專利名稱：原油多相流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及原油計量裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種將油、水、氣三相分 離計量的原油多相流量計。
技術(shù)背景目前油田使用的多相自動計量技術(shù)中，分為油氣水多相流不分離在線計量 和油氣多相流分離分相在線計量兩種。經(jīng)現(xiàn)場實際應(yīng)用，油氣水多相流不分離 在線計量，存在計量精度較低，測量受流型和流態(tài)影響較大等技術(shù)弊端。而油 氣水多相流分離分相計量的技術(shù)，主要是采用了設(shè)計多相流離心分離罐和分離 控制罐，使原油離成為分相流體的狀態(tài)，再通過管線連通，進(jìn)行精確的單相計 量，從而實現(xiàn)綜合在線計量。該類技術(shù)方法的測量穩(wěn)定性和精確度也較以往傳 統(tǒng)分離技術(shù)有所突破，而原油多相流量計是在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升技 術(shù)含量和難度以針對與解決來氣、來液量的不均勻，操作過程中氣液的沖擊力很大，流體不穩(wěn)定，或當(dāng)液體里的含氣率較高，測量精度會受到限制等技術(shù)難 題。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種適用于井區(qū)、油氣混輸?shù)热魏喂に嚬芫€，尤 其是脈動流態(tài)或在氣液變化比較大的工況條件下的油氣在線計量裝置。 本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種原油多相流量計，主要包括氣液離心分離罐、氣液分離控制罐、氣液 隔離罐及連接管線，其特征在于所述氣液離心分離罐上部設(shè)一氣體出口管，下 部設(shè)一液體出口管，該液體出口管另一端連接一氣液分離緩沖罐，所述氣體出 口管連通一氣體出口匯管；所述氣液分離緩沖罐的上部設(shè)一緩沖分離氣體出口 管，該緩沖分離氣體出口管也與所述氣體出口匯管連通，所述氣液分離緩沖罐 下部連接一緩沖液體出口管，該緩沖液體出口管另一端接入一氣液分離控制罐 下部，所述氣體出口匯管另一端接入所述氣液分離控制罐上部，所述氣液分離 控制罐上部還設(shè)有氣體控制出口管，該氣體控制出口管接入一氣液隔離罐中， 該氣液隔離罐連接一氣液匯管；所述氣液分離控制罐下部還接一液體控制出口管，液體控制出口管經(jīng)過油水氣組分儀，與氣液匯管連通，氣液匯管接一氣液 出口管。所述氣液分離緩沖罐內(nèi)部設(shè)一離心溢流器，所述離心溢流器由溢流器外管 和設(shè)在外管中部的上下通透的溢流器內(nèi)管組成，所述溢流器外管下端設(shè)有溢流 器入口，溢流器入口與氣液離心分離罐下端的液體出口管連接。所述氣液離心分離罐中上部設(shè)置一開口向下的氣液離心分離器，離心分離 器由分離器外管，分離器外管中心設(shè)置的上下直通的分離器內(nèi)管組成，分離器 入口呈長方形置于分離器外管和分離器內(nèi)管之間，入口方向與分離器內(nèi)管呈自 上而下螺旋切線向；所述分離器內(nèi)管的下端光滑連接一凸面朝上的導(dǎo)向喇叭口。本實用新型采用在線分離計量，在現(xiàn)有的氣液離心分離罐和氣液分離控制 罐結(jié)構(gòu)中加入一個氣液分離緩沖罐，緩解了來氣、來液量不均衡的問題，實現(xiàn) 減小沖擊；而且氣液分離時間加長，液體的乳化氣減少，使液體中的含氣率明 顯下降，對于大多數(shù)油品介質(zhì)可以不通過三相含水含氣率檢測儀，也可以測得 比較準(zhǔn)確的液量和氣量，測量精度高。

圖l為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為分離緩沖罐的溢流器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為離心分離器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為浮球調(diào)節(jié)閥示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本實用新型主要由氣液離心分離罐2、氣液分離緩沖罐3、氣 液分離控制罐4及氣液隔離罐20組成。氣液離心分離罐2內(nèi)設(shè)置有離心分離器 5，離心分離器的入口51與氣液進(jìn)口管1連接，氣液離心分離罐2、氣液分離緩 沖罐3和氣液分離控制罐4上部或頂部分別設(shè)有離心分離氣體出口管12、緩沖 分離氣體出口管14和氣體控制出口管17，下部或下端分別設(shè)有離心分離液體出口管13、緩沖分離液體出口管15和液體控制出口管22。氣液離心分離罐2的 氣體出口管12和氣液分離緩沖罐3的緩沖氣體出口管14同時與氣體出口匯管 16連接，并通過匯管16接入氣液分離控制罐4中，氣液分離控制罐4上端的氣 體控制出口管17再與氣液隔離罐20連通，最后與氣液匯管21貫通。氣液離心 分離罐2下部或下端的液體出口管13與氣液分離緩沖罐3連接，氣液分離緩沖 罐3下部或下端的緩沖液體出口管15與氣液分離控制罐4的下部連通，在緩沖 液體出口管15上裝有壓力變送器28。氣液分離控制罐4下部連接有液體控制出 口管22，液體控制出口管22與氣液匯管21貫通，最后由氣液出口管26排出。 氣液出口管的高度高于或等于控制罐內(nèi)浮球液位。如圖2所示，在氣液分離緩沖罐3內(nèi)部豎直設(shè)立一離心溢流器6，溢流器6 外部設(shè)置有溢流器外管62，在外管62中部設(shè)置上下通透的溢流器內(nèi)管63，溢 流器入口 61設(shè)在溢流器外管62下端，與氣液離心分離罐2下端的液體出口管 13連接，在液體出口管13上裝有溫度變送器27。如圖4所示，離心分離器5的入口 51呈長方形，置于分離器外管52和分 離器內(nèi)管53之間，入口方向與分離器內(nèi)管53自上而下螺旋切線向，氣液離心分離罐2中上部或上部設(shè)置一開口向下的氣液離心分離器5，分離 器5設(shè)有分離器外管52，分離器外管52中心設(shè)置一上下貫通的分離器內(nèi)管53， 分離器入口51呈長方形，置于分離器外管52和分離器內(nèi)管53之間，入口方向 與分離器內(nèi)管53自上而下螺旋切線向，其目的是為了減少流阻。分離器內(nèi)管53 的下端連接一凸面朝上的導(dǎo)向喇叭口 54,凸面與氣液分離罐斷面所成夾角小于 90° ，凸面口與分離器內(nèi)管53下端光滑連接，其目的是促使離心分離器5旋流 落下來的流體能沿氣液離心分離罐2內(nèi)壁流下，使液體內(nèi)少量余留氣體進(jìn)一步 析出，并確保被分離析出的氣體上流。油、水、氣多相流由氣液進(jìn)口管1經(jīng)離心分離器入口 51進(jìn)入離心分離器5， 經(jīng)過離心分離器5分離后的含氣液體，在慣性——重力和離心力的作用下，經(jīng) 導(dǎo)向喇叭口54的導(dǎo)向，沿氣液離心分離罐2的內(nèi)壁流下，同時氣體上流到氣液 離心分離罐2上部或頂部的分離氣體出口管12，由此經(jīng)離心分離器5的離心分 離作用，管道中油、水、氣多相流中的游離氣可達(dá)到完全分離及大部分乳化氣 離心分離。具體工作過程為油、水、氣混合液經(jīng)氣液進(jìn)口管1切向進(jìn)入氣液離心分 離罐2，通過旋流離心分離器5，多相流在重力和離心力作用下，實現(xiàn)對三相流氣液的離心旋流初步分離，分離后的氣體通過離心分離氣體出口管12排出，含 少量乳化氣的液體經(jīng)離心分離液體出口管13，切向進(jìn)入氣液分離緩沖罐3，氣 液自下而上通過內(nèi)部的離心溢流器6，流體在漩進(jìn)上流、分離的過程中，在重力 和離心力的作用下，氣液實現(xiàn)二次分離，液體沿氣液分離緩沖罐內(nèi)的溢流器6 外管壁62流向緩沖罐底部，經(jīng)緩沖液體出口管15進(jìn)入氣液分離控制罐4，分離 出的氣體會通過中部設(shè)置的上下通透的溢流器內(nèi)管63向上，經(jīng)緩沖分離氣體出 口管14匯入氣體出口匯管16，溢流器入口61設(shè)在溢流器外管62下端，與氣液 離心分離罐2下部或下端的液體出口管13連接，在液體出口管13管段上裝有 溫度變送器27。在脈動流態(tài)或氣液變化比較大的工況情況下，氣液分離緩沖罐 可以起到減弱脈動流體的沖擊和穩(wěn)定流體的作用。多相流進(jìn)入緩沖罐內(nèi)的二次 分離過程，大大提高了氣液的分離效果，在分離分相計量技術(shù)上，實現(xiàn)了該技 術(shù)的提升。經(jīng)緩沖罐分離的氣、液分別通過氣體出口匯管16、緩沖液體出口管15進(jìn) 入氣液分離控制罐4，再次被離心分離部分乳化氣；在氣液分離控制罐4正常液 位沒有建立起來之前，浮球調(diào)節(jié)閥8在重力的作用下處于最底位、完全打開狀 態(tài)，經(jīng)分離的氣體通過打開的閥孔82和閥芯83之間無阻排出，此時由于罐內(nèi) 液位低于出口氣液匯管21的出口高度，無液量排出；當(dāng)氣液分離控制罐4的液 位逐漸上升到控制范圍下限并繼續(xù)上升，浮球86在浮力的作用下順浮球?qū)蚱?9向上浮升，閥芯83隨浮球86而上升，閥孔82和閥芯83之間的流通面積減小， 氣體排出量減少，罐內(nèi)液位進(jìn)一步上升，控制罐與匯管處的差壓逐漸上升，當(dāng) 罐內(nèi)液位上升到高于氣液出口匯管21的高度、罐內(nèi)壓力與出口匯管21的差壓 達(dá)到排液所需的壓差(流阻差壓)后，液體開始排出氣液分離控制罐4，此時如 來液大，罐內(nèi)液位繼續(xù)上升，則氣體排出流量減少、差壓增大，排液流量隨之 增大，隨后罐內(nèi)液位開始下降、浮球閥流通面積變大、出口氣量增大，差壓隨 之減小，出口液量也隨之減小，重復(fù)上述過程，最后達(dá)到一種氣液進(jìn)出平穩(wěn)狀 態(tài)；如來氣流量大，差壓增大，罐內(nèi)液位開始下降，浮球閥流通面積變大、出 口氣量增大，當(dāng)下降到低于氣液出口匯管21的高度和排液所需差壓時，排液流 量隨之變小，同時氣液分離控制罐4的液位又開始逐漸上升，重復(fù)上述液位上升過程，達(dá)到氣液分離控制罐4內(nèi)液位在一定高度范圍內(nèi)變化。此后，若管線 來的氣液混合液的氣液比和外排管線壓力變化，造成氣液分離控制罐4內(nèi)液位 的上升或下降，浮球調(diào)節(jié)閥8都會自動把壓差控制在排液所需的數(shù)值上，把液 位控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。對于小流量，借助出口匯管21的高度和液路流阻所需 的差壓，形成間隙排液計量(氣壓排液)；對于小氣量也同樣是間隙排氣計量。 氣液分離控制罐4底部裝一排污閥31。氣體控制出口管17與氣液隔離罐20之間安裝有氣體出口閥18和氣體計量 儀19，液體控制出口管22與氣液出口匯管21之間依次裝有液體出口閥23、液 體流量計24和油水氣組分儀25，并與計算機(jī)系統(tǒng)配套使用，組成一套完整的氣 液混輸流體的在線計量裝置。氣液隔離罐20安裝在氣液出口管26之前，以回 避氣液出口管26的壓力波動引起液體反灌到氣體計量儀而影響氣量計量精度， 油水氣組分儀25作用于在線監(jiān)測液路流體的含水率、含氣率。氣液離心分離罐2與氣液控制罐4分別擱置在氣液分離罐底座29和氣液控 制罐底座30上，整個裝置座落在計量裝置底座32上。
權(quán)利要求1、一種原油多相流量計，主要包括氣液離心分離罐、氣液分離控制罐、氣液隔離罐及連接管線，其特征在于所述氣液離心分離罐(2)上部設(shè)一氣體出口管(12)，下部設(shè)一液體出口管(13)，該液體出口管(13)另一端連接一氣液分離緩沖罐(3)，所述氣體出口管(12)連通一氣體出口匯管(16)；所述氣液分離緩沖罐(3)的上部設(shè)一緩沖分離氣體出口管(14)，該緩沖分離氣體出口管(14)也與所述氣體出口匯管(16)連通，所述氣液分離緩沖罐(3)下部連接一緩沖液體出口管(15)，該緩沖液體出口管(15)另一端接入一氣液分離控制罐(4)下部，所述氣體出口匯管(16)另一端接入所述氣液分離控制罐(4)上部，所述氣液分離控制罐(4)上部還設(shè)有氣體控制出口管(17)，該氣體控制出口管(17)接入一氣液隔離罐(20)中，該氣液隔離罐(20)連接一氣液匯管(21)；所述氣液分離控制罐(4)下部還接一液體控制出口管(22)，液體控制出口管(22)經(jīng)過油水氣組分儀，與氣液匯管(21)連通，氣液匯管(21)接一氣液出口管(26)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油多相流量計，其特征在于所述氣液分離緩沖 罐(3)內(nèi)部設(shè)一離心溢流器(6)，所述離心溢流器(6)由溢流器外管(62) 和設(shè)在外管(62)中部的上下通透的溢流器內(nèi)管(63)組成，所述溢流器外管(62)下端設(shè)有溢流器入口 (61)，溢流器入口 (61)與氣液離心分離罐(2) 下端的液體出口管(13)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的原油多相流量計，其特征在于所述氣液離心分離 罐(2)中上部設(shè)置一開口向下的氣液離心分離器(5)，離心分離器(5)由分 離器外管(52)，分離器外管(52)中心設(shè)置的上下直通的分離器內(nèi)管(53)組 成，分離器入口 (51)呈長方形置于分離器外管(52)和分離器內(nèi)管(53)之 間，入口方向與分離器內(nèi)管(53)呈自上而下螺旋切線向；所述分離器內(nèi)管(53) 的下端光滑連接一凸面朝上的導(dǎo)向喇叭口 (54)。
專利摘要一種原油多相流量計，在氣液離心分離罐上部設(shè)一氣體出口管，下部設(shè)一液體出口管，液體出口管連接一氣液分離緩沖罐，氣體出口管連通一氣體出口匯管；氣液分離緩沖罐的上部設(shè)一緩沖分離氣體出口管，下部連接一緩沖液體出口管，該緩沖液體出口管接入一氣液分離控制罐下部，所述氣體出口匯管接入所述氣液分離控制罐上部，氣液分離控制罐上部還設(shè)有氣體控制出口管，接入一氣液隔離罐中，該氣液隔離罐連接一氣液匯管；所述氣液分離控制罐下部還接一液體控制出口管，與氣液匯管連通，氣液匯管接一氣液出口管。本實用新型在氣液離心分離罐和氣液分離控制罐結(jié)構(gòu)中加入一個氣液分離緩沖罐，緩解了來氣、來液量不均衡的問題，實現(xiàn)減小沖擊。
文檔編號G01F1/74GK201083503SQ20072003279
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月8日
發(fā)明者壽煥根 申請人:壽煥根