一種高精度石油三相自動計量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及石油工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度石油三相自動計量裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 計量工作在油田開發(fā)過程中起著至關(guān)重要的作用。目前，油井產(chǎn)出液主要采用的 計量設(shè)備或手段有玻璃管量油、翻斗量油、示功圖量油軟件等。其中，玻璃管量油時，需要先 將油、水混合液分離后在進行計量，存在計量精度低、工人的勞動強度大、應(yīng)用裝置多、工藝 流程復(fù)雜，難以適應(yīng)地面系統(tǒng)簡化優(yōu)化要求等問題；翻斗量油技術(shù)設(shè)備簡單，但只是對初步 氣、液分離的油、水混合物進行計量，同時，量斗翻轉(zhuǎn)時混合液會拋灑，造成測量誤差；采用 示功圖量油軟件法通過采集大量抽油機井的井口數(shù)據(jù)、抽油機工況分析等數(shù)據(jù)通過解波動 方程，由地面示功圖得到泵示功圖，實現(xiàn)對原油的計量，但采集分析過程復(fù)雜，人為因素作 用大，而且其中的阻尼系數(shù)確定方法不同，使計量結(jié)果誤差大，尤其是稠油油井，阻尼系數(shù) 較大，實際應(yīng)用時計量精度難以保證。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 針對上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種高精度石油三相自動計量裝置，該 裝置可對氣、液（油和水）進行充分分離并對其進行計量，在油、水無需分離的情況下對油 和水同時進行精確計量，從而實現(xiàn)對油井產(chǎn)出液的油、水、氣三相的精確計量。
[0004] 本實用新型的另一目的是提供一種高精度石油三相自動計量裝置的計量方法。
[0005] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種高精度石油三相自動計量 裝置，包括一罐體，所述罐體包括上罐體和下罐體，所述上罐體和下罐體通過緊固件連接， 所述上罐體側(cè)壁分別設(shè)有入口管道和電子倉，所述電子倉外部設(shè)有電子倉蓋，內(nèi)部設(shè)有測 控電路，所述上罐體上部分別設(shè)有連接端和排氣管道，其中所述連接端連接有氣壓平衡閥， 所述排氣管道連接有氣體計量器，所述上罐體內(nèi)部分別設(shè)有氣壓平衡管、分離傘、中間隔板 及導(dǎo)線引出管，所述氣壓平衡管穿過所述分離傘與所述中間隔板相連，所述分離傘上設(shè)有 溢流杯，所述中間隔板上方設(shè)有溫度傳感器，下方分別設(shè)有壓力傳感器和連接端，所述連接 端連接有上端電磁閥；所述下罐體側(cè)壁設(shè)有支架，下部分別設(shè)有出口管道和排污管道，所述 下罐體內(nèi)部設(shè)有量罐托架，所述量罐托架一側(cè)設(shè)有連接端，所述連接端連接有下端電磁閥， 所述量罐托架上固定有多個測力傳感器，所述測力傳感器頂端設(shè)有量罐，所述量罐外壁連 接有液位計，且所述液位計測量端與所述量罐內(nèi)壁相通，所述量罐四周設(shè)有限位擋塊，所述 限位擋塊固定于所述量罐托架上；所述分離傘、所述中間隔板及所述量罐托架將所述罐體 分割成第一容積區(qū)、第二容積區(qū)、第三容積區(qū)及第四容積區(qū)；所述測力傳感器、所述溫度傳 感器、所述壓力傳感器、所述上端電磁閥、所述下端電磁閥及所述液位計的導(dǎo)線均從所述罐 體內(nèi)部通過所述導(dǎo)線引出管進入所述電子倉與所述測控電路相連，所述氣體計量器的導(dǎo)線 從所述罐體外部進入所述電子倉與所述測控電路相連。
[0006] 進一步地，所述入口管道連接有石油輸送管道。
[0007] 所述出口管道連接有石油輸出管道。
[0008] 所述分離傘底部下沿設(shè)有多個溢流孔。
[0009] 所述測控電路在所述罐體外部連接有自動測控裝置，所述自動測控裝置具有數(shù)據(jù) 實時顯示、存儲及傳輸功能。
[0010] 本實用新型在使用時，所述石油經(jīng)所述入口管道流入所述溢流杯，待填滿所述溢 流杯后，從其上沿溢流流出，實現(xiàn)氣、液初步分離，再流經(jīng)所述分離傘的傘面實現(xiàn)氣、液的再 次分離，最后經(jīng)所述溢流孔流入所述第二容積區(qū)，實現(xiàn)氣、液的三次分離，從而得到油水混 合液。
[0011] 所述油水混合液經(jīng)所述上端電磁閥的控制從第二容積區(qū)流入所述量罐，此時所述 上端電磁閥處于開啟狀態(tài)，所述下端電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當所述量罐的液位達到所述液 位計設(shè)置的上位氏時，所述測控電路給出三個控制信號：關(guān)閉所述上端電磁閥、記錄所述測 力傳感器測得的所述量罐的總重量匕及開啟所述下端電磁閥，此時所述量罐中的油水混合 液經(jīng)所述下端電磁閥的控制進入第四容積區(qū)，再經(jīng)所述排出管道流出所述罐體進入所述石 油輸出管道中。
[0012] 當所述量罐的液位達到所述液位計設(shè)置的低位4時，所述測控電路同樣給出三個 控制信號：關(guān)閉下端電磁閥、記錄所述測力傳感器測得的此時的量罐的總重量匕及開啟上 端電磁閥，此時所述油水混合液經(jīng)所述上端電磁閥的控制從第二容積區(qū)流入所述量罐進行 下一個計量循環(huán)周期。設(shè)定所述量罐內(nèi)壁截面積為A，則計量一次量罐中排出的油水混合 液的體積為：
[0013] V = A(H1-H2)，重量則為G = G1-G2。設(shè)每次量罐16中油的體積為V。，水的體積為 Vw，則有：
[0014]
[0015] 上式中，P。、Pw分別為油和水的密度，在特定的溫度和壓力下是已知的，所以，通 過求解以上方程組，即可得到計量一次的油和水的體積，將每次計量進行累加，即可實現(xiàn)在 油、水不分離的情況下對兩者的精確計量。
[0016] 本實用新型的有益效果是：油井產(chǎn)出液通過溢流杯、分離傘及分離傘下沿四周的 溢流孔的分離作用，可對油井產(chǎn)出液進行充分的氣、液分離，分離效果好；利用液位計、測力 傳感器、電磁閥及測控電路，實現(xiàn)在油、水不分離情況下兩者的精確計量。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，傳感器及測控電路屬于常規(guī)器件和 技術(shù)，實現(xiàn)容易，成本低，計量裝置自動化程度高，安全可靠，可直接接入目前的建設(shè)的"數(shù) 字化油田系統(tǒng)"之中，實現(xiàn)對生產(chǎn)油井產(chǎn)量的實時、精準的監(jiān)測。
【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型的結(jié)構(gòu)及特征做進一步說明。
[0019] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是本實用新型電路部分的方框原理圖。
[0021] 圖1中，1.支架，2.下罐體，3.緊固件，4.上罐體，5.入口管道，6.連接端，7.排 氣管道，8.氣壓平衡管，9.溢流杯，10.分離傘，11.電子倉，12.電子倉蓋，13.中間隔板， 14.導(dǎo)線引出管，16.量罐，17.限位擋塊，18.測力傳感器，19.量罐托架，21.出口管道， 22.排污管道，23.氣壓平衡閥，24.氣體計量器，25.溫度傳感器，26.壓力傳感器，27.上 端電磁閥，28.液位計，29.下端電磁閥，30.測控電路，31.第一容積區(qū)，32.第二容積區(qū)， 33.第三容積區(qū)，34.第四容積區(qū)。
【具體實施方式】
[0022] 參看附圖1及圖2,一種高精度石油三相自動計量裝置，包括一罐體，所述罐體包 括上罐體4和下罐體2,所述上罐體4和下罐體2通過緊固件3連接，所述上罐體4側(cè)壁分 別設(shè)有入口管道5和電子倉11，所述電子倉11外部設(shè)有電子倉蓋12,內(nèi)部設(shè)有測控電路 30,所述上罐體4上部分別設(shè)有連接端6和排氣管道7,其中所述連接端6連接有氣壓平衡 閥23,保證罐體內(nèi)氣壓處于安全狀態(tài)，所述排氣管道7連接有氣體計量器24,所述氣體計量 器24對分離氣體體積計量后接入輸氣管道向后輸送，所述上罐體4內(nèi)部分別設(shè)有氣壓平衡 管8、分離傘10、中間隔板13及導(dǎo)線引出管14,所述氣壓平衡管8穿過所述分離傘10與所 述中間隔板13相連，所述分離傘10上設(shè)有溢流杯9,所述分離傘底10部下沿設(shè)有多個溢 流孔，所述中間隔板13上方設(shè)有溫度傳感器25,所述中間隔板13下方分別設(shè)有壓力傳感 器26和連接端6,所述壓力傳感器26用于測量罐體內(nèi)的壓力，所述連接端6連接有上端電 磁閥27 ;所述下罐體2側(cè)壁設(shè)有支架1，下部分別設(shè)有出口管道21