專利名稱：油水氣三相流量自動測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油井測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通過測量 壓力或壓差的油氣水三相流量自動測量方法及裝置。二、 背景技術(shù)目前，國內(nèi)各大油田大多采用的油井計量方法仍是人工分 離罐測量法，計量誤差較大，用功圖法量油，因油井流量有間歇、環(huán)狀、 氣量變化大的復(fù)雜性，誤差也大，效果不是很好，對于氣液變化大的油井， 一臺裝置不適合于測量所有油井，如老油田計量站多則有十幾口井，液量在2-200m7天，氣量在100-15000Nm7天(壓力0. 35-lMPa)，這要求一臺三 相流測量裝置在不更換任何部件的情況下適合于準確測量計量站內(nèi)的所有 油井，而當前市場上銷售的三相流測量產(chǎn)品很難滿足以上要求，有些產(chǎn)品 也不能很好的測量粘度大于100mPa S的原油。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種油水氣三相流量自動測量方法及 裝置，解決了氣液分離不徹底、不能測量大氣量油井的問題，該方法使用 一種油水氣三相流量自動測量裝置，該裝置包括過濾器、電動開關(guān)三通閥、 氣液分離器、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體 流量計、電動調(diào)節(jié)三通閥和流量計算機，過濾器通過電動開關(guān)三通閥與氣 液分離器連通，在氣液分離器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計和翻板液位計，氣液分 離器頂部分別與氣體流量計、溫度傳感器、壓力傳感器和電動調(diào)節(jié)三通閥 連接，氣液分離器底部分別與液體流量計、動態(tài)差壓計和電動調(diào)節(jié)三通閥 連接，電動開關(guān)三通閥、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流 量計、液體流量計和電動調(diào)節(jié)三通閥通過數(shù)據(jù)線與流量計算機連接，該方法油含水的測量為靜態(tài)法或動態(tài)法，即通過電動調(diào)節(jié)三通閥關(guān)閉氣路打開液路，并能排空氣液分離器內(nèi)的液體時，采用靜態(tài)法；反之，則用動態(tài)法:(1) 靜態(tài)法首先通過流量計算機控制電動調(diào)節(jié)三通閥關(guān)閉氣液分離器 頂部氣路，打開氣液分離器底部液路，排空氣液分離器內(nèi)的液體，翻板液 位計歸零，電動調(diào)節(jié)三通閥即刻關(guān)閉液路而打開氣路，氣液分離器內(nèi)的液 位開始上升，當氣液分離器內(nèi)的液位上升到流量計算機設(shè)定的300-2000腿 時，流量計算機即控制電動開關(guān)三通閥關(guān)閉進油管，開啟電動開關(guān)三通閥 水平出口，讓原油通過電動開關(guān)三通闊回到整個裝置的出口，當氣液分離 器內(nèi)的原油靜止3-5分鐘后，流量計算機即刻讀取翻板液位計和靜態(tài)差壓 計的數(shù)值，由以下公式計算出混合液密度其中，W為差壓，g為重力加速度，h為液位，p為混合液位密度； 再由流量計算機根據(jù)已知的純油密度和水的密度計算出油含水的百分比，然后流量計算機控制電動開關(guān)三通閥把原油切換到氣液分離器進行氣液流量測量；(2) 動態(tài)法當原油的含氣量低于100NmV天，氣液分離器底部的原油流 經(jīng)液體流量計和動態(tài)差壓計，由公式AP-g^計算出混合液密度。其中，AP為差壓，g為重力加速度，h為定高，^為混合液位密度，再 由流量計算機根據(jù)已知的純油密度和水的密度計算出油含水的百分比。油水氣三相流量自動測量裝置是由過濾器、電動開關(guān)三通閥、氣液分 離器、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計、 電動調(diào)節(jié)三通閥通過管線、法蘭和閥門連接組成，其中過濾器通過電動開
關(guān)三通閥與氣液分離器連通，氣液分離器由2至16個管狀容器組成，其中每個管狀容器分別與1個分流管切向連接，每個管狀容器接近其頂部的一側(cè)分別通過分流管與環(huán)形管連通，環(huán)形管與進油管連通，其中每個管狀容器頂部中心位置接有一根分管，其一端深入管狀容器內(nèi)部300mm-500mm，另一端與總管連通，總管與出氣管連通，其中每個管狀容器底部分別通過分管與出液管連通，在氣液分離器中的一個管狀容器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計和/或翻板液位計，管狀容器通過3至10個等距排列的連通管與翻板液位計連接，在翻板液位計上設(shè)置有液位變送器，氣液分離器頂部通過管線與氣體流量計、溫度傳感器、壓力傳感器和電動調(diào)節(jié)三通閥連接，氣液分離器底部通過管線與液體流量計、動態(tài)差壓計和電動調(diào)節(jié)三通閥連接，電動調(diào)節(jié)三通閥由外殼、閥芯和軸組成，其閥芯為球缺形，電動開關(guān)三通閥、液位變送器、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計和電動調(diào)節(jié)三通閥通過數(shù)據(jù)線與流量計算機連接，該裝置對氣量在100-15000Nm3/天(壓力在0.3-2.5MPa)，液量在2-200mV天的原油均可分離測量，氣液測量精度可達±1 2%，油含水測量精度達±3%，液量測量范圍可達1: 100，氣體測量范圍可達1:20，重線性好，無需調(diào)試工作量，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無維護量，適合于油田單井、計量站(多口井)，可控制多通道選井閥，并與其組成撬裝測量裝置。四

圖l是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的電動調(diào)節(jié)三通閥主視圖；圖3是圖1的電動調(diào)節(jié)三通閥俯視圖；圖4是圖1的切出油氣水混合介質(zhì)主視圖； 圖5是圖1的切出油氣水混合介質(zhì)左視圖； 圖6是圖1的氣液分離主視圖； 圖7是圖1的氣液分離俯視圖；圖8是圖1的翻板液位計與氣液分離罐連通部分示意圖。 五具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明，如圖1所示， 該方法使用一種油水氣三相流量自動測量裝置，該裝置包括過濾器1、電 動開關(guān)三通閥2、氣液分離器7、翻板液位計8、靜態(tài)差壓計6、動態(tài)差壓 計14、氣體流量計10、液體流量計9、電動調(diào)節(jié)三通閥13和流量計算機 15，過濾器1通過電動開關(guān)三通閥2與氣液分離器7連通，在氣液分離器 7中的一個管狀容器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計6和/或翻板液位計8，管狀容器 通過3至10個等距排列的連通管與翻板液位計8連接，在翻板液位計8 上設(shè)置有液位變送器25，氣液分離器7頂部分別與氣體流量計10、溫度傳 感器ll、壓力傳感器12和電動調(diào)節(jié)三通閥13連接，氣液分離器7底部分 別與液體流量計9、動態(tài)差壓計14和電動調(diào)節(jié)三通閥13連接，電動開關(guān) 三通閥2、液位變送器25、靜態(tài)差壓計6、動態(tài)差壓計14、氣體流量計10、 液體流量計9和電動調(diào)節(jié)三通閥13通過數(shù)據(jù)線與流量計算機15連接，該 方法油含水的測量為靜態(tài)法或動態(tài)法，即通過電動調(diào)節(jié)三通閥13關(guān)閉氣路 打開液路，并能排空氣液分離器7內(nèi)的液體時，采用靜態(tài)法；反之，則用 動態(tài)法(l)靜態(tài)法首先通過流量計算機15控制電動調(diào)節(jié)三通閥13關(guān)閉氣液分離7器頂部氣路，打開氣液分離器7底部液路，排空氣液分離器7內(nèi)的 液體，翻板液位計8歸零，電動調(diào)節(jié)三通閥13即刻關(guān)閉液路而打開氣路，氣液分離器7內(nèi)的液位開始上升，當氣液分離器7內(nèi)的液位上升到流量計 算機15設(shè)定的300-2000腿時，流量計算機15即控制電動開關(guān)三通閥13 關(guān)閉進油管16，開啟電動開關(guān)三通閥2水平出口，讓原油通過電動開關(guān)三 通閥2回到整個裝置的出口，當氣液分離器7內(nèi)的原油靜止3-5分鐘后， 流量計算機15即刻讀取翻板液位計8和靜態(tài)差壓計6的數(shù)值，由以下公式 計算出混合液密度其中，AP為差壓，g為重力加速度，h為液位，p為混合液位密度； 再由流量計算機根據(jù)已知的純油密度和水的密度計算出油含水的百分比，然后流量計算機控制電動開關(guān)三通閥把原油切換到氣液分離器進行氣液流量測量；(2)動態(tài)法當原油的含氣量低于100Nm7天，氣液分離器底部的原油流 經(jīng)液體流量計和動態(tài)差壓計，由公式AP-g/^計算出混合液密度。其中，AP為差壓，g為重力加速度，h為定高，^為混合液位密度，再 由流量計算機根據(jù)已知的純油密度和水的密度計算出油含水的百分比。首先，原油進入過濾器1，經(jīng)過過濾器1的原油向上進入電動開關(guān)三 通閥2，電動開關(guān)三通閥2出口有兩個， 一是向上經(jīng)過進油管16進入氣液 分離器7，另一路出口是經(jīng)過開關(guān)閥4到整個裝置的出口，過濾器l向下 通過開關(guān)閥3，氣液分離器7由2至16個管狀容器組成，其中每個管狀容 器分別與1個分流管27切向連接，每個管狀容器接近其頂部的一側(cè)分別通 過分流管27與環(huán)形管19連通，環(huán)形管19與進油管16連通，其中每個管 狀容器頂部中心位置接有一根分管26，其一端深入管狀容器內(nèi)部 300mm-500mm，另一端與總管21連通，總管21與出氣管l 連通，其中
每個管狀容器底部分別通過分管28與出液管18連通，頂部環(huán)形管19首先 把原油均分到各個分流管27，并且是切向水平或向下斜向進入，氣液分離 器7上分別裝有測量密度的靜態(tài)差壓計6和翻板液位計8，氣液分離器7 頂部通過出氣管17和管線與氣體流量計10、溫度傳感器11和壓力傳感器 12和電動三通調(diào)節(jié)閥13連接，氣液分離器7底部通過管線與液體流量計9、 動態(tài)差壓計14和電動調(diào)節(jié)三通閥13連接，電動調(diào)節(jié)三通閥13的一個出口 與開關(guān)閥5連接，開關(guān)閥5出口通過管線連接到整個裝置的出口，所有傳 感器、電動閥門的數(shù)據(jù)線均與流量計算機15連接。如圖2、 3所示，電動調(diào)節(jié)三通閥13由外殼24、閥芯22和軸23組成， 其闊芯22為球缺形，當閥芯球缺處于0。時，進液端開、進氣端關(guān)，當處 于0-90°之間時，油氣同進并與出口相通；當處于90°時，進氣端開，進 液端關(guān)，轉(zhuǎn)動范圍0-90° ，電動調(diào)節(jié)三通閥13下面是液進口，右面是出 口 ，當氣液分離器7內(nèi)液面高于所設(shè)定的液位值1000mm時，閥芯22球缺 逐漸向O。旋轉(zhuǎn)，直至到O。關(guān)閉氣路打開液路，當液位低于所設(shè)定的液位 值300mm時，閥芯22球缺逐漸向90°轉(zhuǎn)動，直至到90° ，當液位保持在 液位控制范圍內(nèi)，閥芯22球缺可在0。和90°之間某一位置，氣量太小或 無氣量時，閥芯22球缺也可能在0。。如圖4、 5所示，電動開關(guān)三通閥2上部出口與氣液分離器7相連，下 部進口與過濾器1相連，電動開關(guān)三通閥2水平出口通過開關(guān)4與整個裝 置的出口相連，當本裝置在進行正常氣液流量測量時，電動開關(guān)三通閥2 下部進口與上部出口相通，水平出口關(guān)閉；當本裝置處于測量油含水狀態(tài) 時，氣液分離器7內(nèi)液位上升到流量計算機15所設(shè)定的液位高度IOOO腿 時，電動開關(guān)二通閥2下部進口與上部出口關(guān)閉，與水平出口相通，此時
開關(guān)閥4是常開狀態(tài)，原油不再進入本裝置，而是通過旁通直接回到整個 裝置的出口，氣液分離器7內(nèi)的液體處于靜止狀態(tài)，當靜止狀態(tài)保持時間 到達所設(shè)定要求的時間(3-5分鐘)時，流量計算機15控制電動開關(guān)三通閥 2，把其下部入口再次與上部出口連通而把水平出口關(guān)閉，整個裝置進入 氣液流量測量狀態(tài)。如圖6、 7所示氣液分離器7是由2-16管狀容器組成，其中每個管狀 容器分別與1個分流管27切向連接，每個管狀容器接近其頂部的一側(cè)分別 通過分流管27與環(huán)形管19連通，環(huán)形管19與進油管16連通，其中每個 管狀容器頂部中心位置接有一根分管26，其一端深入管狀容器內(nèi)部 300mm-500mm，另一端與總管21連通，總管21—端與出氣管17連通，另 一端與排空閥20連接，其中每個管狀容器底部分別通過分管28與出液管 18連通，頂部環(huán)形管19首先把原油均分到各個分流管27，并且是切向水 平或向下斜向進入氣液分離器7，把原油分配到各個管狀容器再進行分離。
權(quán)利要求
1、油水氣三相流量自動測量方法，其特征是該方法使用一種油水氣三相流 量自動測量裝置，該裝置包括過濾器、電動開關(guān)三通閥、氣液分離器、翻 板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計、電動調(diào) 節(jié)三通閥和流量計算機，過濾器通過電動開關(guān)三通閥與氣液分離器連通， 在氣液分離器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計和翻板液位計，氣液分離器頂部分別與 氣體流量計、溫度傳感器、壓力傳感器和電動調(diào)節(jié)三通閥連接，氣液分離 器底部分別與液體流量計、動態(tài)差壓計和電動調(diào)節(jié)三通閥連接，電動開關(guān) 三通閥、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量 計和電動調(diào)節(jié)三通閥通過數(shù)據(jù)線與流量計算機連接，該方法油含水的測量 為靜態(tài)法或動態(tài)法(l)靜態(tài)法首先通過流量計算機控制電動調(diào)節(jié)三通閥關(guān)閉氣液分離器 頂部氣路，打開氣液分離器底部液路，排空氣液分離器內(nèi)的液體，翻板液 位計歸零，電動調(diào)節(jié)三通閥即刻關(guān)閉液路而打開氣路，氣液分離器內(nèi)的液 位開始上升，當氣液分離器內(nèi)的液位上升到流量計算機設(shè)定的300-2000mm 時，流量計算機即控制電動開關(guān)三通閥關(guān)閉進油管，開啟鬼動開關(guān)三通閥 水平出口，讓原油通過電動開關(guān)三通閥回到整個裝置的出口，當氣液分離 器內(nèi)的原油靜止3-5分鐘后，流量計算機即刻讀取翻板液位計和差壓密度 計的數(shù)值，由以下公式計算出混合液密度.-其中，AP為差壓，g為重力加速度，h為液位，p為混合液位密度； 再由流量計算機根據(jù)已知的純油密度和水的密度計算出油含水的百分比，然后流量計算機控制電動開關(guān)三通閥把原油切換到氣液分離器進行氣液流量測量； (2)動態(tài)法當原油的含氣量低于100Nm7天，氣液分離器底部的原油流 經(jīng)液體流量計和動態(tài)差壓計，由公式A/^g/^計算出混合液密度；其中，AP為差壓，g為重力加速度，h為定高，p為混合液位密度，再 由流量計算機根據(jù)已知的純油密度和水的密度計算出油含水的百分比。
2、 油水氣三相流量自動測量裝置，包括過濾器、電動開關(guān)三通閥、氣液分離器、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計、 電動調(diào)節(jié)三通閥和流量計算機，其特征是過濾器通過電動開關(guān)三通閥與氣 液分離器連通，在氣液分離器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計和翻板液位計，氣液分 離器頂部分別與氣體流量計、溫度傳感器、壓力傳感器和電動調(diào)節(jié)三通閥 連接，氣液分離器底部分別與液體流量計、動態(tài)差壓計和電動調(diào)節(jié)三通閥 連接，電動開關(guān)三通閥、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流 量計、液體流量計和電動調(diào)節(jié)三通闊通過數(shù)據(jù)線與流量計算機連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征該裝置是 由過濾器、電動開關(guān)三通閥、氣液分離器、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動 態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計、電動調(diào)節(jié)三通閥通過管線、法蘭和 閥門連接組成，其中過濾器通過電動開關(guān)三通闊與氣液分離器連通，在氣 液分離器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計和翻板液位計，氣液分離器頂部通過管線與 氣體流量計、溫度傳感器、壓力傳感器和電動調(diào)節(jié)三通閥連接，氣液分離 器底部通過管線與液體流量計、動態(tài)差壓計和電動調(diào)節(jié)三通閥連接，電動 開關(guān)三通閥、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體 流量計和電動調(diào)節(jié)三通閥通過數(shù)據(jù)線與流量計算機連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征是所 述的翻板液位計上設(shè)置有液位變送器，液位變送器通過數(shù)據(jù)線與流量計算 機連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征是所 述的氣液分離器由2至16個管狀容器組成，其中每個管狀容器接近其頂部 的一側(cè)分別通過分流管與環(huán)形管連通，環(huán)形管與進油管連通，其中每個管 狀容器頂部分別通過分管與總管連通，總管與出氣管連通，其中每個管狀 容器底部分別通過分管與出液管連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征是所述的氣液分離器的每個管狀容器分別與1個分流管切向連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征是所述的管狀容器頂部中心位置接有一根分管，其一端深入管狀容器內(nèi)部 300mm-500mm，另一端與總管連通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征是所述的氣液分離器中的一個管狀容器上設(shè)置有靜態(tài)差壓計和/或翻板液位計。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的油水氣三相流量自動測量裝置，其特征是所述的 氣液分離器中的一個管狀容器通過3至10個等距排列的連通管與翻板液位 計連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油水氣三相流量自動測量裝置，所述的電 動調(diào)節(jié)三通閥由外殼、閥芯和軸組成，其特征是閥芯為球缺形。
全文摘要
本發(fā)明屬于油井測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供一種油水氣三相流量自動測量方法及裝置，解決了氣液分離不徹底、不能測量大氣量油井的問題，該方法使用一種油水氣三相流量自動測量裝置，該方法油含水的測量為靜態(tài)法或動態(tài)法，由公式ΔP＝ghρ計算出混合液密度，該裝置是由過濾器、電動開關(guān)三通閥、氣液分離器、翻板液位計、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計、電動調(diào)節(jié)三通閥通過管線、法蘭和閥門連接組成，電動開關(guān)三通閥、液位變送器、靜態(tài)差壓計、動態(tài)差壓計、氣體流量計、液體流量計和電動調(diào)節(jié)三通閥通過數(shù)據(jù)線與流量計算機連接，該裝置對氣量在100-15000Nm³/天(壓力在0.3-2.5MPa)，液量在2-200m³/天的原油均可分離測量，適于油田單井、計量站測量。
文檔編號G01F1/74GK101144732SQ200710180009
公開日2008年3月19日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者盧玖慶 申請人:盧玖慶