所示，包括氣液分離罐1，氣液分離罐1的入口設(shè)置有第一閥門20，氣液分離罐1的出口分別連接有導(dǎo)氣管線2和導(dǎo)液管3，導(dǎo)液管3的另一端依次連接有計(jì)量罐組、含水分析儀8、加熱罐10、增壓泵11以及集輸匯管13；所述集輸匯管13的另一端出口連接有相互并聯(lián)的第二閥門21和第三閥門22，第二閥門21的出口依次接有儲(chǔ)油罐23和第四閥門24，第三閥門22出口連接至生產(chǎn)匯管上；所述導(dǎo)氣管線2的另一端與所述計(jì)量罐組連接。

計(jì)量罐組包括進(jìn)液三通閥4、一號(hào)計(jì)量罐5、二號(hào)計(jì)量罐6以及排液三通閥7；所述的導(dǎo)氣管線2在與計(jì)量罐組連接前分為兩路，一路通過一號(hào)計(jì)量罐5的頂端接入一號(hào)計(jì)量罐5內(nèi)部，另一路通過二號(hào)計(jì)量罐6的頂端接入二號(hào)計(jì)量罐6內(nèi)部；進(jìn)液三通閥4的一個(gè)端口與導(dǎo)液管3連接，進(jìn)液三通閥4其余兩個(gè)端口分別與一號(hào)計(jì)量罐5的入口和二號(hào)計(jì)量罐6的入口連接，一號(hào)計(jì)量罐5的出口和二號(hào)計(jì)量罐6的出口分別與排液三通閥7三個(gè)端口中的兩個(gè)相連接，排液三通閥7的另一個(gè)端口接至含水分析儀8的入口。

加熱罐10還并行聯(lián)接有第一旁通管9，增壓泵11還并行連接有第二旁通管12。

導(dǎo)液管3為u型導(dǎo)液管。

進(jìn)液三通閥4和排液三通閥7均為電磁閥。

一號(hào)計(jì)量罐5和二號(hào)計(jì)量罐6的內(nèi)部底端均設(shè)置有壓力傳感器14。

從單井計(jì)量管線來(lái)液首先進(jìn)入氣液分離罐1將大部分氣體分出，然后通過u型導(dǎo)液管3，u型導(dǎo)液管3的設(shè)置可避免氣體通過此線路進(jìn)入計(jì)量罐組，在導(dǎo)液管3至計(jì)量罐組的管路上設(shè)置一電磁鐵控制的進(jìn)液三通閥4，用來(lái)控制導(dǎo)液管3的來(lái)液是進(jìn)入一號(hào)計(jì)量罐5還是二號(hào)計(jì)量罐6；一號(hào)計(jì)量罐5和二號(hào)計(jì)量罐6的出口管路上連接有電磁鐵控制的排液三通閥7，用來(lái)控制一號(hào)計(jì)量罐5和二號(hào)計(jì)量罐6的排液。一號(hào)計(jì)量罐5和二號(hào)計(jì)量罐6底部均安裝有壓力傳感器14，通過測(cè)量進(jìn)液罐的特定點(diǎn)壓強(qiáng)變化來(lái)計(jì)算進(jìn)液的質(zhì)量。兩計(jì)量罐頂部與氣液分離罐引出的導(dǎo)體管線2相連通，并且兩計(jì)量罐頂部通過該導(dǎo)氣管線2實(shí)現(xiàn)連通。計(jì)量完成后需要對(duì)計(jì)量裝置21進(jìn)行標(biāo)定的，通過與之連接的標(biāo)定裝置進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定。

本發(fā)明的基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定方法，具體實(shí)施步驟如下：

步驟1，產(chǎn)液量的計(jì)量，具體為：

步驟1.1，來(lái)液經(jīng)由第一閥門20進(jìn)入氣液分離罐1后，所得液體依次通過u型導(dǎo)液管3和進(jìn)液三通閥4，由進(jìn)液三通閥4控制來(lái)液進(jìn)入一號(hào)計(jì)量罐5或二號(hào)計(jì)量罐6，排液三通閥7控制一號(hào)計(jì)量罐5或二號(hào)計(jì)量罐6的排液，由進(jìn)液三通閥4及排液三通閥7控制兩個(gè)計(jì)量罐其中一個(gè)進(jìn)液計(jì)量的時(shí)候另一個(gè)計(jì)量罐進(jìn)行排液，此過程中實(shí)時(shí)采集兩個(gè)壓力傳感器14的數(shù)據(jù)，將當(dāng)罐內(nèi)液體充至罐內(nèi)腔總高的90％時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力傳感器14所示數(shù)值設(shè)定為最高壓強(qiáng)pmax；將當(dāng)罐內(nèi)液體排至罐內(nèi)腔總高的10％時(shí)對(duì)應(yīng)壓力傳感器14所示數(shù)值設(shè)定為最低壓強(qiáng)pmin，在采集兩個(gè)壓力傳感器14的數(shù)據(jù)的過程中，當(dāng)其中任意一個(gè)罐的測(cè)量壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定的最高或最低壓強(qiáng)值時(shí)，通過進(jìn)液三通閥4和排液三通閥7切換兩個(gè)計(jì)量罐的進(jìn)液、排液狀態(tài)，同時(shí)，記錄兩個(gè)壓力傳感器14當(dāng)前的壓強(qiáng)值，此時(shí)轉(zhuǎn)換為進(jìn)液狀態(tài)的計(jì)量罐的壓強(qiáng)記為pl；

步驟1.2，當(dāng)下一次一號(hào)計(jì)量罐5或二號(hào)計(jì)量罐6滿足壓強(qiáng)記錄條件時(shí)，通過進(jìn)液三通閥4和排液三通閥7再次切換兩個(gè)計(jì)量罐的進(jìn)液、排液狀態(tài)，同時(shí)記錄兩個(gè)壓力傳感器14的壓強(qiáng)值，轉(zhuǎn)換為排液狀態(tài)的計(jì)量罐的壓強(qiáng)為ph；

步驟1.3，計(jì)算產(chǎn)液量：測(cè)得所述兩次計(jì)量罐進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間進(jìn)入計(jì)量罐組的液體造成壓力傳感器14測(cè)量值的變化為ph-pl，該期間進(jìn)入計(jì)量罐組液體的質(zhì)量為：

m＝a*(ph-pl)/g

式中：m—兩次計(jì)量罐進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間進(jìn)入計(jì)量罐組的液體質(zhì)量；

a—一號(hào)計(jì)量罐5和二號(hào)計(jì)量罐6內(nèi)腔在垂直方向的投影面積；

ph—計(jì)量罐轉(zhuǎn)換為排液狀態(tài)瞬時(shí)所測(cè)的液體壓強(qiáng)；

pl—計(jì)量罐轉(zhuǎn)換為進(jìn)液狀態(tài)瞬時(shí)所測(cè)的液體壓強(qiáng)；

g—重力加速度；

此計(jì)量過程在兩個(gè)計(jì)量罐之間交替重復(fù)進(jìn)行，不斷測(cè)量得到進(jìn)入計(jì)量罐組的液體質(zhì)量，將兩計(jì)量罐每次進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間所測(cè)得液體質(zhì)量累加后即可得到相應(yīng)進(jìn)、排液狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)對(duì)應(yīng)時(shí)間的來(lái)液質(zhì)量；

步驟2，產(chǎn)液計(jì)量后含水率的檢測(cè)，具體為：

液體經(jīng)過含水分析儀8測(cè)量含水率，通過對(duì)含水率的檢測(cè)就可以分別得到水量和油量；

m水＝m液*k

m油＝m液*(1-k)

式中：m液—來(lái)液質(zhì)量；

m水—來(lái)液中含水量；

m油—來(lái)液中的油量；

k—含水率。

需要加熱時(shí)產(chǎn)液進(jìn)入加熱罐加熱10，不需加熱時(shí)產(chǎn)液直接走第一旁通管9，需要增壓時(shí)產(chǎn)液進(jìn)增壓泵11增壓外輸，不需要增壓時(shí)產(chǎn)液走第二旁通管12直接進(jìn)入外輸匯管13外輸；

步驟3，計(jì)量結(jié)果的標(biāo)定，具體為：

保持第一閥門20打開，關(guān)閉進(jìn)入生產(chǎn)匯管的第三閥門22，打開標(biāo)定流程的第二閥門21，產(chǎn)液經(jīng)過計(jì)量后進(jìn)入井場(chǎng)的儲(chǔ)油罐23，對(duì)一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入儲(chǔ)油罐23的產(chǎn)液量進(jìn)行人工測(cè)量，將測(cè)量值與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)計(jì)量裝置的產(chǎn)液量計(jì)量值進(jìn)行對(duì)比，對(duì)計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確與否進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定，如果對(duì)比結(jié)果誤差大于5％，則說明計(jì)量罐結(jié)垢，影響了計(jì)量結(jié)果，需對(duì)計(jì)量罐進(jìn)行除垢清潔。

標(biāo)定完成后打開第三閥門22，同時(shí)關(guān)閉第二閥門21，儲(chǔ)油罐23內(nèi)的原油通過第四閥門24卸掉，經(jīng)由汽車?yán)\(yùn)至集輸站；

不需要對(duì)計(jì)量結(jié)果標(biāo)定的時(shí)候，關(guān)閉標(biāo)定流程的第二閥門21，打開進(jìn)入生產(chǎn)匯管的第三閥門22，產(chǎn)液經(jīng)過計(jì)量后直接進(jìn)入生產(chǎn)匯管進(jìn)行下一步處理。

本發(fā)明的基于稱重式單井計(jì)量裝置的標(biāo)定系統(tǒng)，通過對(duì)產(chǎn)液重量進(jìn)行計(jì)量累加，并通過含水分析儀測(cè)量含水率，在液量和氣量波動(dòng)較大時(shí)，能夠?qū)尉a(chǎn)出液進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量；同時(shí)，還能對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定，判斷計(jì)量是否準(zhǔn)確，如果驗(yàn)證結(jié)果誤差較大，則說明計(jì)量罐結(jié)垢，影響了計(jì)量結(jié)果，需對(duì)計(jì)量罐進(jìn)行除垢清潔，因此該發(fā)明能夠適應(yīng)結(jié)垢較嚴(yán)重的單井計(jì)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。