[发明专利]一种井用柱塞气举装置的气液计量方法及系统

说明书

本发明属于天然气设备技术领域，涉及井用柱塞气举装置的气液计量方法及系统。柱塞在套压的压力下托举液柱缓慢上升，通过柱塞到达传感器采集油压并通过计算来判断液柱是否达到：当液柱到达时，柱塞到达传感器发送计量液体指令到ACF两相流流量计开始积液计量；当液柱排泄完后，即柱塞到达顶部，柱塞到达传感器检测到柱塞到达，再发送计量气体指令到ACF两相流流量计恢复积气计量。这种气液计量方法，利用液体段塞到达井口的判断方法和使用ACF两相流流量计来实现对产气单井的气、液量进行有效计量，具有精确度高、结构简单、维护方便、功能强大等特点。基于这种计量方法的系统，采用模块化构思，一体化结构设计，具有维护、调试便捷等特点。

技术领域

本发明属于天然气设备技术领域，涉及天然气井口装置，具体涉及一种井用柱塞气举装置的气液计量方法及系统。

背景技术

随着气田的开发，管理单井逐年攀升，产水气井日益增多，产水量逐渐增大，气井单井产量低，携液能力较差，造成井底积液，给气井生产造成不利影响，排水采气工作日益突出。

在现有技术中，大多数通过安装柱塞气举排水采气系统来解决这一问题，柱塞气举系统的能量主要来源于储存在套压管内的高压气体；通过柱塞机械面托举液柱排水采气，井底积液可以有效排除，但目前技术对于柱塞托举的液柱部分无计量或者还是按照气体进行计量的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种井用柱塞气举装置的气液计量方法及系统，能够实现对产气单井的气、液量进行有效地计量，具有精确度高、结构简单、维护方便、功能强大等特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种井用柱塞气举装置的气液计量方法，具体执行如下循环：

S1、柱塞控制器根据设定的生产制度或者柱塞到达传感器采集的油压数据信息控制气井的开井；

S2、判断液柱是否到达井口；

S3、当液柱到达井口时，柱塞到达传感器发送积液指令到ACF两相流流量计，ACF两相流流量计停止积气计量，开始积液计量；

S4、当柱塞到达传感器检测到柱塞到达井口时，柱塞到达传感器发送指令到ACF两相流流量计，ACF两相流流量计恢复积气计量，停止积液计量；

S5、柱塞控制器根据设定的生产制度或者到达传感器采集到的油压数据信息关井，返回步骤S1进行下一轮气液计量。

进一步地，所述步骤S2、判断液柱是否到达井口，具体包括如下步骤：

S2.1、通过柱塞到达传感器采集的油压数据信息计算标准偏差值S，并确定标准偏差阈值A；

S2.2、计算样本油压平均值、油压比较值B，所述油压比较值B等于实时采集的油压值减去样本油压平均值；

S2.3、当标准偏差值S大于标准偏差阈值A且油压比较值B大于零时，则判断液柱到达井口。

进一步地，所述步骤S2.1中标准偏差值S的计算公式如下：

式⑴中，为样本X₁，X₂，X₃，……，X_n油压平均值。

进一步地，所述步骤S3中ACF两相流流量计进行积液计量的计算公式如下：

式⑵中，Qm为液体质量流量，C为流出系数，ε为膨胀系数，β为节流装置的直径比d/D，α为节流装置的开孔直径，D为管道直径M，△P为差压，ρ₁为液体密度。