原油單井計量測量系統的製作方法

2023-10-18 14:34:54 2

本發明屬於石油計量設備技術領域，涉及一種計量流量計，尤其涉及原油單井計量測量系統。

背景技術：

目前，隨著測量控制技術發展，特別石油工業精細化管理對油井開採計量系統要求越來越高；傳統的原油單井計量測量系統設計功能單一，由於油井採出介質成分複雜導致其測量精度低，介質中雜質或低溫凝結物導致設備現場維護量大，信號處理單一導致自動化處理能力低，需要不斷的校驗，越來越不能適應現代計量要求。

技術實現要素：

本實用本發明針對上述不足，設計了一種原油單井計量測量系統，本發明採用先進的加熱與溫度測量技術，採用高效導熱設計，使得整個計量系統具有結構精巧、能量效率高。流量測量部件防堵塞與耐磨，能測量傳統流量計很難測量的介質，使用壽命長，免維護，減少工作人員現場勞動強度，提高生產作業的安全性，提高了油井計量精度，減少油井計量儀表使用成本，提高油井計量效率。本發明提供的技術方案為：

一種原油單井計量測量系統，包括殼體、主控制器、接收終端、流量測量組件、密度測量組件以及溫度測量組件，其特徵在於，所述殼體包括內層殼體和外層殼體，所述內層殼體和外層殼體之間設置有保溫棉，所述內層殼體內設置有導熱油儲存室，所述外層殼體上設置有防爆箱支架，所述防爆箱支架上連接有防爆箱，所述防爆箱內部設置有轉換器、空氣開關和伴熱帶，所述伴熱帶位於轉換器內部，所述空氣開關控制伴熱帶的開啟和關閉，防爆箱利用計量系統餘溫保溫，組成自保溫系統，所述流量測量組件設置在所述內層殼體裡，所述密度測量組件以及溫度測量組件均設置在所述外層殼體上，所述流量測量組件、密度測量組件以及溫度測量組件均與主控制器信號連接，所述主控制器與接收終端信號連接。

本發明在外保護殼與內殼間，採用玻璃纖維保溫材料，有效減少內部熱量損失；本發明通過一體化組裝結構，內置流量、密度、溫度、加熱元件，各部件相互作用，保障測量精度，採用全封閉保溫設計，可以滿足野外使用環境，同時保障使用安全，完全取代現場操作人員。

本發明還使用防爆箱作為轉換器保護箱，是保證該產品在石油防爆要求較高場所安全使用；同時防爆箱較高的防護等級，為轉換器提供良好的保護，轉換器內部帶伴熱帶，可以保證轉換器在冬季野外低溫環境中正常使用，設計中考慮野外惡劣環境。

進一步的，所述流量測量組件包括流量計管道、流量計取壓短管、楔形節流件、管道連接法蘭、流量取壓連接管、流量取壓連接法蘭、流量變送器取壓法蘭和流量變送器，所述管道連接法蘭焊接在所述流量計管道兩端，所述楔形節流件焊接在所述流量計側面，所述流量計取壓短管焊接在所述楔形節流件兩邊，所述流量計取壓短管上焊接流量取壓連接管，所述流量取壓連接管上焊接流量取壓連接法蘭，所述流量變送器取壓法蘭通過螺絲與所述流量取壓連接法蘭連接，所述流量變送器與所述流量變送器取壓法蘭連接，所述流量變送器通過變送器毛細管與所述流量變送器取壓法蘭連接，所述楔形節流件兩邊焊接所述流量計取壓管的位置開設有孔。

本發明流量測量元件採用楔形節流元件配合雙法蘭變送器，可以在高粘度、低雷諾數、雷諾數500即可使用的流體情況下進行高精度的流量測量，在流速較低、流量小流量測量場合有無可比擬的優勢和不可替代的作用。這種流量計結構簡單、無可動部件、不易被流體磨損、工作性能穩定、可靠、使用壽命長。它的測量元件及取壓裝置結構特殊流體通過時不形成滯留或堵塞壓力損失較小是在雷諾數較低的情況下進行高精度流量測量的理想選擇。

進一步的，所述流量測量組件還包括流量變送器底座，所述流量變送器安裝在流量變送器底座上。

進一步的，溫度測量組件，其包括溫度傳感器和溫度傳感器底座，所述溫度傳感器安裝在所述溫度傳感器底座上，所述溫度傳感器底座安裝在所述殼體上。

更進一步的，所述密度測量組件包括密度計管道、補液管、密度計取壓短管、密度取壓連接管、密度取壓連接法蘭、密度變送器取壓法蘭和密度變送器；介質熱電阻底座、介質熱電阻與介質熱電阻引線；導壓管、壓力安裝底座和壓力變送器；所述補液管和密度計管道焊接在所述流量計管道上，所述補液管通過連接彎頭與所述密度計管道連接，所述密度計取壓短管焊接在所述密度計管道側面，所述密度取壓連接管焊接在所述密度計取壓短管上，所述密度取壓連接法蘭焊接在所述密度取壓連接管，所述密度變送器取壓法蘭通過螺絲與所述密度取壓連接法蘭連接，所述密度變送器與密度變送器取壓法蘭連接；

更進一步的，所述介質熱電阻底座安裝在流量計管道上，所述熱電阻通過介質熱電阻底座插入流量計管道中，所述介質熱電阻引線在介質熱電阻上部；所述導壓管安裝在流量計管道上，所述壓力安裝底座焊接在導壓管上，所述壓力變送器安裝在壓力安裝底座上，所述密度變送器通過變送器毛細管與所述密度變送器取壓法蘭連接。

本發明採用的密度測量組件可以實現混合介質密度ρ混合實時測量，並採用溫度與壓力元件對介質溫度與壓力實時測量，對油與水密度進行實時補償，我們可以設油比例為X，水比例為Y，則可以列出：Xρ油+Yρ水=ρ混合與X+Y=1組成方程組，則樣可以計算出油比例、水比例、油密度與水密度；將比例帶入流量運算，可以得出油流量，水流量；還可以有效消除溫度、壓力、混合成分變化，對物料密度變化，引起測量偏差，既保證系統對體積信號與物料質量進行測量。

優選的，所述螺絲為法蘭連接螺絲。

本發明為提高對管道內部加熱效率，在流量管道設計導油管，使得加熱均勻，加熱效率高，加熱安全性高，加熱面積大。

更進一步的，還包括導油管，所述導油管穿過所述流量計管道。

優選的，還包括流量取壓保溫管和密度取壓保溫管。

進一步的，所述內層殼體上還設置有加油底座和排氣底座。

也可在導熱油箱上部設計加熱口與排氣口，方便導熱油補充，排氣口設計釋放內部壓力，保證加熱系統壓力平衡，保證系統安全；還設計放油口，方便更換導熱油。

本發明在防爆箱上設置3個轉換開關，可以操作關閉/打開伴熱，該設計可以避免在較高溫度下，對轉換器過度保溫；可以關閉/打開加熱元件，可以避免高溫環境過度加熱，節約能源，保護加熱元件。

進一步的，所述內層殼體上還設置有加熱裝置和過濾裝置，所述加熱裝置位於過濾裝置的下方，所述過濾裝置設置於導熱油儲存室的入口處，所述加熱裝置還連接有定時器，所述定時器通過與加熱裝置開關配合來實現對加熱裝置的開啟和關閉，所述定時器能夠控制加熱原油時間，避免原油加熱溫度過高引起汽化。

本發明的有益效果是，本發明的原油單井計量測量系統，其能夠有效解決現有的油田單井計量設備不能對混合介質精確測量難題；解決介質中高粘度物質和冬季野外低溫對測量設備的影響；無需內部清理與現場維護，減少工作人員現場勞動強度；信號自動採集大大提高現場設備使用自動化，也極大提高生產作業的安全性，極大地提高了油井計量精度，減少油井計量儀表使用成本，提高油井計量效率，本發明安裝有溫度測量組件，響應速度快，精度高。

本發明的原油單井計量測量系統，在各種油田油井中使用其測控精度高，系統穩定性高，系統安全性高。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

圖1為本發明無變送器的正面結構示意圖；

圖2為本發明有變送器的正面結構示意圖

圖3為本發明的背面結構示意圖；

圖4為本發明的側面視示意圖；

圖5為本發明的內部管道連接示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本發明。

實施例1

一種原油單井計量測量系統，包括殼體、主控制器、接收終端、流量測量組件、密度測量組件以及溫度測量組件，所述殼體包括內層殼體和外層殼體，所述內層殼體和外層殼體之間設置有保溫棉，所述內層殼體內設置有導熱油儲存室，所述外層殼體上設置有防爆箱支架，所述防爆箱支架上連接有防爆箱，所述防爆箱內部設置有轉換器、空氣開關和伴熱帶，所述伴熱帶位於轉換器內部，所述空氣開關控制伴熱帶的開啟和關閉，防爆箱利用計量系統餘溫保溫，組成自保溫系統，所述流量測量組件設置在所述內層殼體裡，所述密度測量組件以及溫度測量組件均設置在所述外層殼體上，所述流量測量組件、密度測量組件以及溫度測量組件均與主控制器信號連接，所述主控制器與接收終端信號連接。

所述溫度測量組件用於控制原油的加熱溫度，所述密度測量組件用於測量液體的密度，測試數據通過電流信號傳入主控制器並通過輸入的各種液體的密度進行純油量的計算，計算後的數據傳輸給接收終端，接收終端可以是可攜式計算機、手機、PDA等。

實施例2

在本發明的另一個具體實施方式中，不同於實施例1 的地方在於，流量測量組件包括流量計管道、流量計取壓短管、楔形節流件、管道連接法蘭、流量取壓連接管、流量取壓連接法蘭、流量變送器取壓法蘭和流量變送器，所述管道連接法蘭焊接在所述流量計管道兩端，所述楔形節流件焊接在所述流量計側面，所述流量計取壓短管焊接在所述楔形節流件兩邊，所述流量計取壓短管上焊接流量取壓連接管，所述流量取壓連接管上焊接流量取壓連接法蘭，所述流量變送器取壓法蘭通過螺絲與所述流量取壓連接法蘭連接，所述流量變送器與所述流量變送器取壓法蘭連接，所述流量變送器通過變送器毛細管與所述流量變送器取壓法蘭連接，所述楔形節流件兩邊焊接所述流量計取壓管的位置開設有孔。

實施例3

如圖1，圖2，圖3和圖4所示的一種原油單井計量測量系統，包括：

殼體，其包括內層殼體10和外層殼體9，內層殼體和外層殼體之間設置有保溫棉11，內層殼體內設置有導熱油儲存室，外層殼體上設置有防爆箱支架14，防爆箱支架上連接有防爆箱15，防爆箱內部設置有轉換器16，空氣開關和伴熱帶；

流量測量組件，其設置在殼體裡，流量測量組件包括流量測量組件包括流量計管道1、流量計取壓短管2、楔形節流件3、管道連接法蘭12、流量取壓連接管、流量取壓連接法蘭13、流量變送器取壓法蘭17和流量變送器18，管道連接法蘭12焊接在流量計管道1兩端，楔形節流件3焊接在流量計管道1側面，流量計取壓短管2焊接在楔形節流件3兩邊，流量計取壓短管2上焊接流量取壓連接管，流量取壓連接管上焊接流量取壓連接法蘭13，流量變送器取壓法蘭17通過法蘭連接螺絲19與流量取壓連接法蘭13連接，流量變送器18與流量變送器取壓法蘭17連接；密度測量組件，其設置在殼體裡，密度測量組件包括密度計管道5、補液管7、密度計取壓短管6、密度取壓連接管、密度取壓連接法蘭20、密度變送器取壓法蘭21和密度變送器22，補液管7和密度計管道5焊接在流量計管道1上，補液管7通過連接彎頭8與密度計管道5連接，密度計取壓短管6焊接在密度計管道5側面，密度取壓連接管焊接在密度計取壓短管6上，密度取壓連接法蘭20焊接在密度取壓連接管，密度變送器取壓法蘭21通過法蘭連接螺絲19與密度取壓連接法蘭20連接，密度變送器22與密度變送器取壓法蘭21連接；

介質熱電阻底座63安裝在流量計管道1上，熱電阻64通過介質熱電阻底座63插入流量計管道1中，介質熱電阻引線65在介質熱電阻64上部；導壓管66安裝在流量計管道1上，壓力安裝底座67焊接在導壓管66上，壓力變送器68安裝在壓力安裝底座67上；

溫度測量組件，其包括溫度傳感器24和溫度傳感器底座23，溫度傳感器24安裝在溫度傳感器底座23上，溫度傳感器底安裝在殼體上。其中，楔形節流件3兩邊焊接流量計取壓管2的位置開設有孔，流量變送器18通過變送器毛細管25與流量變送器取壓法蘭17連接，流量測量組件還包括流量變送器底座26，流量變送器18安裝在流量變送器底座26上，密度變送器22安裝在密度變送器底座33上，導油管4穿過流量計管道1，內層殼體上還設置有流量取壓保溫管27和密度取壓保溫管28，流量取壓保溫管27用於流量取壓連接管保溫，密度取壓保溫管28用於密度取壓連接管保溫，內層殼體上還設置有加油底座29和排氣底座30，殼體底部設置有放油底座31，殼體內部還設置有加熱元件32。

本發明取得的效果如下：

（1）一體化組裝結構，內置流量、密度、溫度、加熱元件，各部件相互作用，保障測量精度，採用全封閉保溫設計，可以滿足野外使用環境，同時保障使用安全，完全取代現場操作人員；

（2）流量測量元件採用楔形節流元件配合雙法蘭變送器，可以在高粘度、低雷諾數、雷諾數、500即可使用的流體情況下進行高精度的流量測量，在流速較低、流量小流量測量場合有無可比擬的優勢和不可替代的作用。這種流量計結構簡單、無可動部件、不易被流體磨損、工作性能穩定、可靠、使用壽命長。它的測量元件及取壓裝置結構特殊流體通過時不形成滯留或堵塞壓力損失較小是在雷諾數較低的情況下進行高精度流量測量的理想選擇；

（3）採用的密度測量組件可以實現混合介質密度ρ混合實時測量，並採用溫度與壓力元件對介質溫度與壓力實時測量，對油與水密度進行實時補償，我們可以設油比例為X，水比例為Y，則可以列出：Xρ油+Yρ水=ρ混合與X+Y=1組成方程組，則樣可以計算出油比例、水比例、油密度與水密度；將比例帶入流量運算，可以得出油流量，水流量；還可以有效消除溫度、壓力、混合成分變化，對物料密度變化，引起測量偏差，既保證系統對體積信號與物料質量進行測量；

（4）為提高對管道內部加熱效率，在流量管道設計導油管，使得加熱均勻，加熱效率高，加熱安全性高，加熱面積大；

（5）安裝有溫度測量組件，響應速度快，精度高；

（6）在外保護殼與內殼間，採用玻璃纖維保溫材料，有效減少內部熱量損失；

（7）在導熱油箱上部設計加熱口與排氣口，方便導熱油補充，排氣口設計釋放內部壓力，保證加熱系統壓力平衡，保證系統安全；還設計放油口，方便更換導熱油。

（8）使用防爆箱作為轉換器保護箱，是保證該產品在石油防爆要求較高場所安全使用；同時防爆箱較高的防護等級，為轉換器提供良好的保護。

（9）轉換器內部帶伴熱帶，可以保證轉換器在冬季野外低溫環境中正常使用，設計中考慮野外惡劣環境。

（10）在防爆箱上設置3個轉換開關，可以操作關閉/打開伴熱，該設計可以避免在較高溫度下，對轉換器過度保溫；可以關閉/打開加熱元件，可以避免高溫環境過度加熱，節約能源，保護加熱元件。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。