一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置的製作方法

2023-05-11 19:12:51 1

本實用新型涉及油田多相流的計量技術領域，尤其涉及一種稠油井油氣水三相流量測量領域，適用於油氣田單井多相流在線計量的撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置。

背景技術：

氣液多相流是石油、化工、管道輸送等工業領域常見的流動工況，其流量測量是這些領域迫切需要解決的問題。近年來隨著油田稠油井開發數量的逐年提高，尋找可用於測量稠油井中廣泛存在的氣液多相流的流量測量方法顯得尤為迫切。在石油工業油井開採中，井內氣液多相流流型複雜，伴隨不同工況有霧狀流、分層流、段塞流等各種流型，並且流量不夠穩定。

目前常用的分段封隔器主要有功圖法測量和計量分離器計量，使用上述計量方法主要存在以下問題：

1)採用功圖計量法測量誤差達到88.3％，計量誤差大；

2)採用計量分離器計量需要配套建設集中計量單井管線，地面建設投資較高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種對稠油井中油氣水三相流量測量的撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置。

為實現上述目的，本實用新型的一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置的具體技術方案為：

一種撬裝式稠油井油氣水三相流量的測量裝置，包括：氣液旋流分離器，用於將油氣水三相混合物中的氣體和液體分離，氣體通過氣液旋流分離器的頂部出口排出，液體通過氣液旋流分離器的底部出口排出；反向穩定器，用於混合分離後的氣體和液體，一端通過氣體管道與氣液旋流分離器的頂部出口相連通，氣體管道上設置有用於檢測氣體流量的旋進漩渦流量計，另一端通過液體管道與氣液旋流分離器的底部出口相連通，液體管道上設置有用於檢測液體流量的楔形流量計；其中，氣液旋流分離器與楔形流量計之間設置有用於測量油水混合物密度和油水組分含量的倒U型管，倒U型管包括相連通的上升管和下降管。

進一步，反向穩定器設置在反向穩定器的最高點低於氣液旋流分離器的中點的位置上。

進一步，氣液旋流分離器與楔形流量計之間設置有用於測量油水混合物密度和油水組分含量的倒U型管，倒U型管包括相連通的上升管和下降管。

進一步，氣液旋流分離器與倒U型管之間設置有液相閥門，液相閥門為單向閥。

進一步，氣液旋流分離器與旋渦流量計之間設置有氣相閥門，氣相閥門為單向閥。

進一步，旋進漩渦流量計包括溫度傳感器和壓力傳感器，用於檢測氣體的溫度和壓力。

進一步，氣液旋流分離器的入口處設置有進口閥，油氣水三相混合物通過進口閥進入氣液旋流分離器中。

進一步，氣液旋流分離器與進口閥通過流入管道相連通，流入管道呈向下傾斜狀。

進一步，旋進漩渦流量計與反向穩定器之間的氣體管道上分支有流出管道，經過反向穩定器混合後的氣液混合物通過流出管道排出。

進一步，流出管道上設置有出口閥，從反向穩定器排出的氣液混合物通過流出管道上的出口閥排出測量裝置。

本實用新型的一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置的優點在於：

1)通過氣液分離器將氣液混合物分離成單相氣體和液體，然後分別測量氣體和液體的流量，實現了氣液的有效分離，單井小流量測量準確且不受單井內流態變化的影響，這種測量方法具有測量方便、成本低等優點，適合單井測量；

2)解決了目前油井中多相流測量精確度低、成本高的缺點，能在線測量，使用方便，專門解決稠油井中油氣水三相流量測量問題；

3)楔形流量計能順利測量稠油的流量，倒U型管能方便測量油水混合密度；

4)製造成本低、且系統佔用面積小，可移動，使用方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的測量裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了更好的了解本實用新型的目的、結構及功能，下面結合附圖，對本實用新型的一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置做進一步詳細的描述。

如圖1所示，其示為本實用新型的一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置，包括：氣液旋流分離器2和反向穩定器8，含有稠油、水、天然氣的油氣水三相混合物進入氣液旋流分離器2中，氣液旋流分離器2用於將油氣水三相混合物中的氣體和液體分離，氣體通過氣液旋流分離器2的頂部出口排出，液體通過氣液旋流分離器2的底部出口排出；反向穩定器8用於混合分離後的氣體和液體，一端通過氣體管道與氣液旋流分離器2的頂部出口相連通，氣體管道上設置有用於檢測氣體流量的旋進漩渦流量計6，另一端通過液體管道與氣液旋流分離器2的底部出口相連通，液體管道上設置有用於檢測液體流量的楔形流量計7。其中，優選反向穩定器8設置在反向穩定器8的最高點低於氣液旋流分離器2的中點的位置上。

進一步，氣液旋流分離器2與楔形流量計7之間設置有用於測量油水混合物密度的倒U型管5，倒U型管5包括相連通的上升管和下降管，液體通過分離器2底部出口排出，通過液體管道進入倒U型管5中測量油水混合物密度和油水組分含量，具體來說，通過倒U型管中上升管和下降管的壓差之和來排除液體中的摩擦壓降對密度測量的影響。其中，氣液旋流分離器2與倒U型管5之間設置有液相閥門4，液相閥門4為單向閥，並且具有良好的密封性能。

進一步，氣液旋流分離器2與旋渦流量計6之間設置有氣相閥門3，氣相閥門3為單向閥，並且具有良好的密封性能。其中，旋進漩渦流量計6為智能型，包括溫度傳感器和壓力傳感器，用於檢測溫度和壓力。

此外，倒U型管5、旋進漩渦流量計6和楔形流量計7通過導線與數據採集、顯示系統連接、進行後處理，達到數據在線顯示的目的。

進一步，氣液旋流分離器2的入口處設置有進口閥1，油氣水三相混合物通過進口閥1進入氣液旋流分離器2中。其中，氣液旋流分離器2與進口閥1通過流入管道相連通，流入管道呈向下傾斜狀，與水平面成一定角度，有利於油氣水三相混合物充分進入氣液旋流分離器2中。

進一步，旋進漩渦流量計6與反向穩定器8之間的氣體管道上分支有流出管道，經過反向穩定器8混合後的氣液混合物通過流出管道排出。其中，流出管道上設置有出口閥9，從反向穩定器8排出的氣液混合物通過流出管道上的出口閥9排出測量裝置。

此外，本實用新型的測量裝置與太陽能供電裝置相連通，太陽能供電裝置向測量裝置提供電源，太陽能供電裝置包括太陽能電池板和24V蓄電池。

下面對本實用新型的一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置的工作過程進行描述：

從井口出來的含有稠油、水、天然氣的混合物經過測量裝置的入口進入測量裝置，然後氣液混合物切向進入旋流式氣液分離器2，由於離心力作用和密度關係，氣體(天然氣)從分離器2頂部出口流出，氣體流量通過旋進漩渦流量計5測量。

而液體從分離器2底部出口流出，先通過倒U型管5測量油水混合物密度和油水組分含量，利用倒U型管5中上升管和下降管的壓差之和來排除摩擦壓降對密度測量的影響。具體測量原理的公式如下：

公式(1)與公式(2)相加得出：

dp2+dp2＝2ρgh (3)

ρ＝αρwater+(1-α)ρoil (4)

通過公式(3)可得出混合液的密度，通過公式(4)可得出油水組分含量。

然後，液體通過楔形流量計7測量體積流量，測量完後，通過反向穩定器8進行整流，便於與氣體進行混合。

最後，氣液混合後從測量裝置的出口流出進入單井稠油主流管道。

此外，考慮到單井野外作業的困難，本實用新型的測量裝置採用太陽能電池板與蓄電池聯合供電。

本實用新型的一種撬裝式稠油井油氣水三相流量測量裝置的優點在於：通過氣液分離器將氣液混合物分離成單相氣體和液體，然後分別測量氣體和液體的流量，實現了氣液的有效分離，單井小流量測量準確且不受單井內流態變化的影響，這種測量方法具有測量方便、成本低等優點，適合單井測量；解決了目前油井中多相流測量精確度低、成本高的缺點，能在線測量，使用方便，專門解決稠油井中油氣水三相流量測量問題；楔形流量計能順利測量稠油的流量，倒U型管能方便測量油水混合密度；製造成本低、且系統佔用面積小，可移動，使用方便。

以上藉助具體實施例對本實用新型做了進一步描述，但是應該理解的是，這裡具體的描述，不應理解為對本實用新型的實質和範圍的限定，本領域內的普通技術人員在閱讀本說明書後對上述實施例做出的各種修改，都屬於本實用新型所保護的範圍。