專利名稱：氣液多相定量計量裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的計量裝置，涉及一種原油產(chǎn)出計量裝置 及其方法，特別是涉及一種氣液多相定量計量裝置及其方法，適用于特低滲 透油田的原油計量。
背景技術(shù)：
從井中采出的原油一般都含有一定數(shù)量的水，而原油含水多了會給儲運
造成浪費，增加設(shè)備，多耗能；原油中的水多數(shù)含有鹽類，加速了設(shè)備、容 器和管線的腐蝕；在石油煉制過程中，水和原油一起被加熱時，水會急速汽 化膨脹，壓力上升，影響煉廠正常操作和產(chǎn)品質(zhì)量，甚至?xí)l(fā)生爆炸。因此 外輸原油前，需進行脫水，使含水量要求不超過0.5%。
油井產(chǎn)量計量是指對單井所生產(chǎn)的油量和產(chǎn)生氣量的測定，它是進行油 井管理、掌握油層動態(tài)的關(guān)鍵資料數(shù)據(jù)。外輸計量是對石油和天然氣輸送流 量的測定，它是輸出方和接收方進行油氣交接經(jīng)營管理的基本依據(jù)。
單井計量方面也有一些專利申請，如中國專利申請(專利號ZL 200320125135.8)公開了油田采油計量單井產(chǎn)油量和產(chǎn)氣量的裝置，分離器 固定在底座上，分離器中部有進液管，上部有出氣管，下部有出液管。進液 管連接三通閥，在出氣管線上有氣體流量計和溫度變送器。在出液管上串聯(lián) 有電磁閥和含水分析儀。在分離器上部有壓力變送器和安全閥。分離器上安 裝有浮子式液位控制器。壓力變送器、液位控制器、氣體流量計、溫度變送 器、電動閥、含水分析儀、常開電磁閥與自動計量控制器之間有導(dǎo)線連接， 該裝置能完成單井計量工作，具有占地面積小，安裝周期短，投資少，通用 化等優(yōu)點。又如中國專利申請(專利號ZL 200420031879.8)公開了一種單井計量計裝置，主要用于油田在單井作業(yè)時的在線計量，隨時反應(yīng)出系統(tǒng) 內(nèi)的液體比重、含水量、壓力、流量、溫度等。該裝置有計量管道，計量管 道的兩端設(shè)有接口，在計量管道上連接有質(zhì)量分析儀、含水分析儀、壓力變 送器、三相流量儀、溫度變送器?？蛇B續(xù)在線測量，反應(yīng)出瞬時的各種參數(shù)， 系統(tǒng)對混合介質(zhì)中油、水、氣同時分析計量，且各相的計量不存在互相干涉 現(xiàn)象，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確?？梢罁?jù)檢測數(shù)據(jù)計算輸出凈油瞬時流量及累積量， 凈水瞬時流量及累積量，油中含水率，也可顯示混合介質(zhì)密度和質(zhì)量流量。 可依據(jù)溫度和壓力信號進行補償。該裝置體積小，操作方便，安全可靠，高 精度，高重復(fù)性，高分辨率，可根據(jù)用戶要求實現(xiàn)報表自動生成打印。但這 些裝置是對油、水、氣的綜合測量。根據(jù)申請人所作的資料檢索，到目前為 止，國內(nèi)外在油田的單井計量方面，特別是在特低滲透油田的原油計量方面 還沒有一種很好的計量方法，能完全解決單井計量方面存在的諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠 連續(xù)對特低滲透油田單井及支線進行原油計量的氣液多相定量計量裝置 及其方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種氣液多相定量計量裝置，其特征在于，該裝置包括 一氣液旋流分離罐，該氣液旋流分離罐的上側(cè)壁進口端通過第一閥門與 原油的來油口連通，下側(cè)壁出口與一穩(wěn)流沉降罐連接，氣液旋流分離罐的頂 端出口與氣相出口管線連接，氣液旋流分離罐的底端出口通過第二閥門與排 污管線連接；
所述的穩(wěn)流沉降罐的頂部設(shè)有壓力變送器和安全閥，穩(wěn)流沉降罐的下側(cè) 壁出口通過管路連接有定量計量齒輪泵，該定量計量齒輪泵通過管路上連接 的第四閥門與出油口連通，穩(wěn)流沉降罐的底端出口通過第三閥門與排污管線連接；穩(wěn)流沉降罐的側(cè)壁上還設(shè)有液位變送器、溫度變送器以及加熱盤罐的進、出口；
上述液位變送器、壓力變送器、溫度變送器及定量計量泵還分別與觸摸屏控制系統(tǒng)相連接，由觸摸屏控制系統(tǒng)進行信號的傳送和運算處理。
上述氣液多相定量計量裝置的計量方法，其特征在于，包括以下步驟
1) 井口的來油在進入氣液旋流分離罐前，首先對來油進行初級過濾，以保證來油中沒有大顆粒雜質(zhì)，以確保來油在進入氣液旋流分離罐時不會造成堵塞；
2) 氣液旋流分離罐在來油進入后產(chǎn)生離心力，配合來油自身的重力和浮力，對來油進行氣液的有效分離，在氣相上升的過程中，利用蒱霧氣對氣相在上升過程中所帶液滴進行再次分離，以保證氣液的分離效果；
3) 分離后的液相進入穩(wěn)流沉降罐，再次對氣相進行分離，保證液相的含氣率降到最低；分離后的油水混合物在穩(wěn)流沉降罐內(nèi)逐漸上升，當(dāng)達到設(shè)定的高液位時，液位變送器送出信號，由觸摸屏控制系統(tǒng)接收并發(fā)出指令使定量計量齒輪泵開始啟動，進行油水混合物的外輸計量，當(dāng)液位下降到低液位時，定量計量齒輪泵停止，本次計量工作結(jié)束；
4) 重復(fù)上述步驟2)至步驟3)的循環(huán)操作，即可對單井或支線來油進行在線精確計量。
本發(fā)明的氣液多相定量計量裝置及其方法，由于液位變送器、壓力變送器、溫度變送器、定量計量齒輪泵由觸摸屏控制系統(tǒng)控制，這樣可以對定量計量泵的工作時間可以實現(xiàn)在線監(jiān)測，然后根據(jù)其額定排量計算就可以得出其產(chǎn)液量。解決了特低滲透油田的單井計量這一技術(shù)難題，且測量精度高，操作性強，成本低，同時排污次數(shù)可降低很多，從而更方便了操作。
本發(fā)明的氣液多相定量計量裝置可以作為原油計量的一種新裝置和新方法，它與目前油田采用的其它計量方法比較，具有計量精度高，生產(chǎn)成本低，可適當(dāng)提高產(chǎn)液量及安裝維護方便等堉多優(yōu)點。本發(fā)明是針對目前存在的諸多問題，進行深入研究，找到問題存在的根本原因，并結(jié)合長期從事原油計量的寶貴經(jīng)驗而找到的一種全新的單井原油計量新裝置和方法。它完全克服了其它計量方法和設(shè)備所存在的計量精度差，使用時間短，可操作性不強的不利因素，使其在原油計量方面可做到計量精度高，生產(chǎn)成本低，可操作性強，使用壽命長等諸多優(yōu)點，從而保證了原油生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，為油田的動態(tài)模擬提供了有效的保證。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施方式
參見附圖l，本發(fā)明的氣液多相定量計量裝置，包括
一氣液旋流分離罐1，該氣液旋流分離罐1的上側(cè)壁進口端通過第一閥
門10與原油的來油口21連通，下側(cè)壁出口與一穩(wěn)流沉降罐2連接，氣液旋流分離罐1的頂端出口與氣相出口管線23連接，氣液旋流分離罐1的底端出口通過第二閥門11與排污管線24連接；
穩(wěn)流沉降罐2的頂部設(shè)有壓力變送器6和安全閥4，穩(wěn)流沉降罐2的下側(cè)壁的出口通過管路連接有定量計量齒輪泵3，該定量計量齒輪泵3通過管路上連接的第四閥門14與出油口 22連通，穩(wěn)流沉降罐2的底端出口通過第三閥門12與排污管線24連接;穩(wěn)流沉降罐2的側(cè)壁上還設(shè)有液位變送器5、溫度變送器7以及用于對穩(wěn)流沉降罐2進行加熱的加熱盤罐的進、出口 (26、25);
上述液位變送器5、壓力變送器6、溫度變送器7及定量計量泵3還分別與觸摸屏控制系統(tǒng)15相連接，由觸摸屏控制系統(tǒng)15進行信號的傳送和運算處理。氣液旋流分離罐1的上側(cè)壁上還通過管路27與穩(wěn)流沉降罐2頂端的安全閥4相連。
定量計量齒輪泵3的管路與氣相出口管線23連通，氣相出口管線23上還設(shè)有單向閥9，該單向閥9保證穩(wěn)流沉降罐2中的殘留氣體的排出。定量計量齒輪泵3的管路上還連接有壓力表8，以便能夠?qū)崟r監(jiān)測油水混合物的壓力。
進油口 21和出油口 22之間還安裝有第五閥門13。上述氣液多相定量計量裝置的計量方法，包括以下步驟
1) 井口的來油在進入氣液旋流分離罐1前，首先對來油進行初級過濾，以保證來油中沒有大顆粒雜質(zhì)，以確保來油在進入氣液旋流分離罐1時不會造成堵塞；
2) 氣液旋流分離罐1在來油進入后產(chǎn)生離心力，配合來油自身的重力和浮力，對來油進行氣液的有效分離，在氣相上升的過程中，利用蒱霧氣對氣相在上升過程中所帶液滴進行再次分離，以保證氣液的分離效果；
3) 分離后的液相進入穩(wěn)流沉降罐2，再次對氣相進行分離，保證液相的含氣率降到最低；分離后的油水混合物在穩(wěn)流沉降罐2內(nèi)逐漸上升，當(dāng)達到設(shè)定的高液位時，液位變送器5送出信號，由觸摸屏控制系統(tǒng)15接收并指令定量計量齒輪泵3開始啟動，進行油水混合物的外輸計量，當(dāng)液位下降到低液位時，定量計量齒輪泵3停止，本次計量工作結(jié)束；
4) 重復(fù)上述步驟2)至步驟3)的循環(huán)操作，即可對單井或支線來油進行在線精確計量。然后根據(jù)其額定排量計算就可以得出其產(chǎn)液量。
本發(fā)明的氣液多相定量計量裝置，是一種原油計量的新裝置，當(dāng)原油來油進入氣液旋流分離罐時，原油在氣液旋流分離罐內(nèi)形成很大的離心力，借助于原油本身的重力和浮力，進行一級氣液分離。分離后液體流入穩(wěn)流沉降罐，進行穩(wěn)流沉降，同時又進行二次氣液分離，這時利用液位傳感器5來控制液位的高度。當(dāng)液位上升到高液位時，定量計量齒輪泵3啟動，油水混合物外輸，液面開始下降；當(dāng)液位到達設(shè)定低液位時，定量計量齒輪泵3停止。在設(shè)備的運行過程中，觸摸屏控制系統(tǒng)15隨時掌握其狀態(tài)變化。這樣對于每次定量計量齒輪泵3的運行時間都會進行準(zhǔn)確記錄。并根據(jù)其額定排量通過計算機運算處理，得出其產(chǎn)液量，達到單井計量的目的。由于采用了定量計量處齒輪泵，3所以在工作過程中，減小了井口壓力，在相對概念上提高了單井的產(chǎn)液量，即起到了提高產(chǎn)量的目的。
本發(fā)明的氣液多相定量計量裝置，可以實現(xiàn)全自動控制，操作簡單，無需人員數(shù)據(jù)記錄。
權(quán)利要求
1、一種氣液多相定量計量裝置，其特征在于，該裝置包括一氣液旋流分離罐(1)，該氣液旋流分離罐(1)的上側(cè)壁進口端通過第一閥門(10)與原油的來油口(21)連通，下側(cè)壁出口與一穩(wěn)流沉降罐(2)連接，氣液旋流分離罐(1)的頂端出口與氣相出口管線(23)連接，氣液旋流分離罐(1)的底端出口通過第二閥門(11)與排污管線(24)連接；所述的穩(wěn)流沉降罐(2)的頂部設(shè)有壓力變送器(6)和安全閥(4)，穩(wěn)流沉降罐(2)的下側(cè)壁出口通過管路連接有定量計量齒輪泵(3)，該定量計量齒輪泵(3)通過管路上連接的第四閥門(14)與出油口(22)連通，穩(wěn)流沉降罐(2)的底端出口通過第三閥門(12)與排污管線(24)連接；穩(wěn)流沉降罐(2)的側(cè)壁上還設(shè)有液位變送器(5)、溫度變送器(7)以及加熱盤罐的進、出口(26、25)；上述液位變送器(5)、壓力變送器(6)、溫度變送器(7)及定量計量泵(3)還分別與觸摸屏控制系統(tǒng)(15)相連接，由觸摸屏控制系統(tǒng)(15)進行信號的傳送和運算處理。
2、 如權(quán)利要求1所述的氣液多相定量計量裝置，其特征在于，所述的 氣液旋流分離罐(1)的上側(cè)壁上還通過管路(27)與穩(wěn)流沉降罐(2)頂端 的安全閥(4)相連。
3、 如權(quán)利要求1所述的氣液多相定量計量裝置，其特征在于，所述的 氣相出口管線(23)上還設(shè)有單向閥(9)。
4、 如權(quán)利要求1所述的氣液多相定量計量裝置，其特征在于，所述的 定量計量齒輪泵(3)的管路與氣相出口管線(23)連通。
5、 如權(quán)利要求4所述的氣液多相定量計量裝置，其特征在于，所述的 定量計量齒輪泵(3)的管路上還連接有壓力表(8)。
6、 權(quán)利要求1所述的氣液多相定量計量裝置的計量方法，其特征在于，包括以下步驟1) 井口的來油在進入氣液旋流分離罐(1)前，首先對來油進行初級過 濾，以保證來油中沒有大顆粒雜質(zhì)，以確保來油在進入氣液旋流分離罐(1) 時不會造成堵塞；2) 氣液旋流分離罐(1)在來油進入后產(chǎn)生離心力，配合來油自身的重 力和浮力，對來油進行氣液的有效分離，在氣相上升的過程中，利用蒱霧氣 對氣相在上升過程中所帶液滴進行再次分離，以保證氣液的分離效果；3) 分離后的液相進入穩(wěn)流沉降罐(2)，再次對氣相進行分離，以保證 液相的含氣率降到最低；分離后的油水混合物在穩(wěn)流沉降罐(2)內(nèi)逐漸上 升，當(dāng)達到設(shè)定的高液位時，液位變送器(5)送出信號，由觸摸屏控制系 統(tǒng)(15)接收并發(fā)出指令使定量計量齒輪泵(3)開始啟動，進行油水混合 物的外輸計量，當(dāng)液位下降到低液位時，定量計量齒輪泵(3)停止，本次 計量工作結(jié)束；4) 重復(fù)上述步驟2)至步驟3)的循環(huán)操作，即可對單井或支線來油進 行在線精確計量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣液多相定量計量裝置及其方法，裝置包括氣液旋流分離罐、定量計量齒輪泵以及穩(wěn)流沉降罐、液位變送器、壓力變送器、溫度變送器等部件，主要利用旋流分離罐首先對井口來油進行一級氣液分離，然后進入穩(wěn)流沉降罐進行二次氣液分離并穩(wěn)流沉降。在油水混合物穩(wěn)流的同時，利用液位變送器進行上下液位控制，當(dāng)液位到達設(shè)定高液位時，外輸計量開始工作，到達設(shè)定低液位時，計量工作結(jié)束。如此重復(fù)工作，達到計量的目的。由于液位變送器、壓力變送器、溫度變送器、定量計量齒輪泵由觸摸屏控制系統(tǒng)控制，對于定量計量齒輪泵的工作時間可實現(xiàn)在線監(jiān)測，然后根據(jù)其額定排量計算就可以得出其產(chǎn)液量。且測量精度高，操作性強，成本低。
文檔編號G01N35/00GK101525995SQ20091002213
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者勇 史, 周新平, 周芳德, 植 方 申請人:西安三林能源科技工程有限公司