一种油井井口称重式智能计量器

摘要

本发明公开一种油井井口称重式智能计量器，包括进口和出口，其特征在于：所述进口与进口部连接，所述出口与出口部连接，所述进口部与出口部间为输油部；所述进口部包括进口部壳体，所述进口部壳体内设置进口称重腔、预分配腔和分配腔，所述进口、进口称重腔、预分配腔和分配腔依次相连；所述进口称重腔下面设置进口称重传感器，所述进口称重传感器与计算机连接；本发明的优点是：采用称重传感器，测量精度大大提高；此外，由于采用数据信号与嵌入式计算机连接，可通过实时通讯装置反馈到中心技术中心，根据实时数据推算出原油的理化指标。

权利要求

1.一种油井井口称重式智能计量器，包括进口和出口，其特征在于：所述进口与进口部连接，所述出口与出口部连接，所述进口部与出口部间为输油部；

所述进口部包括进口部壳体，所述进口部壳体内设置进口称重腔、预分配腔和分配腔，所述进口、进口称重腔、预分配腔和分配腔依次相连；所述进口称重腔下面设置进口称重传感器，所述进口称重传感器与计算机连接；

所述出口部包括出口部壳体，所述出口部壳体内设置一次混流腔、混流腔、出口称重腔及出口；所述一次混流腔、混流腔、出口称重腔及出口依次连接；所述出口称重腔下面设置出口称重传感器，所述出口称重传感器与计算机连接；

所述输油部包括输油部壳体，所述输油部壳体内设置输油腔，所述输油腔由设置在输油腔中间的输送轴上的游标分为两部分，分别为左油腔和右油腔；所述输油部的两侧分别为左流动腔和右流动腔；所述游标可在输送轴上左右滑动；所述输油部还设置上流动腔和下流动腔，所述上流动腔与右流动腔连通；所述下流动腔与左流动腔连通；

所述输送轴的两端各设置两个溢流部，所述两个溢流部间为封闭部，输送轴上设置左右挡块，所述输送轴可在输油部内左右滑动；

当输送轴滑至最左端时，所述输送轴左侧两个溢流部分别与分配腔与左油腔连通，左侧封闭部将左流动腔堵塞，右侧两个溢流部分别与右油腔及一次混流腔连通，右侧封闭部将右流动腔堵塞；

当输送轴滑至最右端时，所述输送轴左侧的一个溢流部与左流动腔连通，右侧一个溢流部与一次混流腔连通。

2.根据权利要求1所述的油井井口称重式智能计量器，其特征在于：称重传感器输出0～15毫伏电压信号，采用16位高精度毫伏信号采集转换模块高速采集毫伏电压信号，将信号转换成支持MODBUS RTU协议的计算机称重数据信号，经过嵌入式计算机信号处理、信号放大计算，可通过称重信号变化反算游标左右运动位置。

说明书

一种油井井口称重式智能计量器

技术领域

[0001] 本发明涉及化工设备领域，具体说是一种油井井口称重式连续计量装置。

背景技术

[0002] 在石油生产作业中，需实时掌握每个油井的原油产量及原油的一些理化指标，如含水量等；现有的实时监测装置有很多种，但精度不够，如中国专利申请号201320220269.1公开了“一种油田单井智能计量器，包括井口计量连接组件、气液初步分离腔、计量腔和稳定出口腔，其特征在于：及设置在气液初步分离腔内的分离伞，及设置在计量腔内的称重计量翻斗和支撑底板，所述井口计量连接组件底部连接气液初步分离腔，所述气液初步分离腔底部连接计量腔，所述计量腔底部连接稳定出口腔，所述稳定出口腔一侧设有计量出口，所述计量腔顶部设有汇流嘴。”，该专利采用翻斗来计量，误差较大，因此，需要一种新型的计量装置。

发明内容

[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种油井井口称重式连续计量装置，具体技术方案如下：

[0004] 一种油井井口称重式智能计量器，包括进口和出口，其特征在于：所述进口与进口部连接，所述出口与出口部连接，所述进口部与出口部间为输油部；

[0005] 所述进口部包括进口部壳体，所述进口部壳体内设置进口称重腔、预分配腔和分配腔，所述进口、进口称重腔、预分配腔和分配腔依次相连；所述进口称重腔下面设置进口称重传感器，所述进口称重传感器与计算机连接；

[0006] 所述出口部包括出口部壳体，所述出口部壳体内设置一次混流腔、混流腔、出口称重腔及出口；所述一次混流腔、混流腔、出口称重腔及出口依次连接；所述出口称重腔下面设置出口称重传感器，所述出口称重传感器与计算机连接；

[0007] 所述输油部包括输油部壳体，所述输油部壳体内设置输油腔，所述输油腔由设置在输油腔中间的输送轴上的游标分为两部分，分别为左油腔和右油腔；所述输油部的两侧分别为左流动腔和右流动腔；所述游标可在输送轴上左右滑动；所述输油部还设置上流动腔和下流动腔，所述上流动腔与右流动腔连通；所述下流动腔与左流动腔连通；

[0008] 所述输送轴的两端各设置两个溢流部，所述两个溢流部间为封闭部，输送轴上设置左右挡块，所述输送轴可在输油部内左右滑动；

[0009] 当输送轴滑至最左端时，所述输送轴左侧两个溢流部分别与分配腔与左油腔连通，左侧封闭部将左流动腔堵塞，右侧两个溢流部分别与右输油腔与一次混流腔连通，所述右侧封闭部将右流动腔堵塞；

[0010] 当输送轴滑至最右端时，所述输送轴左侧的一个溢流部与左流动腔连通，右侧一个溢流部与右一次混合腔连通。

[0011] 左、右称重传感器输出0～15毫伏电压信号，采用16位高精度毫伏信号采集转换模块高速采集毫伏电压信号，将信号转换成支持MODBUS RTU协议的计算机称重数据信号，经过嵌入式计算机信号处理、信号放大计算，可通过称重信号变化反算游标7左右运动位置。

[0012] 本发明的优点是：采用称重传感器，测量精度大大提高；此外，由于采用数据信号与嵌入式计算机连接，可通过实时通讯装置反馈到中心技术中心，根据实时数据推算出原油的理化指标。

附图说明

[0013] 图1为游标在最左侧时本发明的结构示意图；

[0014] 图2为游标在最右侧时本发明的结构示意图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图具体说明本发明，如图1所示，本发明包括进口1和出口15，所述进口1与进口部连接，所述出口15与出口部连接，所述进口部与出口部间为输油部；

[0016] 所述进口部包括进口部壳体18，所述进口部壳体18内设置进口称重腔2、预分配腔3和分配腔4，所述进口1、进口称重腔2、预分配腔3和分配腔4依次相连；所述进口称重腔2下面设置进口称重传感器16，所述进口称重传感器16与计算机连接；

[0017] 所述出口部包括出口部壳体19，所述出口部壳体19内设置一次混流腔13、混流腔14、出口称重腔20及出口15；所述一次混流腔13、混流腔14、出口称重腔20及出口15依次连接；所述出口称重腔20下面设置出口称重传感器17，所述出口称重传感器17与计算机连接；

[0018] 所述输油部包括输油部壳体，所述输油部壳体内设置输油腔，所述输油腔由设置在输油腔中间的输送轴11上的游标7分为两部分，分别为左油腔6和右油腔10；所述输油部的两侧分别为左流动腔5和右流动腔12；所述游标7可在输送轴11上左右滑动；所述输油部还设置上流动腔8和下流动腔9，所述上流动腔8与右流动腔12连通；所述下流动腔9与左流动腔5连通；

[0019] 所述分配腔4与左油腔6设置连通管道，当该管道的两端与输送轴11的两个溢流部23对应时将分配腔4与左油腔6导通；所述右侧一次混流腔13与右油腔10也设置类似结构；

[0020] 该部分的另外一种结构是：输送轴11两端带有换向溢流管，利用该换向溢流管也可实现上述功能。

[0021] 所述输送轴11的两端各设置两个溢流部23，所述两个溢流部23间为封闭部，输送轴11上设置左右挡块21，所述输送轴11可在游标7推动挡块21的作用下输油部内左右滑动；

[0022] 当输送轴11滑至最左端时，所述输送轴11左侧两个溢流部23分别与分配腔4与左油腔6连通，左侧封闭部将左流动腔5堵塞，右侧两个溢流部分别与右输油腔10与一次混流腔连通13，所述右侧封闭部将右流动腔12堵塞；

[0023] 当输送轴11滑至最右端时，所述输送轴11左侧的一个溢流部23与左流动腔5连通，右侧一个溢流部23与右一次混合腔13连通。

[0024] 左、右称重传感器16、19输出0～15毫伏电压信号，采用16位高精度毫伏信号采集转换模块高速采集毫伏电压信号，将信号转换成支持MODBUS RTU协议的计算机称重数据信号，经过嵌入式计算机信号处理、信号放大计算，可通过称重信号变化反算游标7左右运动位置。

[0025] 左、右称重传感器均可采用市售产品，如上海科旗公司的产品。

[0026] 本发明的原理是：

[0027] 体积管由可移动的游标7分为6和10两个计量腔体，游标7沿着11可向腔体6或腔体10左右运动，到固定位置可带动轴11左右运动；输送轴11两端带有换向溢流管，游标7在左端固定位置时，联通分配4和左油腔6，同时联通腔体右油腔10和一次混合腔13，切断腔体分配腔4和左流动腔5的联通，同时切断腔体右流动腔12和一次混合腔13的联通；游标在右端固定位置时，切断腔体分配腔4和左油腔6的联通，同时切断腔体右油腔10和腔体一次混合腔13的联通，联通分配腔4和左流动腔5，同时联通腔体右流动腔12和一次混合腔13；游标在左端时，油井井口油管液体流入进口1，进入腔体2、4，经轴11左侧溢流管流入腔体6，驱动游标7向右移动，游标7移动时，推动腔体10内的液体，经过轴11右侧溢流管流入腔体13，经腔体13流入腔体20后，从出口15流出，当游标到达固定位置推动轴11向右运动，参照图2，使轴
11两端溢流孔位置发生变化，油井井口油管液体流入进口1，进入腔体2、4，经轴11左侧溢流管流入腔体5，经管腔9流入腔体10内，驱动游标7向左移动，游标7移动时，推动腔体6内的液体，经管腔8流入腔体12，经过轴11右侧溢流管流入腔体13，经腔体13流入腔体20后，从出口
15流出，当游标到达固定位置推动轴11向左运动，使轴11两端溢流孔位置回到图2状态，即可实现腔内逻辑液流换向流动，通过液体流动驱动游标左右往复运动；

[0028] 整体空腔时的称重质量参数M1，腔内充满液体的称重质量参数M2，结合质量采集数据的时间函数m＝F(t)积分面积模糊计算公式，可计算液体内溶解气所占体积比例，m＝M1时含气率为100％，m＝M2时含气率为0％，含气率＝(M2-M1)/(m-M1),精确测量腔内液体质量变化，去除溶解气影响，计算出固定容积含气液体质量，配套温度、压力修正计算方法，随着游标运动质量信号特征曲线函数，可连续计量流入装置的油井液体质量和平均含气率；

[0029] 在油井产液中含气率低于2％情况下，可根据体积管固定体积V和称重数据m计算腔体内液体综合密度ρ＝V/m，根据水的密度参数ρ1和纯原油密度参数ρ2，计算原油含水率η，计算公式：η＝(ρ-ρ2)/(ρ1-ρ2)，实现多相称重式计量。