一種測量煤層氣井產出液的裝置的製作方法

2023-06-08 11:31:51

專利名稱：一種測量煤層氣井產出液的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於液體測量領域，具體講涉及一種測量煤層氣井產出液的裝置。
背景技術：
儘管人們知曉煤層氣井產出液體的主要成分是水，也含有少量的煤粉和氣體，煤粉和氣體對液體的計量準確度都有較大的影響，但煤層氣井現場仍廣泛使用一般的液體流量計，這種計量方法存在的主要問題有
1、煤粉會附著在流量計的葉輪上，由於影響葉輪的正常轉動導致計量不準確。2、氣體在地層內被壓縮而呈小氣泡狀態與液體一同被排向地面，在氣泡從井底向地面流動過程中因受到的壓力不斷降低，氣泡體積會不斷增大，當到達地面工藝管線後，壓力降至最小，氣體的體積也達到最大，這時的氣體和液體在管內會呈現出段塞流或分層流等流動形態。無論哪種流動形態都會由於氣體的存在大大地影響流量計葉輪的轉速，從而導致液體計量的準確度出現問題。3、當產出液的量較少時，地面測量管段內的液面會低於流量計的葉輪，這時會出現雖然有液體流過但葉輪卻不轉動的情形。上述情況的出現不僅會影響液體的計量準確度，更重要的是上述三種情形容易導致人們誤判煤層氣井的生產狀態，尤其是當液體中的氣體量較多或產液量較低時其測量準確度誤差更大從而導致人們對煤層氣井的生產狀態嚴重誤判，容易產生無法挽回的重大經濟損失。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種準確計量煤層氣井的產出液體的裝置， 該測量裝置使液體在通過液體流量計前與固相煤粉、氣體得以分離，分離後的液體通過液體流量計，從而改善計量準確度，當產液量很少時，利用U型連接管的連通器物理原理提高了計量準確度，本實用新型提供的裝置安裝、操作、使用和維護非常簡便。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的該裝置包括緩衝罐、液體流量計、第一連接管和第二連接管；所述緩衝罐的側壁上設置有緩衝罐入口和緩衝罐液體出口，緩衝罐的頂部設置有氣體出口，緩衝罐的底部設置有固相出口 ；流量計的一個埠通過第一連接管與緩衝罐液體出口連接，流量計的另一埠連接第二連接管的一端，第二連接管的另一端為測量液體出口 ；第一連接管、液體流量計和第二連接管共同構成U形管路，液體流量計位於U形管路的底部；排氣管的一端與帶有閥門的緩衝罐氣體出口相連接，排氣管的另一端與測量液體出口相連接。所述緩衝罐的上部為圓柱體，底部為錐形體。所述錐形體的高度為緩衝罐柱體高度的四分之一至七分之一，錐形體的底端為煤粉等固相出口，固相出口處帶有閥門。緩衝罐內設置有內膽，內膽的形狀為不帶上圓蓋的圓柱體，包括側面和帶有篩孔的底面，內膽的上邊沿焊接於緩衝罐入口圓周線處，焊縫低於緩衝罐入口底邊的水平面，緩衝罐的圓柱體部分與內膽形成環隙空間；內膽的側面上嵌有螺旋狀的管線，螺旋狀的管線一端與緩衝罐入口相連接，另一端相接於內膽底面並與錐形體腔體連通，螺旋狀的管線上布置有篩孔，篩孔的大小可以依據液體中的顆粒大小確定，篩孔的密度取決於液體中顆粒的濃度和液體的量。內膽上篩孔的大小和密度與螺旋狀的管線上篩孔的大小和密度相同，管線上的篩孔呈螺旋狀均勻分布。緩衝罐入口所在水平面低於緩衝罐液體出口所在的水平面，緩衝罐液體出口距離緩衝罐頂部的高度小於緩衝罐柱體高度的三分之一。第一連接管和第二連接管的底部是水平直管，所述液體流量計就安裝在兩根連接管的水平直管之間。所述水平直管的直徑與液體流量計直徑相同，第一連接管的水平直管的長度不小於液體流量計直徑的十倍，第二連接管的水平直管的長度不小於液體流量計直徑的五倍，U形管路的垂直高度不小於所述第一和第二連接管直徑的兩倍。除另有說明除外，本實用新型中的術語「U」型結構意指沿所說U形管路軸向剖面為U型。與現有計量裝置比，本實用新型提供的計量裝置具有以下優異效果本實用新型提供的技術方案中由於緩衝罐的設置一方面使產出液中的煤粉等粉粒大大降低了，另一方面也大大降低了其中所含的氣體，將影響液體計量準確度的物質如固體、氣體在緩衝罐中進行分離，這樣就只是對分離後的液體進行計量從而使待計量的液體進行了前期淨化處理，對淨化液體的計量與對未經淨化的液體計量前者明顯優於後者是不言而喻的。通過U形管路的作用使測量管段始終保持充滿液體狀態，這樣即使測量較小的流量時，也能確保具有較高的準確計量。用排氣管將緩衝罐氣體出口與計量儀表後端的連接起來使氣體通過工藝管線遠離井口區域，避免可燃氣體在井口聚集，提高了井口的安全性。此外，由於煤層氣井產出液體的計量更準確了，使得正確地評估煤層氣井所在區域的產氣潛力提供了依據，這關係該區塊的價值評估和投資決策等重大事項。本實用新型提供的技術方案不僅可以有效地應對上述三種情形的任何一種情況，也可在三種情形同時發生時，進行前期淨化從而有效地提高計量的準確度。本實用新型提供的裝置安裝、操作、 使用和維護非常簡便，本實用新型提供的裝置有著廣泛的市場需求和良好的應用前景。本實用新型提供的技術方案不僅可以用於煤層氣井產出液的計量，也可用於油氣井中產出油或水的計量，或者其他類似工況的計量。
以下結合附圖對本實用新型進行進一步說明。


圖1是本實用新型的測量煤層氣井的產出液體的裝置。附圖標記1-緩衝罐，2-第一連接管，3-液體流量計，4排氣管，5-緩衝罐入口， 6-緩衝罐液體出口，7-氣體出口，8-固相出口，9-測量液體出口，10-管線，11-內膽，12-錐形體，13-第二連接管。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。[0022]如
圖1所示，本實用新型的測量煤層氣井產出液的裝置包括緩衝罐1、液體流量計 3、第一連接管2和第二連接管13。所述緩衝罐1設置有緩衝罐入口 5、氣體出口 7、和固相出口 8，所述緩衝罐1的上部為圓柱體，底部為錐形體12，所述緩衝罐1內部安裝有管線10。 流量計3的一個埠通過第一連接管2與緩衝罐液體出口 6連通，另一埠連接第二連接管13，第二連接管13的另一端為測量液體出口 9。第一連接管、液體流量計3和第二連接管共同構成如圖所示的U形管路，液體流量計3正好位於U形管路的底端部。氣體出口 7 位於緩衝罐1的頂部，排氣管4的一端與氣體出口 7相連接，另一端與所述測量液體出口 9 相連接，氣體出口 7處安裝有閥門。緩衝罐入口 5和緩衝罐液體出口 6位於緩衝罐的側壁上。所述錐形體12的高度為緩衝罐柱體高度的四分之一至七分之一，錐形體12的底端為煤粉等固相出口 8，固相出口 8處帶有閥門。緩衝罐1內設置有內膽11，內膽11的形狀為不帶上圓蓋的圓柱體，內膽11包括側面和帶有篩孔的底面，內膽11的上邊沿焊接於緩衝罐入口 5圓周線處，焊縫低於緩衝罐入口底邊的水平面，這樣通過緩衝罐體1和內膽11 形成環隙空間。內膽11的側面上嵌有管線10，呈螺旋狀，螺旋狀的管線10 —端與緩衝罐入口 5相連接，另一端相接於內膽11底面並與錐形體腔體連通，螺旋狀的管線10上布置有篩孔，內膽11的篩孔的大小和密度與螺旋狀的管線上的篩孔的大小和密度相同，篩孔在螺旋狀的管線10上呈螺旋狀均勻分布。緩衝罐入口 5所在水平面低於緩衝罐液體出口 6所在的水平面，緩衝罐液體出口 6距離緩衝罐頂部的高度小於緩衝罐柱體高度的三分之一。第一連接管2和第二連接管13的底部是水平直管，所述液體流量計3就安裝在兩根連接管的水平直管之間，水平直管的直徑與液體流量計3直徑相同，第一連接管的水平直管的長度不小於液體流量計3直徑的十倍，第二連接管的水平直管的長度不小於液體流量計3直徑的五倍，U形管路的垂直高度不小於所述第一和第二連接管直徑的兩倍。煤層氣井產出液經緩衝罐分離後，緩衝罐中的測量液體經過緩衝罐測量液體出口 6排出後流經液體流量計3進行測量，經過液體流量計的液體通過U形管路的測量液體出口 9流出。本實用新型結合煤層氣產出液體的情況對裝置主要要點說明如下1 液體流量計前端的緩衝罐，該緩衝罐的作用是使氣、固、液三相分離；2 緩衝罐底部為錐形體，錐形體的底端帶有閥門，目的是當固相沉積到一定量時便於清理固相；3:緩衝罐上部為帶有閥門的氣體出口，目的使分離出來的氣體逸散出去，閥門的作用是當產液量太大且有可能從出氣口溢出時可以關閉該出口。雖然這時氣體不得不通過液體流量計，但當液體的量大到要從氣體出口溢出時，此時關閉氣體出口處的閥門，通常情況是氣體留在管內對液體計量準確度的影響要小於通過氣體出口未計量液體量對計量準確度的影響，同時也便於現場依據實際情況進行選擇性操作使用；4 緩衝罐入口低於緩衝罐液體出口，目的是使氣、液、固三相在緩衝罐中有較充分的分離區間；5 液體流量計安裝在與U形管路的底部，目的是當產出液量較少時，通過U形管路的作用始終保持測量管段(也即水平直管)的液體是充滿狀態，這樣不僅可以測量較小的流量，準確度也進一步提高了 ；[0032]6 用排氣管將緩衝罐出氣口與液體流量計後端的測量液體出口連接起來，是使氣體通過工藝管線遠離井口區域，避免可燃氣體在井口聚集。本實用新型的工藝方法的核心要點是使氣、液、固三相自動分離，分離後再對液體進行計量，當液量較小時利用U形管物理原理提高了計量準確度。因此，基於上述原理用來提高現場計量準確度的相關組合或改進都應該包括在本實用新型的工藝方法中。本實用新型不僅可以提高煤層氣井產出液體計量準確度，也可以應用於油氣井的現場測量，同樣可以改善計量準確度，應用情況是類似的，在此不再一一敘述。本實用新型的說明及實施例僅是用於說明本實用新型而並非用於限制本是發明的，技術人員閱讀本實用新型的說明書及實施例後可以對本實用新型進行種種變更或修改，但這些變更或修改均在申請待批的權利要求保護範圍之內。
權利要求1.一種測量煤層氣井產出液的裝置，所述裝置包括緩衝罐(1)、液體流量計(3)、第一連接管( 和第二連接管(1 ；其特徵在於所述緩衝罐(1)的側壁上設置有緩衝罐入口 (5)和緩衝罐液體出口(6)，緩衝罐(1)的頂部設置有氣體出口(7)，緩衝罐(1)的底部設置有固相出口(8)；液體流量計C3)的一個埠通過第一連接管( 與緩衝罐液體出口(6) 連接，液體流量計(3)的另一埠連接第二連接管(1 的一端，第二連接管(1 的另一端為測量液體出口(9)；第一連接管O)、液體流量計C3)和第二連接管(1 共同構成U形管路，液體流量計C3)位於U形管路的底部；排氣管(4)的一端與帶有閥門的緩衝罐氣體出口 (7)相連接，排氣管的另一端與測量液體出口(9)相連接。
2.如權利要求1所述的測量煤層氣井產出液的裝置，其特徵在於所述緩衝罐(1)的上部為圓柱體，底部為錐形體(12)。
3.如權利要求2所述的測量煤層氣井產出液的裝置，其特徵在於所述錐形體(12)的高度為緩衝罐柱體高度的四分之一至七分之一，錐形體(1 的底端為固相出口(8)，固相出口(8)處帶有閥門。
4.如權利要求1所述的測量煤層氣井產出液的裝置，其特徵在於所述緩衝罐(1)內設置有內膽(11)，所述內膽(11)形狀為不帶上圓蓋的圓柱體，包括側面和帶有篩孔的底面，所述內膽(11)的上邊沿焊接於緩衝罐入口(5)圓周線處，焊縫低於緩衝罐入口(5)底邊的水平面，所述緩衝罐(1)與所述內膽(11)形成環隙空間；內膽(11)的側面上嵌有螺旋狀的管線(10)，螺旋狀的管線(10) —端與緩衝罐入口(5)相連接，另一端相接於內膽(11) 底面並與錐形體(1 腔體連通，螺旋狀的管線(10)上布置有篩孔；內膽(11)上篩孔的大小和密度與螺旋狀的管線上篩孔的大小和密度相同，管線(10)上的篩孔呈螺旋狀均勻分布。
5.如權利要求4所述的測量煤層氣井產出液的裝置，其特徵在於緩衝罐入口(5)所在水平面低於緩衝罐液體出口(6)所在的水平面，緩衝罐液體出口(6)距離緩衝罐頂部的高度小於緩衝罐柱體高度的三分之一。
6.如權利要求1所述的測量煤層氣井產出液的裝置，其特徵在於第一連接管(2)和第二連接管(1 的底部是水平直管，所述液體流量計C3)就安裝在兩根連接管的水平直管之間。
7.如權利要求6所述的測量煤層氣井產出液的裝置，其特徵在於所述水平直管的直徑與液體流量計C3)直徑相同，第一連接管O)的水平直管的長度不小於液體流量計(3) 直徑的十倍，第二連接管的水平直管的長度不小於液體流量計C3)直徑的五倍，U形管路的垂直高度不小於所述第一和第二連接管直徑的兩倍。
專利摘要本實用新型公開了一種測量煤層氣井產出液的裝置，所述裝置包括緩衝罐、液體流量計和連接管，煤層氣井產出液經緩衝罐分離，經過處理後的液體流經液體流量計進行測量，該測量裝置使液體在通過液體流量計前與固相煤粉、氣體得以分離，僅有液體通過液體流量計，從而改善計量準確度，當產液量很少時，又利用設置的U形管路提高了計量準確度。本實用新型提供的裝置測量準確度高，易於操作，可以用於煤層氣井產出液的計量，油氣井中產出油或水的計量，或者其他類似工況的計量。
文檔編號E21B47/00GK201972684SQ20112008801
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者潘軍 申請人:北京萬普隆能源技術有限公司