本發(fā)明涉及油田采油地面工程計量技術領域中一種計量裝置，特別是一種稱重法三相計量裝置及其測量方法。

背景技術：

對油井進行計量，掌握油井的產液量、產氣量、含水率的準確數(shù)據(jù)，具有重要意義。目前油田計量間的計量裝置對油井只進行氣、液兩相計量，對含水率的計量需要人工井口取樣，在實驗室化驗。由于取樣量小，取出的混合液可能全是水，也可能只有一點水，所以很難反應油水混合液的真實情況，只有長期、多次取樣，取平均值來代表該井的含水率。近些年，在計量間對含水計量，有采用（克里奧）質量流量計的，通過測量流經液體的密度來測含水，效果好于以往。但實踐中發(fā)現(xiàn)，質量流量計存在一些問題難以克服，因為（克里奧）質量流量計的關鍵部件之一是液體流過的按固定頻率震動的震動管，是精密部件，而井口原油流過它，容易結垢。第二，井口來液有大量天然氣，氣體對質量流量計影響非常大，在計量間分離器內，氣液分離不可能很干凈，氣體進入流量計，造成很大誤差。由于上述原因，（克里奧）質量流量計測含水在實際應用上存在缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服背景技術中存在的現(xiàn)有計量裝置對油井只進行氣、液兩相計量無法反映單井油氣水的真實組分的問題，而提供一種稱重法三相計量裝置，該稱重法三相計量裝置，能夠在計量間進行油、氣、水三相計量，準確測得油井的產液量、產氣量、含水率的數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了使用稱重法三相計量裝置的測量方法。

本發(fā)明解決其問題可通過如下技術方案來達到：該稱重法三相計量裝置，包括稱重分離器、氣液兩相分離器，所示稱重分離器上部連接進液管線，進液管線上連接電動三通閥，所示電動三通閥還通過管線連接氣液兩相分離器中部；所述稱重分離器罐頂出氣管線連接到氣液兩相分離器上部，稱重分離器罐底管線連接到氣液兩相分離器中上部，所述稱重分離器罐底管線上接有油水檢測儀及出液電動閥；稱重分離器罐下部連接三個重力傳感器。

一種使用稱重法三相計量裝置的測量方法，包括以下步驟：

（1）所述油水混合物進入稱重分離器，并在稱重分離器內沉降、分層，分為水層、混合層、油層；通過重力傳感器測出混合液總重量；

（2）上述分層后的混合液從稱重分離器被放出時，通過重力傳感器和油水檢測儀，采集重量變化量及油水電流值，得到“重量-油水電流”變化曲線，從而得到水重量和油重量，即得到混合液的含水率。

本發(fā)明利用稱重分離器、重力傳感器、油水檢測儀、電動閥組成稱重法測含水率的結構；利用該結構及“重量-油水電流曲線”測量含水率。

油水混合液進入稱重分離器，進液過程中計時稱重，得到該時間段內的進液重量及單位時間內的進液重量。油水混合液進入稱重分離器內進行一段時間的沉降分層（水層、混合層、油層），并稱全重。分層后的混合液從分離器流出時，采集重量變化量及油水電流值，形成“重量-油水電流”變化曲線，即重力傳感器與油水檢測儀能夠分辨出油重量、水重量、混合層重量，即得到混合液含水率。

本發(fā)明與上述背景技術相比較可具有如下有益效果：采用該稱重法三相計量裝置，通過稱重法測量含水率及產液量（油水混合液），上述稱重法測量含水率結構與倒“u”形管氣液兩相計量結構結合，形成油氣水三相裝置，通過現(xiàn)場試驗驗證，在含水率>80%條件下，測量誤差小于2%。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

附圖2是本發(fā)明重量—油水電流曲線圖。

圖中：1-電動三通閥，2-稱重分離器，3-氣液兩相分離器，4-油水檢測儀，5-出液電動閥，6-液位計，7-“倒”u型管，8-罐頂管線，9-氣體流量計，10-出氣閥，11-罐底管線，12-重力傳感器，13-plc數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。

具體實施方式：

下面結合附圖將對本發(fā)明作進一步說明：

如附圖1所示，該稱重法三相計量裝置，包括稱重分離器2、氣液兩相分離器3，所述進液管線連接電動三通閥1后分別連接到稱重分離器2上部及氣液兩相分離器3中部；所述稱重分離器2罐頂出氣管線連接到氣液兩相分離器3上部，稱重分離器2罐底管線連接到氣液兩相分離器3中上部，所述稱重分離器2罐底管線連接到氣液兩相分離器3的高度超過倒“u”型管7頂部；所述稱重分離器2罐底管線上接有油水檢測儀4及出液電動閥5；所述稱重分離器2罐下部連接三個重力傳感器12，用于計量水層、油層、混合層重量；所述氣液兩相分離器3上部連接液位計6，所述液位計6上部罐頂管線8連接到倒“u”型管7頂部，所述液位計6上部罐頂管線8上分別連接氣體流量計9及出氣閥10，所述液位計6下部罐底管線11連接所述倒“u”型管7一側臂，倒“u”型管7另一側臂連接出液管線，進入?yún)R管；所述電動三通閥1、出液電動閥5、出氣閥10、重力傳感器12、油水檢測儀4分別連接plc數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)13。

本裝置完整計量工藝流程為：

（一）氣液兩相計量：出氣閥10關閉，井口來液通過電動三通閥1進入氣液兩相分離器3，氣液兩相分離器液面略有上升，隨著氣液兩相分離器內氣體壓力升高，液體通過倒“u”型管被壓入?yún)R管，液面下降。當下降到設定高度時，出氣閥10打開，氣液兩相分離器內壓力與匯管相等，液面上升。此時，計時器工作，同時記錄液位上升的初始液位，記錄氣體流量計流量初始值。

當液面達到設定高度時，計時器取出記取的時間段δt，記錄δt段上升的最終液位，記錄氣體流量最終值。計算出液體體積產量，折算成重量產量，計算出天然氣產量。并關閉出氣閥10，氣液兩相分離器內壓力升高。液面下降，到達設定的低點后重復上述流程。

（二）含水率計量：當出氣閥10關閉時，電動三通1閥導向到稱重分離器2；稱重分離器出液閥5處于關閉狀態(tài)，重量清零。當收到電動三通閥1完全導向稱重分離器的閥位反饋信號時，計時器計時，并取稱重分離器內混合液重量w1，當液體重量達到設定值時，計時器取出時間差δt及重量w2，即可得到單位時間的產液量。此時電動三通閥1改變，導向到氣液兩相分離器3。當收到電動三通閥1導向到氣液兩相分離器的閥位反饋信號時，記錄稱重分離器內液體的總重量w，并進入沉降過程（10-15分鐘），油水混合液分層，下層是水，上層是油，中間是油水混合液。當達到沉降時間后，并且plc控制系統(tǒng)檢測到氣液兩相分離器處于液面下降狀態(tài)時，稱重分離器出液閥5打開，液體流出，進入氣液兩相分離器。液體流出過程中，plc控制系統(tǒng)采集液體重量變化及油水電流變化，得到“重量-油水電流”曲線圖，即分辨出水層、油層、混合層重量，即得到混合液含水率，如圖2所示。含水率計量結束后，分離器出液閥5關閉。進入下次計量流程。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種稱重法三相計量裝置及其測量方法。主要解決了現(xiàn)有計量裝置對油井只進行氣、液兩相計量無法反映單井油氣水的真實組份的問題。其特征在于：所示稱重分離器（2）上部連接進液管線，進液管線上連接電動三通閥（1），所述稱重分離器坐落在重力傳感器（12）上，罐底管線上接有油水檢測儀（4）及出液電動閥（5）。其測量方法：油水混合物進入稱重分離器，并在其內沉降、分層，測出混合液總重量；分層后的混合液從稱重分離器被放出時，采集重量變化量及油水電流值，得到?“重量?油水電流”變化曲線，從而得到水重量和油重量，即得到混合液的含水率。該三相計量裝置能夠準確測得油井的產液量、產氣量、含水率的數(shù)據(jù)。

技術研發(fā)人員：邸立軍;劉偉;高旭東;孫立良;李世良;邸際光;全杰;孫麗
受保護的技術使用者：中國石油天然氣股份有限公司;大慶油田有限責任公司;大慶油田工程有限公司
技術研發(fā)日：2017.04.11
技術公布日：2017.07.28