專利名稱：一種油氣分離三相計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將油氣兩相混合物分離開，以實(shí)現(xiàn)對(duì)油、氣和油中含 水率分別計(jì)量的裝置。
背景技術(shù)：
國內(nèi)油田油井計(jì)量普通采取十幾口油井的產(chǎn)出液進(jìn)入同一計(jì)量間，共用一 套計(jì)量裝置的油井計(jì)量方式。計(jì)量過程中首先用兩相計(jì)量分離器將油井產(chǎn)出物 分出液、氣兩相，然后用液位計(jì)量液，這種計(jì)量方式進(jìn)入高含水期后，已難以 適應(yīng)，主要存在以下問題
1. 油井產(chǎn)液量普遍波動(dòng)較大，有的油井不含氣，無法用單只分離器實(shí)現(xiàn)量 油，低產(chǎn)油井還存在產(chǎn)液間歇現(xiàn)象，間歇時(shí)間長短不一，短時(shí)計(jì)量很難得出真 實(shí)的產(chǎn)量。采用兩只分離器分別裝液位計(jì)的方法已不能實(shí)現(xiàn)三相連續(xù)量油。反 而加大了設(shè)備投入成本。
2. 分離器進(jìn)口采用正向進(jìn)液，造成分離器罐內(nèi)液面波動(dòng)大，油、氣分離效 果差，計(jì)量誤差超過10%。
3. 現(xiàn)有的分離器大多采用封閉式結(jié)構(gòu)，在長時(shí)間的分離計(jì)量過程中罐內(nèi)容
易結(jié)蠟、結(jié)垢造成計(jì)量誤差大，清洗維修不便。
由于油井產(chǎn)液含水率高，有大量游離水存在，現(xiàn)有分離計(jì)量裝置無法測出 含水率，普遍采用人工取樣，但人工取樣隨機(jī)性很強(qiáng)，很難取準(zhǔn)，無法得到真 實(shí)、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的含水率值。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是解決無氣井單罐分離器無法量油、雙罐 分離器分離效果差、人工量油數(shù)據(jù)隨意性大、計(jì)量誤差大、可靠性差的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種分離油 氣計(jì)量裝置，包括第一分離器計(jì)量罐、第二分離器儲(chǔ)存罐、進(jìn)油管、出油管、 氣管和設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐上用于測量第一分離器計(jì)量罐內(nèi)的液位高度 的液位測量裝置。
所述第一分離器計(jì)量罐為可開啟頂蓋的圓柱形罐體，底部設(shè)有支架；第二 分離器儲(chǔ)存罐為封閉的圓柱形罐體，其底部設(shè)有支架，頂部設(shè)有排氣管；
所述進(jìn)油管設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的上部，兩端分 別與第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的內(nèi)腔連通且進(jìn)油管的內(nèi)壁分別 與第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的內(nèi)壁相切，進(jìn)油管上還設(shè)有進(jìn)油氣 動(dòng)三通閥；
所述出油管設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的底部且兩端 分別與第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐內(nèi)腔連通，出油管上設(shè)有出油氣 動(dòng)三通閥；
所述氣管設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的頂部且分別與 第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐內(nèi)腔連通，所述氣管上設(shè)有二通切斷閥 和氣體流量計(jì)。
上述方案中，所述液位測量裝置包括步進(jìn)電機(jī)，絲桿、絲桿螺母，油位傳 感器安裝桿和水位傳感器安裝桿，油位傳感器和水位傳感器分別設(shè)置在油位傳 感器安裝桿和水位傳感器安裝桿的下端，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端與絲桿的頂端固定連接，絲桿螺母旋裝在絲桿上，油位傳感器安裝桿和水位傳感器安裝桿的 上端分別固定在絲桿螺母上。
本實(shí)用新型還包括加水裝置，包括液位計(jì)和與第一分離器計(jì)量罐下部內(nèi)腔 連通水管，所述水管上設(shè)有注水口，液位計(jì)和水管的下部設(shè)有排污閥和除砂器。 所述液位計(jì)上設(shè)有若干用于顯示液位高度的容光管和控制液位的磁電開關(guān)。
還包括油水分割罐，設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐內(nèi)的底部。
所述排氣管上設(shè)有安全閥。
所述PLC控制系統(tǒng)包括PLC控制器，觸摸屏和開關(guān)電源，所述開關(guān)電源 的輸出端分別連接PLC控制器和觸摸屏的電源輸入端，PLC控制器的脈沖輸 出口與步進(jìn)電機(jī)的輸入端連接，觸摸屏通過數(shù)據(jù)線與PLC控制器的串口連接， PLC控制器的各輸入端子分別連接油位傳感器、水位傳感器和磁電開關(guān)的信號(hào) 輸出端，PLC控制器的各輸出端子分別連接控制進(jìn)油管上的進(jìn)油三通閥的第一 電磁閥和控制出油管上的出油三通閥的第二電磁閥。
本實(shí)用新型，將現(xiàn)有的正向進(jìn)油方式改為切向進(jìn)油，將原有的兩罐分別裝 有液位計(jì)的方式改為一只裝有液位計(jì)另一只不裝液位計(jì)的計(jì)量方式，在分離器 低部裝有一定高度的清水，并裝有油水分割管，頂部安裝液位測量裝置，該裝 置由PLC控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿帶動(dòng)螺母上的油位傳感器和水位 傳感器上下直線運(yùn)動(dòng)來探測油井產(chǎn)液和清水液位。本實(shí)用新型具有分離計(jì)量液 面波動(dòng)小，油井產(chǎn)液分離效果好，能夠準(zhǔn)確計(jì)量出油井液量、氣量及產(chǎn)液的密 度求得油井產(chǎn)液含水率的功能，操作方便，計(jì)量精度高，工作可靠。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的俯視圖； 圖3為圖1的A部放大圖4為PLC控制系統(tǒng)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作出詳細(xì)的說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括第一分離器計(jì)量罐16、第二分離器儲(chǔ)存罐5、 進(jìn)油管4、出油管6、氣管25和設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐16上用于測量第一 分離器計(jì)量罐16內(nèi)的液位高度的液位測量裝置。
所述第一分離器計(jì)量罐16為封閉的圓柱形罐體，底部設(shè)有支架；第二分 離器儲(chǔ)存罐5為封閉的圓柱形罐體，其底部設(shè)有支架，頂部設(shè)有排氣管2，排 氣管2上設(shè)有安全閥1。
所述進(jìn)油管4設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)存罐5的上部， 兩端分別與第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)存罐5的內(nèi)腔連通且進(jìn)油管4 的內(nèi)壁分別與第一分離器16計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐5的內(nèi)壁相切，進(jìn)油 管4上還設(shè)有進(jìn)油氣動(dòng)三通閥3;
所述出油管6設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)存罐5的底部 且兩端分別與第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)存罐5內(nèi)腔連通，出油管6 上設(shè)有出油氣動(dòng)三通閥7;
所述氣管25設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)存罐5的頂部且 分別與第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)存罐5內(nèi)腔連通，所述氣管上設(shè) 有氣體流量計(jì)18。上述方案中，所述液位測量裝置包括步進(jìn)電機(jī)19，絲桿20、絲桿螺母22， 油位傳感器安裝桿和水位傳感器安裝桿，油位傳感器21和水位傳感器23分別 設(shè)置在油位傳感器安裝桿和水位傳感器安裝桿的下端，所述步進(jìn)電機(jī)19的輸 出端與絲桿20的頂端固定連接，絲桿螺母22旋裝在絲桿20上，油位傳感器 安裝桿和水位傳感器安裝桿的上端分別固定在絲桿螺母22上。
本實(shí)用新型還包括加水裝置，包括液位計(jì)14和與第一分離器計(jì)量罐16下 部內(nèi)腔連通水管10，所述水管上設(shè)有注水口 11，液位計(jì)14和水管10的下部 設(shè)有排污閥9和除砂器8。所述液位計(jì)14上設(shè)有若干用于顯示液位高度的容光 管和控制液位的磁電開關(guān)13，該控制液位的磁電開關(guān)13設(shè)有高、中、低三個(gè) 檔位，當(dāng)液位到達(dá)高、中、低三個(gè)位置磁電開關(guān)13都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。
還包括油水分隔罐24，設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐16內(nèi)的底部。
本實(shí)用新型，分離計(jì)量時(shí)，通過注水口 11向第一分離器計(jì)量罐16內(nèi)加入 設(shè)定量的清水，設(shè)定液位計(jì)14的液位上線、中線和下線，并在上線、下線、 中線各裝一只磁電開關(guān)13，由PLC控制器閉合KA1啟動(dòng)空壓機(jī)Ml、然后PLC 控制器控制電磁閥開關(guān)KA3和KA5，分別調(diào)整控制第一分離器計(jì)量罐16上的L 型氣動(dòng)三通閥門3的第一電磁閥和第二分離器儲(chǔ)存罐5上的L型氣動(dòng)三通閥門 7的第二電磁閥工作，使第一分離器計(jì)量罐16上的進(jìn)油管4與來液管線連通， 出油管6關(guān)閉，進(jìn)行氣液分離，氣體通過第一分離器計(jì)量罐16上氣管25排到 第二分離器儲(chǔ)存罐5內(nèi)，此時(shí)第二分離器儲(chǔ)存罐5只作為儲(chǔ)氣囊適用，當(dāng)液位 由下線上升到上線時(shí)，磁電開關(guān)13產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)X6并將它傳輸?shù)絇LC， PLC 控制第一電磁閥的開關(guān)KA3切斷進(jìn)油口，同時(shí)PLC控制微動(dòng)液位測量裝置開 始測量，即由PLC控制步進(jìn)電機(jī)M2轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)絲桿20和絲桿螺母22作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺母上分別裝有油液和水液位傳感器，當(dāng)傳感器碰到油液和水液
位時(shí)會(huì)產(chǎn)生信號(hào)X2和X3經(jīng)PLC記錄時(shí)間差，并運(yùn)算。通過第一分離器計(jì)量 罐16中水和油井產(chǎn)液的液位高度和時(shí)間差，及第一分離器計(jì)量罐16的下部空 間進(jìn)行油井產(chǎn)量的計(jì)量，還可根據(jù)水液位和油井產(chǎn)液的液位差測出油井產(chǎn)液的 密度求得油井產(chǎn)液中水含水率。同時(shí)第二分離器儲(chǔ)存罐5的出油管與出油管線 切斷，進(jìn)油口與進(jìn)油管線導(dǎo)通，開始進(jìn)油。當(dāng)計(jì)量完成后，PLC控制電磁閥開 關(guān)KA5使第二電磁閥工作，第一分離器計(jì)量罐16的出油管與出油管線導(dǎo)通排 出油液，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)分離壓力排液、間斷計(jì)量，解決低產(chǎn)氣量油井的 排液難題，并且提高計(jì)量的精度。 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 分離效果好第一分離器計(jì)量罐16和第二分離器儲(chǔ)氣罐5進(jìn)口分別 采用切向分離管進(jìn)液、使進(jìn)液能夠貼合分離器內(nèi)壁均勻螺旋下滑，這樣可使油 氣分離又不至于液面波動(dòng)過大，提高分離計(jì)量的穩(wěn)定性。
2、 結(jié)構(gòu)合理將原有的兩只分離器分別裝液位計(jì)的計(jì)量方法改為只有一 只裝有液位計(jì)，另一只作為儲(chǔ)氣罐使用。這樣即不影響量油效果，又降低了設(shè) 備成本。
3、 計(jì)量精度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低；第一分離器計(jì)量罐16底部裝有一定 高度的清水，PLC控制頂部的微動(dòng)液位測量裝置，能夠準(zhǔn)確的測出采出液和水 液位高度和時(shí)間差，通過換算可知道油井產(chǎn)液量、產(chǎn)氣量及產(chǎn)液密度和油井產(chǎn) 液中水的含水率。解決了現(xiàn)有設(shè)備無法測油井產(chǎn)液中含水率缺陷，取代人工取 樣，提高了計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于油田實(shí)現(xiàn)集成控 制。本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本實(shí)用新型的 啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落 入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種分離油氣計(jì)量裝置，包括第一分離器計(jì)量罐(16)，為可開啟頂蓋的圓柱形罐體，底部設(shè)有支架；第二分離器儲(chǔ)存罐(5)，為封閉的圓柱形罐體，其底部設(shè)有支架，頂部設(shè)有排氣管(2)；進(jìn)油管(4)，設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)的上部且兩端分別與第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)的內(nèi)腔連通，進(jìn)油管(4)上設(shè)有進(jìn)油手動(dòng)或氣動(dòng)三通閥(3)；出油管，設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)的底部且兩端分別與第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)內(nèi)腔連通，出油管上設(shè)有出油手動(dòng)或氣動(dòng)三通閥(7)；氣管(25)，設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)的頂部且分別與第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)內(nèi)腔連通，所述氣管上設(shè)有手動(dòng)或氣動(dòng)閥門和氣體流量計(jì)(18)；設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐(16)上用于測量第一分離器計(jì)量罐(16)內(nèi)的液位高度的液位測量裝置；其特征在于所述進(jìn)油管(4)的內(nèi)壁分別與第一分離器計(jì)量罐(16)和第二分離器儲(chǔ)存罐(5)的內(nèi)壁相切。
2、如權(quán)利要求l所述的分離油氣計(jì)量裝置，其特征在于所述液位測量裝 置包括步進(jìn)電機(jī)(19)，絲桿(20)、絲桿螺母(22)，油位傳感器安裝桿、水 位傳感器安裝桿和控制液位測量裝置工作的PLC控制系統(tǒng)，油位傳感器(21)和水位傳感器(23)分別設(shè)置在油位傳感器安裝桿和水位傳感器安裝桿的下端， 所述步進(jìn)電機(jī)(19)的輸出端與絲桿(20)的頂端固定連接，絲桿螺母(22) 旋裝在絲桿(20)上，油位傳感器安裝桿和水位傳感器安裝桿的上端分別固定 在絲桿螺母(22)上。
3、 如權(quán)利要求1所述的分離油氣計(jì)量裝置，其特征在于還包括加水裝置， 包括液位計(jì)(14)和與第一分離器計(jì)量罐(16)下部內(nèi)腔連通水管，所述水管 上設(shè)有注水口，液位計(jì)(14)和水管的下部設(shè)有排污閥和除砂器。
4、 如權(quán)利要求3所述的分離油氣計(jì)量裝置，其特征在于所述液位計(jì)(14) 上設(shè)有若干用于顯示液位高度的容光管和控制液位的磁電開關(guān)。
5、 如權(quán)利要求4所述的分離油氣計(jì)量裝置，其特征在于還包括油水分割 管(24)，設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐(16)內(nèi)的底部。
6、 如權(quán)利要求1所述的分離油氣計(jì)量裝置，其特征在于所述排氣管上設(shè) 有安全閥(1)。
7、 如權(quán)利要求2所述的分離油氣計(jì)量裝置，其特征在于所述PLC控制系 統(tǒng)包括PLC控制器，觸摸屏和開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的輸出端分別連接PLC 控制器和觸摸屏的電源輸入端，PLC控制器的脈沖輸出口與步進(jìn)電機(jī)(19)的 輸入端連接，觸摸屏通過數(shù)據(jù)線與PLC控制器的串口連接，PLC控制器的各 輸入端子分別連接油位傳感器(21)、水位傳感器(23)和磁電開關(guān)(13)的 信號(hào)輸出端，PLC控制器的各輸出端子分別連接控制進(jìn)油管(4)上的進(jìn)油三 通閥(3)的第一電磁閥和控制出油管上的出油三通閥(7)的第二電磁閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種油氣分離三相計(jì)量裝置。包括第一分離器計(jì)量罐、第二分離器儲(chǔ)存罐、進(jìn)油管、出油管、氣管和設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐上由PLC控制的用于測量第一分離器計(jì)量罐內(nèi)液位高度的液位測量裝置，進(jìn)油管設(shè)置在第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的上部一側(cè)，進(jìn)油管的兩端分別與第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的內(nèi)腔連通且進(jìn)油管的內(nèi)壁分別與第一分離器計(jì)量罐和第二分離器儲(chǔ)存罐的內(nèi)壁相切。本實(shí)用新型，將原有的正向進(jìn)油方式改為切向進(jìn)油，且僅在一個(gè)分離器上設(shè)有液位測量裝置，具有分離計(jì)量液面波動(dòng)小，油井產(chǎn)液氣液分離效果好，能夠準(zhǔn)確計(jì)量出油井產(chǎn)液的氣量、液量、密度和油井產(chǎn)液含水率的功能，操作方便，計(jì)量精度高，工作可靠。
文檔編號(hào)G01N1/38GK201297999SQ20082013635
公開日2009年8月26日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者余金海, 佳 史, 池愛文, 潘健康 申請人:余金海