[发明专利]井下多相流气相分离及测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及油田生产测井领域，具体的说是一种井下多相流气相分离及测量装置。

背景技术

油井产液剖面测量的目的是了解油井各产液层的油水生产状态，由于地层压力的降低，目前国内油井套管内的流体已经是油、气、水三相并存状态，由于气相与液相在物性方面的显著差异，油、气、水三相的流动状态极其复杂，且极不稳定，因而各种混相中分相含率测量的技术方式均未能解决这一测量难题。

发明内容

为了克服现有的油井内流体油、气、水三相并存而影响液相测量的不足，本发明提供一种井下多相流气相分离及测量装置，该井下多相流气相分离及测量装置可实现气液分离，对气相进行独立测量，从而消除气相对液相测量的影响。

本发明的技术方案是：一种井下多相流气相分离及测量装置，包括中心管，中心管下部连接有下固定短接，中心管及下固定短接外部分别连接集流伞的两端，集流伞的中部为气液分离腔，所述的中心管上部连接有上固定短接，中心管及上固定短接内部固定有气液分离管，气液分离管与中心管及上固定短接之间形成环形的气相流道，上固定短接的侧壁上开有气相出口，气液分离管的上端对应气相出口处固定有气体流量计,中心管中部外侧固定有气相控制阀，气相控制阀对应的中心管侧壁上开有气相入口。

所述的下固定短接下部连接有集流伞驱动器。

所述的中心管内部设有液相流道，气液分离腔底部的中心管管壁上开有液相入口。

 本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，中心管上有气相入口，而上固定短接上有气相出口，套管内向上流动的油、气、水三相在集流伞下方得以有效汇聚，气相迅速分离，气量体积超出气相控制阀范围时，气相控制阀打开，气体释放，完成气相与液相的完全分离，并通过气体流量计对气体进行计量，从而消除气相对液相测量的影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2至图5是气相流动噪声测量曲线；

图6是气相流量与流动噪声功率关系曲线。

图中1-液相流道，2-气相出口，3-气相流道，4-气体流量计，5-气相入口，6-气相控制阀，7-集流伞，8-气液分离腔，9-液相入口，10-集流伞驱动器，11-下固定短接，12-中心管，13-气液分离管，14-上固定短接。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种井下多相流气相分离及测量装置，包括中心管12，中心管12内部设有液相流道1，中心管12下部连接有下固定短接11，中心管12及下固定短接11外部分别连接集流伞7的两端，下固定短接11下部连接有集流伞驱动器10，集流伞驱动器10启动后，可使集流伞7撑开，集流伞7撑开后在其与中心管12之间形成气液分离腔8，气液分离腔8底部的中心管12侧壁上开有液相入口9。所述的中心管12上部连接有上固定短接14，中心管12及上固定短接14内部固定有气液分离管13，中心管12与上固定短接14螺纹连接，中心管12及上固定短接14内均有台阶，通过台阶固定气液分离管13。气液分离管13与上固定短接14及中心管12的内壁之间形成环形空腔，称之为气相流道3，上固定短接14的侧壁上开有气相出口2，气液分离管13的上端对应气相出口2处固定有气体流量计4,中心管12中部外侧固定有气相控制阀6，气相控制阀6对应的中心管12侧壁上开有气相入口5。

本装置的工作过程如下：在集流伞驱动器10的作用下，集流伞7撑起，套管内的截面空间被封闭，向上流动的油、气、水三相在集流伞下方气液分离腔8内汇聚，由于密度差异，开始重力分离，气相处于上方，液相处于下方。在气量较低时，气相控制阀6关闭，气体在气液分离腔8内汇聚，当气体汇聚到一定量后，气相控制阀6打开，气相开始释放，气相通过气相入口5进入气相流道3，然后由气相出口2流出。当气液分离腔8内汇聚的气相减小到一定量时，气相控制阀6关闭，气相停止释放；在气量较高时，气相控制阀6将处于常开状态，气相持续释放。气体流量计4用于测量通过气相流道3流出的气相流量。气相控制阀6打开后，气相流动将引起流动噪声，气量越大，流动噪声越大，通过测量噪声即可测得气相流量。

图2至图5是几组流动噪声测量曲线，横轴是时间，单位毫秒，纵轴是传感器输出测量值，单位是赫兹，其中图2和图3是气流量较低时的两条测量曲线，表明的是流动噪声时有时无，说明气相控制阀存在开关过程。图4和图5是气流量较高时的两条测量曲线，表明的是流动噪声一直存在，说明气相控制阀始终处于开启状态。改变气相流量，测得不同气量条件下流动噪声功率，则可以得到图6实验结果，横轴是气相体积流量，单位立方米每天，纵轴是流动噪声功率，气相流量与流动噪声功率具有良好的单调关系，实现了对气相流量的测量。