專(zhuān)利名稱(chēng)：凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油開(kāi)采領(lǐng)域的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，特別是涉 及一種凝析氣中油氣水三相流量測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，高壓凝析氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中， 一直存在凝析油中的含水量無(wú)法準(zhǔn) 確計(jì)量的問(wèn)題。凝析氣集中處理站通常采用氣液分離器、流量計(jì)和分析化
驗(yàn)的方式進(jìn)行油氣水計(jì)量。塔里木高壓凝析氣井氣油比大(2000mVt以上)、 油水密度差大(近0.4t/m3)等特點(diǎn)，現(xiàn)有工藝流程難以取到有代表性的油 水混合樣，不能掌握單井含水率及變化趨勢(shì)，無(wú)法正確進(jìn)行油藏開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài) 分析及開(kāi)發(fā)方案適時(shí)調(diào)整，嚴(yán)重影響油藏開(kāi)發(fā)效果和油氣處理系統(tǒng)的及時(shí) 配套。同時(shí)，由于含水率測(cè)定不準(zhǔn)確，無(wú)法有效采取防腐蝕措施。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍 存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。本設(shè)計(jì)人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品 設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè) 一種新型結(jié)構(gòu)的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的凝析氣流量測(cè) 量系統(tǒng)，使其更具有實(shí)用性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)存在的 缺陷，而提供一種新的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其 能夠準(zhǔn)確測(cè)量高壓凝析氣井凝析油含水量，實(shí)現(xiàn)油氣井在線監(jiān)測(cè)，從而更 加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量單井油氣水的 流量，其包括:凝析氣開(kāi)采井；集氣管線，用于輸送凝析氣開(kāi)采井采出的油
氣水混合物，在該集氣管線上依次設(shè)有緊急關(guān)斷閥，設(shè)置在凝析氣開(kāi)采 井井口；加熱爐，用于加熱凝析氣開(kāi)采井輸出的物料；節(jié)流閥，設(shè)置于加 熱爐之后；三相不分離流量計(jì)，用于實(shí)時(shí)計(jì)量油氣水瞬時(shí)流量；計(jì)量分離 器，連接于上述的三相不分離流量計(jì)，用于對(duì)油氣水三相分離；以及油流 量計(jì)、氣體流量計(jì)和水流量計(jì)分別連接于所述的計(jì)量分離器，用于對(duì)分離 后油、氣和水的流量單獨(dú)計(jì)量。
本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的三相不分離流量計(jì)包括:主管 道；文丘里裝置，設(shè)置于主管道上，用于測(cè)量主管道內(nèi)流體的流量；電導(dǎo) 率測(cè)量傳感器，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算小氣泡的氣相分率、油氣水各 相相分率、氣體和液體流速；電容測(cè)量傳感器，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì) 算大、小氣泡的氣相分率、油氣水各相相分率、氣體和液體流速；以及伽 瑪密度計(jì)，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算流體的密度。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的電導(dǎo)率測(cè)量傳感器包括沿混 合物流動(dòng)方向依次設(shè)置的發(fā)射電極、由兩個(gè)小電極構(gòu)成的備用電極組、 由兩個(gè)小電極構(gòu)成的工作電極組以及探測(cè)電極。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的工作電極組的兩個(gè)小電極的 間距為65mm;所述備用電極組的兩個(gè)小電極的間距為65mm。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的電容測(cè)量傳感器包括沿混合 物流動(dòng)方向依次設(shè)置的第一大電極、第一小電極、激發(fā)線圈、第二小電 極、以及第二大電極；其中，第一大電極和第二大電極構(gòu)成大電極組，第 一小電極和第二小電極構(gòu)成第三小電極組。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的大電極組的兩個(gè)大電極的間 距為165腿，所述的第三小電極組的兩個(gè)小電極間距為65mm，且該第三小 電極組設(shè)置于該人電極組的兩個(gè)大電極之間。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的伽瑪密度計(jì)由發(fā)射裝置和接 收裝置兩部分構(gòu)成；該發(fā)射裝置由放射源、鉛盒、機(jī)械快門(mén)和不銹鋼板構(gòu) 成；該接收裝置由接收晶體、光電倍增管和電子放大部件構(gòu)成。
前述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其中所述的接收晶體為碘化鈉加鉈。
借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)
點(diǎn)
本實(shí)用新型提出的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，能夠在線實(shí)時(shí)計(jì)量油氣水產(chǎn) 量，能準(zhǔn)確計(jì)量單井含水率及變化趨勢(shì)，有利于監(jiān)測(cè)油氣井生產(chǎn)情況，為病 態(tài)生產(chǎn)工況的診斷提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，避免水竄、氣竄和嚴(yán)重堵塞等異 常情況的發(fā)生，符合油田精細(xì)化作業(yè)的要求。
該凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，是中國(guó)陸上油氣田首次成功應(yīng)用二相流量計(jì) 計(jì)量單井油氣水產(chǎn)量，為陸上油氣田尤其是高壓凝析氣田的單井計(jì)量拓寬
了途徑，指明了單井計(jì)量的發(fā)展方向。
本實(shí)用新型的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，由于還具有三相分離的油氣水測(cè) 量設(shè)備，從而可以對(duì)不分離流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相互驗(yàn)證，從而保證測(cè) 量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
綜上所述，本實(shí)用新型特殊結(jié)構(gòu)的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其具有上述 諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類(lèi)產(chǎn)品中未見(jiàn)有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開(kāi)發(fā)表 或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)卜. 有較大的進(jìn)歩，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的凝析氣流量測(cè)量 系統(tǒng)具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià) 值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí) 用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型 的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。


圖1是本實(shí)用新型的凝析氣流量測(cè)暈系統(tǒng)實(shí)施例的流程示意圖。
圖2是三相不分離流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是所述的電容測(cè)量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是電導(dǎo)率測(cè)量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是現(xiàn)場(chǎng)—次儀表的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手 段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的凝析氣流 量測(cè)量系統(tǒng)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
請(qǐng)參閱圖1所示，是本實(shí)用新型的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)實(shí)施例的流程 示意圖。該凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量單井油氣水的流量，其包括 凝析氣開(kāi)采井10 (為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述)；集氣管線20，用于輸送凝析 氣開(kāi)采井采出的油氣水混合物，在該集氣管線20上依次設(shè)有緊急關(guān)斷閥
SDV1801，設(shè)置在凝析氣開(kāi)采井井口；加熱爐300，用于加熱凝析氣開(kāi)采井 輸出的物料；節(jié)流閥400，設(shè)置于加熱爐之后；三相不分離流量計(jì)IOO，用 于實(shí)時(shí)計(jì)量油氣水瞬時(shí)流量；計(jì)量分離器200，連接于上述的三相不分離流 量計(jì)，用于對(duì)油氣水三相分離；以及油流量計(jì)FT2202、氣體流量計(jì)FT2201 和水流量計(jì)FT2203分別連接于所述的計(jì)量分離器，用于對(duì)分離后油、氣和 水的流量單獨(dú)計(jì)量。所述的三相不分離流量計(jì)100的連接于節(jié)流閥400之 后的集氣管線，用于實(shí)時(shí)測(cè)量油水氣混合物中油、水、氣的流量。
本實(shí)用新型的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)的井口油氣水混合物(P=24MPa， T=35°C)經(jīng)油嘴節(jié)流至16MPa，溫度下降至27°C，溫壓就地顯示。井口集 氣管線20設(shè)置壓力高報(bào)和壓力低報(bào)，如果井口壓力異常，觸動(dòng)高低報(bào)壓力 開(kāi)關(guān)，處理站中控室聲光報(bào)警；如壓力繼續(xù)升高至井口緊急關(guān)斷閥SDV1801 的設(shè)定壓力，則該緊急關(guān)斷閥自動(dòng)關(guān)斷。集氣管線中的油氣水混合物經(jīng)井 口加熱爐300升溫至65 °C ，節(jié)流閥400再次節(jié)流至7. 5MPa，溫度下降至24°C ， 節(jié)流閥400前后管線溫壓就地顯示，溫壓信號(hào)通過(guò)井口 RTU (遠(yuǎn)程終端控制 系統(tǒng)，圖中未示)遠(yuǎn)傳至處理站中控室。集氣管線混合物經(jīng)節(jié)流后輸送至 三相不分離流量計(jì)。
請(qǐng)參閱圖2所示，是三相不分離流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。該三相不分離 流量計(jì)100包括供油水氣混合物料流動(dòng)的主管道IIO，以及設(shè)置在主管道 110上的伽馬密度計(jì)120、電容測(cè)量傳感器130、電導(dǎo)率測(cè)量傳感器140以 及文丘里裝置150。該三相不分離流量計(jì)的測(cè)量油水氣混合物的原理是，單 井來(lái)油氣水混合物假設(shè)為四相流體，即油、水、離散氣體和游離氣體。大 氣泡流速與氣體流速相同(大氣泡即為離散氣體)，小氣泡流速與液體流速 相同(小氣泡即為游離氣體)，豎直測(cè)量管段內(nèi)油相流速和水相流速相同。
設(shè)Q:體積流量率，A:體積相分率，V:流速 Q=AXV (1)
體積相分率等于相分率與測(cè)量管橫截面積的乘積，由于測(cè)量管橫截面 積匕知，油氣水各相流量率的計(jì)算可轉(zhuǎn)換為相分率和各相流速的計(jì)算。
所述伽瑪密度計(jì)120用于計(jì)算流體混合密度，其由發(fā)射裝置和接收裝
置兩部分構(gòu)成，發(fā)射裝置主要由放射源、鉛盒、機(jī)械快門(mén)和不銹鋼板等部 件構(gòu)成，接收裝置主要有接收晶體(碘化鈉加鉈)、光電倍增管和電子放大
部件構(gòu)成。放射源產(chǎn)生的Y射線撞擊接收晶體，每個(gè)Y射線粒子撞擊后會(huì) 產(chǎn)生1個(gè)電子，電子經(jīng)過(guò)光電倍增管的高壓電場(chǎng)獲得能量，加速運(yùn)動(dòng)，最終 被電子放大部件所捕獲，并將電脈沖信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器記錄下接收到的電子 數(shù)量。正常工作時(shí)，Y射線通過(guò)快門(mén)進(jìn)入管道內(nèi)，由于管道內(nèi)有流體流動(dòng)， 油氣水會(huì)吸收部分Y射線，但吸收的程度各小相同，此時(shí)接收裝置可測(cè)出 單位時(shí)間內(nèi)接收到Y(jié)射線的數(shù)量。利用經(jīng)驗(yàn)公式，算山流體的混合密度。 請(qǐng)參閱圖3所示，是所述的電容測(cè)量傳感器130的結(jié)構(gòu)示意圖。該電
容測(cè)量傳感器130用十測(cè)量低含水流體的大、小氣泡的氣相分率、油氣水 各相相分率、氣體和液體流速。該電容測(cè)量傳感器130包括沿混合物流動(dòng)
方向依次設(shè)置的第一大電極、第小電極、激發(fā)線圈131、第二小電極、 以及第二大電極；其中，第一大電極和第二大電極構(gòu)成大電極組132，第一
小電極和第二小電極構(gòu)成第三小電極組133。該大電極組132的兩個(gè)大電極 的間距為165mm，所述的第三小電極組133的兩個(gè)小電極間距為65mm，且 該第三小電極組133設(shè)置于該大電極組的兩個(gè)大電極之間，激發(fā)線圈13丄 位于第一小電極和第二小電極之間。該激發(fā)線圈131激發(fā)電壓信3，信兮 依次通過(guò)第三小電極組133和大電極組132，第三小電極組133記錄小氣泡 引發(fā)的電信號(hào)，大電極組132記錄大氣泡引發(fā)的電信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)各 電極時(shí)被測(cè)出并加以記錄。根據(jù)電壓和介電常數(shù)的函數(shù)關(guān)系，可以繪制出 介電常數(shù)隨時(shí)間變化的曲線，積分該曲線可算出給定時(shí)間大小氣泡的平均
相分率。 計(jì)算油氣水各相相分率
電§￥力禾呈e混合物二f(a e氣，〇￡水，Y e油) (2—1) ^貞^"禾呈P混合物二f(aP氣，3 P水，Y P油) (3)
歸一方程a+P + Y=l (4) 式中-
混合物電容率(可由電壓值算出) 氣相電容率(已知)
e水水相電容率(已知) e油油相電容率(已知)
P混合物混合物密度(伽瑪密度計(jì)測(cè)量值可算出) P氣氣相密度(已知) P水水相密度(已知)
P油 油相密度(已知)
a :氣相相分率(未知) 3 :水相相分率(未知) Y:油相相分率(未知)
三個(gè)方程三個(gè)未知數(shù)，聯(lián)立求解即可得到氣相相分率、水相相分率 和油相相分率。
計(jì)算氣體和液體流速
激發(fā)電極131激發(fā)電壓信號(hào)，由小電極記錄并經(jīng)過(guò)互相關(guān)運(yùn)算求得的 流速即為小氣泡流速，由于小氣泡流速和液相流速相同，V S=dl/T (dl為 兩個(gè)小電極之間的距離，T為氣泡在從第一小電極流動(dòng)到第二小電極所用的 時(shí)間)；由大電極記錄并經(jīng)過(guò)互相關(guān)運(yùn)算求得的流速即為大氣泡流速，由于 大氣泡流速和氣相流速相同，V^d2/T (d2為兩個(gè)大電極之間的距離，T為 該氣泡從第一大電極流動(dòng)到第二大電極所用的時(shí)間)。
請(qǐng)參閱圖4所示，是電導(dǎo)率測(cè)量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖該電導(dǎo)率測(cè)量傳 感器140設(shè)置于主管道110內(nèi)，用于計(jì)算小氣泡的氣相分率、油氣水各相 相分率、氣體和液體流速。該電導(dǎo)率測(cè)量傳感器140包括沿混合物流動(dòng)方 向依次設(shè)置的發(fā)射電極141、由兩個(gè)小電極構(gòu)成的備用電極組142、由兩 個(gè)小電極構(gòu)成的工作電極組143以及探測(cè)電極144。所述的工作電極組143 的兩個(gè)小電極的間距為65mm;所述備用電極組142的兩個(gè)小電極的間距為 65mm。發(fā)射電極141發(fā)射電壓信號(hào)，信號(hào)隨流體從下至上運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過(guò) 備用電極組142、工作電極組143和探測(cè)電極144。經(jīng)過(guò)兩個(gè)電極組時(shí)電壓
信號(hào)被測(cè)出并加以記錄。根據(jù)電壓和介電常數(shù)的函數(shù)關(guān)系，可以繪制出介 電常數(shù)隨時(shí)間變化的曲線，積分該曲線可算出給定時(shí)間小氣泡的平均相分率。
計(jì)算油氣水各相相分率
電導(dǎo)率方程o泡合物二f(ao'c， Po水，YO油) (2-2) ^g^"禾呈P混合物二f(aP'(， 3p水，Y P油) (3) 歸一方程a+e + Y=l (4) 式中
O泡合物混合物電導(dǎo)率(可由電壓值算出) O氣氣相電導(dǎo)率(己知) o水水相電導(dǎo)率(已知) o油油相電導(dǎo)率(已知)
P說(shuō)合物混合物密度(伽瑪密度計(jì)測(cè)量值可算出)
P氣氣相密度(已知)
P水水相密度(已知)
P油 油相密度(已知)
a :氣相相分率(未知)
P :水相相分率(未知)
Y:油相相分率(未知)
三個(gè)方程三個(gè)未知數(shù)，聯(lián)立求解即可得到氣相相分率、水相相分率和 油相相分率。
計(jì)算氣體和液體流速
發(fā)射電極發(fā)射電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)小電極時(shí)電壓信號(hào)被測(cè)出并加以記錄。 一段時(shí)間后，工作電極組的兩個(gè)小電極各自形成若干條電壓隨時(shí)間變化的 曲線，對(duì)這些曲線做互相關(guān)運(yùn)算，如果得出極大值時(shí)，可認(rèn)為兩個(gè)小電極 測(cè)量的是同一流體。出現(xiàn)極大值這點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間T即認(rèn)為是同一物流從前
一電極移動(dòng)至后一電極所需的時(shí)間，此時(shí)V氣(V ft)=d/T=0. 065/T。 (d為小 電極之間的距離，已知和O. 065m)。
電容測(cè)量傳感器和電導(dǎo)測(cè)量傳感器的轉(zhuǎn)換
電導(dǎo)率測(cè)量傳感器有一個(gè)探測(cè)電極，該電極不間斷的測(cè)量接收到的電
信號(hào)，并將它轉(zhuǎn)化為電導(dǎo)率，當(dāng)電導(dǎo)率達(dá)到30左右時(shí)(空管道的電導(dǎo)率是
1，充滿(mǎn)油的管道電導(dǎo)率是2 2.;i充滿(mǎn)水的管道電導(dǎo)率為飽和值》35)，(含 水為65% 75%)，電容測(cè)量傳感器停止工作，電導(dǎo)率測(cè)量傳感器開(kāi)始工作。 所述文丘里裝置150，用于測(cè)量液相流速。該文丘里裝置通過(guò)測(cè)量與流 量成一定關(guān)系的流體壓差來(lái)測(cè)量流體流量，利用流體節(jié)流前后產(chǎn)生的壓力 變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
M=CE e A^2pl
式中
M:液體質(zhì)量流量
E:補(bǔ)償系數(shù)(E=l/V^y)
C:流量系數(shù)(c=f(ReD， P) ReD:雷諾系數(shù)
3:文氏管喉管內(nèi)徑/文氏管內(nèi)徑 Y:定壓熱容/定容熱容 e :擴(kuò)大系數(shù)(e =f (dP/P， P ， Y) P :液體密度 A:文氏喉管通過(guò)面積 W:流體通過(guò)文氏管前后差壓
當(dāng)電容測(cè)量傳感器或電導(dǎo)率測(cè)量傳感器互相關(guān)計(jì)算流速，互相關(guān)成功 率偏低(即互相關(guān)計(jì)算成功率低于最小允許值)時(shí)，取信文丘里計(jì)算的液 相流速。
本實(shí)用新型的油氣水測(cè)量系的三相不分離流量計(jì)100還包括現(xiàn)場(chǎng)二次 儀表160，請(qǐng)參閱圖5所示，現(xiàn)場(chǎng)二次儀表160主要由流量計(jì)算機(jī)16K電 源模塊162、安全柵163、密度計(jì)界面卡164和接線端子165等組成。所述 流量計(jì)算機(jī)161由通訊模塊和計(jì)算模塊組成。通訊模塊將電容傳感器和電 導(dǎo)率傳感器采集到的信號(hào)，及密度計(jì)界面卡輸出的數(shù)據(jù)導(dǎo)入流量計(jì)算機(jī)，將 計(jì)算結(jié)果(油氣水流量、溫度、壓力和差壓)用數(shù)據(jù)線遠(yuǎn)傳至工控機(jī)。計(jì) 算模塊負(fù)責(zé)計(jì)算油氣水瞬時(shí)流量。所述電源模塊負(fù)責(zé)將接入的24V直流電 進(jìn)行分配，為變送器(壓力變送器、差壓變送器和溫度變送器)、電容傳感 器、電導(dǎo)率傳感器、伽瑪密度計(jì)和流量計(jì)算機(jī)供電。所述安全柵是本質(zhì)安
全型防爆儀器儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備，在正常情況下不影響測(cè)量系統(tǒng)的功能。它 設(shè)置在安全場(chǎng)所的一側(cè)，當(dāng)本安防爆系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能將竄入危險(xiǎn)場(chǎng)所 的能量(電能)限制在安全值以?xún)?nèi)，從而保證現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全。所述密度計(jì) 界面卡收集伽瑪密度計(jì)采集的信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算得出流體的瞬時(shí)混合密度， 將計(jì)算結(jié)果輸入流量計(jì)算機(jī)。流量計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至中控室工控機(jī)， 工控機(jī)接收到數(shù)據(jù)后用流量顯示軟件，實(shí)現(xiàn)油氣水流量瞬時(shí)顯示、油井計(jì) 量和儀表標(biāo)定等功能。
請(qǐng)參閱圖1所示，在三相不分離流量計(jì)100之后，通過(guò)管道連接于計(jì)
量分離器200。該計(jì)量分離器包括以罐體，在罐體的內(nèi)部設(shè)有擋板212和擋 板223從而將罐體內(nèi)部區(qū)分為三個(gè)腔油水混合腔210、油腔220以及水腔 230。該計(jì)量分離器200應(yīng)用重力分離的原理將油氣水分開(kāi)。油水氣混合物 進(jìn)入分離器后經(jīng)氣液重力分離，氣相經(jīng)波紋板和捕霧器除液后，由氣相出 口排出，并在氣相出口安裝有氣體流量計(jì)FT2201。液相在重力作用下油水 分離，油溢流進(jìn)入油腔220，水通過(guò)水相連通管240進(jìn)入水腔230。在油腔 220底部設(shè)有油相出口，并在該出口上設(shè)有油流量計(jì)FT2202，用于測(cè)量油 的流量。在水腔的底部設(shè)有水相出口，并在該出口上設(shè)有水流量計(jì)FT2203， 用于測(cè)量水的流量。
油水混合腔和水腔連通，根據(jù)U型連通器原理，計(jì)算公式如下
p oh(p p oh丄十Pi (h2- ht)
其中P。污水密度 h。水腔水層高度 P1:原油密度 h1:油水混合腔水層高度 h2_ h1:油水混合腔油層高度
假設(shè)h廠h廣O，由于h^l.5m Po=1120kg/m3 p產(chǎn)720kg/m3 求解方程l可得hQ=1.5m
h廠h產(chǎn)0，即油水混合腔中全部為水，水腔水層液位的高度為1. 5m。但 水相最高操作液位為1.22m，小于1.5m。因此，分離器正常操作時(shí)，油水 混合腔的油層液位高度不可能是0，即油水混合腔內(nèi)的水不會(huì)溢流到油腔。
水腔擋板高度為1.8m，油腔最高操作液位為1.02m。因此，分離器正 常操作時(shí)，油腔中的油不可能溢過(guò)水腔擋板進(jìn)入水腔。
水腔
<formula>formula see original document page 13</formula>假設(shè)h產(chǎn)O，由于hfl.5m p()=1120kg/m3p ,=720kg/m:! 求解方程l可得h。二0.965m
hfO，即油水混合腔中全部為油，水腔水層液位的高度應(yīng)為0.965m。 由于水相最低操作液位為0.98m，大于0.965m。因此，分離器正常操作時(shí)， 油水混合腔的水層液位高度不可能是0，即油水混合腔內(nèi)的油不會(huì)從水相連 通管流到水腔。
水腔擋板高度為1.8m，水腔最高操作液位為1.22m。因此，分離器正 常操作時(shí)，水腔中的水不可能溢過(guò)水腔擋板進(jìn)入油腔。
本申請(qǐng)未詳述的技術(shù)內(nèi)容皆可在現(xiàn)有技術(shù)中找到對(duì)應(yīng)方案，故在此不 再贅述。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作 任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非 用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技 術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同 變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量單井油氣水的流量，其特征在于其包括凝析氣開(kāi)采井；集氣管線，用于輸送凝析氣開(kāi)采井采出的油氣水混合物，在該集氣管線上依次設(shè)有緊急關(guān)斷閥，設(shè)置在凝析氣開(kāi)采井井口；加熱爐，用于加熱凝析氣開(kāi)采井輸出的物料；節(jié)流閥，設(shè)置于加熱爐之后；三相不分離流量計(jì)，用于實(shí)時(shí)計(jì)量油氣水瞬時(shí)流量；計(jì)量分離器，連接于上述的三相不分離流量計(jì)，用于對(duì)油氣水三相分離；以及油流量計(jì)、氣體流量計(jì)和水流量計(jì)分別連接于所述的計(jì)量分離器，用于對(duì)分離后油、氣和水的流量單獨(dú)計(jì)量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述 的三相不分離流量計(jì)包括主管道，用于輸送被測(cè)量的油氣水混合物；文丘里裝置，設(shè)置于主管道上，用于測(cè)量主管道內(nèi)流體的流量；電導(dǎo)率測(cè)量傳感器，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算小氣泡的氣相分率、 油氣水各相相分率、氣體和液體流速；電容測(cè)量傳感器，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算大、小氣泡的氣相分率、 油氣水各相相分率、氣體和液體流速；以及伽瑪密度計(jì)，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算流體的密度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述 的電導(dǎo)率測(cè)量傳感器包括沿混合物流動(dòng)方向依次設(shè)置的發(fā)射電極、由兩 個(gè)小電極構(gòu)成的備用電極組、由兩個(gè)小電極構(gòu)成的工作電極組以及探測(cè)電 極。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述 的工作電極組的兩個(gè)小電極的間距為65mm;所述備用電極組的兩個(gè)小電極 的間距為65mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述的電容測(cè)量傳感器包括沿混合物流動(dòng)方向依次設(shè)置的第一大電極、第一 小電極、激發(fā)線圈、第二小電極、以及第二大電極；其中，第一大電極和 第二大電極構(gòu)成大電極組，第一小電極和第二小電極構(gòu)成第三小電極組。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述 的大電極組的兩個(gè)大電極的間距為165mm，所述的第三小電極組的兩個(gè)小電 極間距為65mm，且該第三小電極組設(shè)置于該大電極組的兩個(gè)大電極之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述 的伽瑪密度計(jì)由發(fā)射裝置和接收裝置兩部分構(gòu)成;該發(fā)射裝置由放射源、鉛 盒、機(jī)械快門(mén)和不銹鋼板構(gòu)成；該接收裝置由接收晶體、光電倍增管和電 子放大部件構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其中所述 的接收晶體為碘化鈉加鉈。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)，其包括凝析氣開(kāi)采井；集氣管線，在該集氣管線上依次設(shè)有緊急關(guān)斷閥；加熱爐；節(jié)流閥；三相不分離流量計(jì)；計(jì)量分離器；油流量計(jì)、氣體流量計(jì)和水流量計(jì)。三相不分離流量計(jì)包括主管道；文丘里裝置，用于測(cè)量主管道內(nèi)流體的流量；電導(dǎo)率測(cè)量傳感器，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算小氣泡的氣相分率、油氣水各相相分率、氣體和液體流速；電容測(cè)量傳感器，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算大、小氣泡的氣相分率、油氣水各相相分率、氣體和液體流速；以及伽瑪密度計(jì)，設(shè)置于主管道內(nèi)，用于計(jì)算流體的密度。本凝析氣流量測(cè)量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確測(cè)量高壓凝析氣井凝析油含水量，實(shí)現(xiàn)氣井在線監(jiān)測(cè)，從而更加適于實(shí)用。
文檔編號(hào)G01F1/34GK201196079SQ20082010814
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者卜志虎, 吳宗毅, 剛 田 申請(qǐng)人:安東石油技術(shù)(集團(tuán))有限公司