[实用新型]油、水、气三相流自动计量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油田气液多相流计量装置，尤其是油、水、气三相流流量计量装置。

背景技术

油田多相流计量研究始于二十世纪70年代的海上油田开发，国内外大型石油公司和机构都致力于多相计量技术和装置的研究，研究方法涉及物理原理和最新的测量技术。并已开发出商业化产品。归纳其产品技术可分油井采出液不分离混合多相计量和分离分相计量。应用无气液分离技术的计量产品，采用了文丘利、伽马射线、电容/电感相关法等混合计量技术，进行多相计量，这种计量产品经现场应用，存在计量精度较低(液相偏差在±10～20％，气相偏差在±10～30％，含水率偏差在±10～20％)，测量受流型和流态影响等问题；应用分离技术的计量产品测量原理是气液分离，分相计量，测量不受流型和流态影响，计量精度较高。2005年产品计量精度好于5％。因此，目前油田气液多相流计量技术领域中难点之一就是如何地提高气液分离效率和平稳控制气液分相计量问题。

在现有油田气液多相流计量技术中，中国专利公开了一种“油气自动计量装置”(专利号为：ZL 200420041937.5)给出了一种油气自动计量装置，并且已经在陆上油田的生产中得到成功应用，但是，上述装置对于间歇来液，尤其是对于液气变化比较大的情况，测量精度会明显降低，因此，其技术有一定的局限性。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的缺点和局限性而提供一种油、水、气三相流自动计量装置；该计量装置适用于单井、气液混输等任何流型的气液自动分相在线计量、尤其是间歇来液、气液变化比较大的多相流量测量，且分相液量测量精确度可达到±0.5～2％。

本实用新型的目的可通过如下措施来实现：

一种油、水、气三相流自动计量装置是通过法兰与管线将气液分离罐、气液控制罐、液体流量计、油气水组分仪、气体计量仪、气液缓冲罐连接组成油水气分相计量管网。气液分离罐中上部与气液进口管相连，在与气液进口管相连处设有气液旋流离心分离器，旋流离心分离器为圆柱形结构，竖直置于气液分离罐内的中上部，且中心对称；气液分离罐内置有浮球调节阀，浮球调节阀与气体出口管相连通；罐体上部和下部分别通过排气管和排液管切向连接设置于气液控制罐中上部和中下部内的气体导向环和液体导向环，气体导向环与气液控制罐主体同心，开口向下，呈中空筒状；液体导向环与气液控制罐同心，开口向上；气液分离罐上部和下部分别通过排气管和排液管与气液控制罐的中上部和中下部(切向)连接；气液控制罐上部设有气体出口管，中下部设有液体出口管，气体出口管与液体出口管在气液汇管处与气液出口管相连；在气体出口管线上设有气体出口阀、气体计量仪，气液汇管与气体计量仪管线间装有气液缓冲罐，气液缓冲罐下端竖直与气液汇管连接，上端与气体计量仪出口连接，液体出口管线上设有液体流量计和油水气组分仪，油水气组分仪竖直连接于液体出口管管线上。

上述的气液旋流离心分离器中的旋流离心管为方形或矩形，自上而下螺旋置于导向分离套管内；导向分离套管下端部(旋流离心管以下部分)布满网孔，导向分离套管下部设有气液分离筛；气液分离筛气液分离筛为喇叭锥体形结构，凸面向上，凸面与分离罐水平面所成夹角θ小于90°，凸面上布满网孔，凸面口与导向分离套管的内管下端光滑连接；气液分离筛的外径小于气液分离罐的内径，大于导向分离套管的外径；气液分离筛中心孔直径与导向分离套管内管的直径相同。

上述的浮球调节阀中的阀座连接管固定在控制罐顶部端盖中心的下部，并与阀座、气体出口管光滑过渡连接；阀座中心有一阀孔，阀体为光滑球面形或圆台形；阀芯的底面最大端面与阀体光滑过渡连接；浮球为空心球体或空心圆柱体；浮球联杆的一端与阀体中心对称光滑过渡连接，另一端中心对称穿透浮球光滑过渡连接；浮球置于气液控制罐内的浮球导向器上；浮球导向器置于气液控制罐内中下部并同心，导向杆一端垂直固定在底盘的中心，另一端向竖直上，底盘水平固定于气液控制罐内中下部并同心，底盘开有成网形的液流孔。阀孔直径小于气体出口管管径。

阀芯锥度大小和锥体长度取决于测量气量程范围大小，其最大底面直径小于阀孔的孔径。

阀体最小外径大于阀孔的孔径。

浮球联杆为直径为小于阀体的直径的圆管。

导向杆的直径小于浮球联杆的内径，长度大于阀芯的长度。

液流孔开孔的总流通面积大于气液进口管的流通面积。

气液汇管的水平出口高度需高于置于气液控制罐内的浮球起浮时的液位高度，低于阀体顶到阀座时控制罐内的液位高度。

气液缓冲罐的容积大于气体出口管到气液缓冲罐上端之间管道内的容积。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：