[发明专利]一种油田多相流流量在线测量设备及测量方法

权利要求书

1.一种油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述设备包括：

多个气液分离测量罐，所述多个气液分离测量罐结构、尺寸均相同且罐体内为等截面腔体，所述气液分离测量罐内分为上下两腔室，上部腔室为气液分离腔，下部腔室为液相计量腔，所述气液分离腔设置多层气液分离伞塔，所述液相计量腔设置有液位变送器，并安装了测量传感器；

所述气液分离测量罐的顶部开有气体出口，上部侧面设有原油入口，罐体中部开设有泄压口，下端侧面设有液体出口，底部设置排污口；所有气液分离测量罐的气体出口均通过管道与气体汇流管连通，所述气体汇流管一端与多相汇流管连接；所有气液分离测量罐的泄压口均通过管道与多相汇流管连通；所有气液分离测量罐的液体出口均通过管道与多相汇流管连通；

进口控制阀，所述进口控制阀为一个进口、多个出口的多通阀门，所述进口与原油入口管连接，多个出口分别通过管道与多个气液分离测量罐的原油入口一对一连接；

电动阀，所述电动阀有多个，每个气液分离测量罐的液体出口管道上均安装一个电动阀；

单向阀，所述单向阀有多个，每个气液分离测量罐顶部的气体出口管道上均安装一个单向阀；

泄压阀，所述液压阀有多个，每个气液分离测量罐的泄压口管道上均安装一个泄压阀，并在进口控制阀与原油入口管连接前端安装；

测量传感器，每个气液分离测量罐的下端均安装一个测量传感器，测量传感器与液相计量腔连通；

一个气体流量计，所述气体流量计安装在靠近气体汇流管与多相汇流管连接端部的位置。

2.根据权利要求1所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述气液分离测量罐的气液分离腔设置的多层气液分离伞塔从上到下依次包括：一级分离塔、一级分离盘、二级分离塔和三级分离盘，所述一级分离塔为椎体状；所述一级分离盘为漏斗型，一级分离盘上开口口径大于一级分离塔底面直径；所述二级分离塔为椎体状；所述三级分离盘为椎台状，椎台上表面开有通孔，底面直径与气液分离测量罐内径相同，所述三级分离盘底面将气液分离测量罐腔分为上下两腔室。

3.根据权利要求2所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述气液分离测量罐液相计量腔内还设置有防液面波动结构、多孔板；所述防液面波动结构与气液分离测量罐内壁固连，并与气液分离测量罐内壁围成一个下端开口的小腔室；所述液位变送器安装在气液分离测量罐侧壁上，并位于防液面波动结构与气液分离测量罐内壁围成的小腔室内；所述多孔板位于液相计量腔下部，所述测量传感器的测量口位于多孔板下方。

4.根据权利要求3所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述多孔板与气液分离测量罐围成的腔体内装满对比液，所述对比液为油田当地地下水。

5.根据权利要求4所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述气液分离测量罐的数量根据实际油井流量的大小来确定。

6.根据权利要求5所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述泄压阀的开关控制程序与设备报警程序一体设计，当泄压阀打开时，报警程序启动。

7.根据权利要求6所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述测量传感器为微压传感器或称重传感器中的任意一种。

8.根据权利要求7所述的油田多相流流量在线测量设备，其特征在于，所述微压传感器与气液分离测量罐连接方式为：微压传感器的一个测量口与气液分离测量罐的液相计量腔直接连通，另一个测量口通过双U型弯管与气液分离测量罐顶部连通。

9.一种油田多相流在线测量方法，其特征在于：所述方法基于如上述权利要求1～8中任意一项所述的油田多相流流量在线测量设备进行，所述方法包括以下步骤：

S9.1：根据现场要求及油田流量大小，确定需要交替使用的气液分离测量罐的数量；

S9.2：对所有气液分离测量罐的测量腔体进行体积标定，标定体积为液相计量腔的多孔板、液位变送器测量平面和气液分离测量罐内壁围成的空间体积；

S9.3：关闭所有气液分离测量罐电动阀；

S9.4：打开进口控制阀的进口与其中任意一个出口，多相流原油进入与该出口连通的气液分离测量罐内；

S9.5：原油进入该气液分离测量罐后，首先通过气液分离腔内的多层气液分离塔进行充分地气液分离，分离的气体从气液分离测量罐顶部的气体出口排出，液体经过三级分离盘上表面的通孔流入液相计量腔内进行取样，当液相计量腔内液体上升到液位变送器测量的设定液位时，关闭与该气液分离测量罐对应的进口控制阀的出口，待液面相对静止后测量传感器进行测量，测量完毕后打开该气液分离测量罐的电动阀，使液体从出口管排出，并对该电动阀的打开次数进行计数，同时打开进口控制阀的另一个出口，使多相流原油进入与另一个出口对应的气液分离测量罐；

S9.6：多相流原油在气液分离测量罐内重复进行气液分离及液体测量操作，当气液分离测量罐完成测量后，同样打开电动阀排出液体，对该电动阀的打开次数进行计数，并同时关闭与该气液分离测量罐连通的出口阀门；

S9.7：通过控制进口控制阀出口的打开与关闭，交替利用处于空闲状态的气液分离测量罐，使原油的油、气、水含量进行连续不间断地测量；

S9.8：测量完毕后，通过对所有测量传感器的测量结果、液位变送器测量液面的高度和气液分离测量罐等截面腔体的截面面积，计算得到多相流原油中水、油混合密度，并根据各自的密度计算出体积比；通过气体流量计可确定多相流气体体积。