[发明专利]单井三相计量装置

说明书

技术领域

本发明是应用于油田计量产油量和产气量的油井单井计量装置，特别涉及对其结构的改进。 

背景技术

现有油田的单井三相计量装置，其结构是单一旋流分离器，由于采用单一的混合液体分离方法，导致气液两相分离不够彻底，不够充分，使得单井计量油、气、水数据不够准确。 

发明内容

本发明提供了一种油田单井三相计量装置，可在线进行油、水、气的测量，从而达到油、气、水三相计量的目的。 

一种单井三相计量装置，其特征在于, 

一次扩张管两端口的口径缩小，呈锥型，一端与井口的混合液进口管连通，另一端与锥型旋流分离器连通，一次扩张管顶端与二次扩张管连通；

二次扩张管设置于储液罐顶部，其上端口径缩小，呈锥型，与气相管道连通，气相管道通过气体双转子流量计连通混合液出口管，二次扩张管侧部与一次扩张管连通；

锥型旋流分离器固定于储液罐内腔上部，与一次扩张管连通；

在储液罐的外侧壁上设置有上、下两个液位开关；

在储液罐的底部，通过液相管道依次连通控制阀、质量流量计及混合液出口管；

两个液位开关、气体双转子流量计、质量流量计、控制阀分别通过线缆连接控制器。

本发明利用了扩张、旋流离心、挡板撞击等分离方法，使单井产出混合液中的气液分离充分、彻底，提高了单井计量的准确度。 

附图说明

图1 本发明的外形示意图。 

1气体双转子流量计、2质量流量计、3控制器、4气相管道、5控制阀、6液相管道、7安全阀、8二次扩张管、9上液位开关、10下液位开关、11锥型旋流分离器、12伞型油气分离板、13储液罐、14一次扩张管、15混合液进口管、16混合液出口管。 

具体实施方式

一种单井三相计量装置，其特征在于， 

一次扩张管14两端口的口径缩小，呈锥型，一端与井口的混合液进口管15连通，另一端与锥型旋流分离器11连通，一次扩张管顶端与二次扩张管8连通；

二次扩张管8设置于储液罐顶部，其上端口径缩小，呈锥型，与气相管道4连通，气相管道4通过气体双转子流量计1连通混合液出口管16，二次扩张管8侧部与一次扩张管14连通；

锥型旋流分离器11固定于储液罐13内腔上部，与一次扩张管14连通；

在储液罐内腔的上部旋流分离器的下部设置有伞型油气分离板12；

在储液罐的外侧壁上设置有上、下两个液位开关9、10；

在储液罐的底部，通过液相管道6依次连通控制阀5、质量流量计2及混合液出口管16；

两个液位开关、气体双转子流量计1、质量流量计2、控制阀5分别通过线缆连接控制器3。

在储液罐的顶部设置有安全阀7。 

具体工作过程：

单井产出混合液从混合液进口管15首先进入一次扩张管14中进行第一次扩张分离，气、液比重不同，在一个突然扩大的容器中，流速降低后在主流转向的过程中，气体中细微的液滴下沉而与气体分离，气体上升流向二次扩张管8，根据第一次的原理再进行一次扩张分离；分离出来的气体上升进入气相管道4，分离出的液体下落进入锥型旋流分离器11。同时通过一次扩张管14分离出来的混合液体也进入锥型旋流分离器11。

进入锥型旋流分离器11的混合液再进行下一次的旋流分离，液体在锥型旋流分离器11高速旋转，油的比重大在管壁上向下流动，气体比重轻在锥型旋流分离器中间向上流动，形成离心力分离；分离出的气体上升同样进入二次扩张管8，同样再进行一次扩张分离。 

经过旋流分离后的混合液在重力作用落下撞击伞型油气分离板12，形成撞击分离，分离出的气体上升进入二次扩张管8进行扩张分离。 

混合液经上述分离后进入了储液罐13，储液罐13中液位达到上液位开关9后，控制器3自动打开控制阀5，液体从液相管道6流出，容器内压力变小，混合液分离出气体；当液面到达下液位开关10后，控制器3关闭控制阀5；控制器3通过反馈的液位开关信号阀的开关。上述动作反复进行达到气、液分离的目的。 

经扩张分离、旋流离心分离、挡板撞击分离后液体经质量流量计2在线测油、水的密度和质量，液体经混合液出口管16进入下一站。 

经过二次扩张管8分离的气体经气相管道4进入气体双转子流量计1，气体双转子流量计1测出气体的体积；气体测出后经混合液出口管16进入下一站。 

各仪表信号由控制器3进行采集和处理，得到分离器内液位开关信号、单井出液量、含油、含水、含气、温度等相关数据；至此完成油田单井油、气、水的三相计量。控制器3可采用常规的PLC控制模块。