一种井口分离计量装置

摘要

本发明属于油气集输设备技术领域，特别涉及一种井口分离计量装置。包括旋流分离器、旋进旋涡流量计、分离组件、质量流量计和抽油泵；所述旋流分离器的一端设置有第一控制阀，所述旋流分离器的另一端设置有第一输送管道，所述第一输送管道连通有增压泵，所述第一输送管道与所述分离组件的两端分别通过第二控制阀连通；所述旋流分离器的顶部还设置有导气管；所述导气管与所述旋进旋涡流量计连通；所述旋进旋涡流量计的另一端与气体收集装置连通；所述分离组件包括第一罐体和分离部；通过上述设置，使得所述进口分离计量装置对原油的计量更加精确，油气水的分离更加彻底。

权利要求

1.一种井口分离计量装置，其特征在于：包括旋流分离器（2）、旋进旋涡流量计（3）、分离组件（4）、质量流量计（5）和抽油泵（6）；

所述旋流分离器（2）的一端设置有第一控制阀（21），所述旋流分离器（2）的另一端设置有第一输送管道（22），所述第一输送管道（22）连通有增压泵，所述第一输送管道（22）与所述分离组件（4）的两端分别通过第二控制阀连通；

所述旋流分离器（2）的顶部还设置有导气管（23）；所述导气管（23）与所述旋进旋涡流量计（3）连通；所述旋进旋涡流量计（3）的另一端与气体收集装置连通；所述分离组件（4）包括第一罐体（41）和两组分离部（7），两组所述分离部（7）分别与所述质量流量计（5）通过第二输送管道（51）连通；所述质量流量计（5）固定安装在所述抽油泵（6）本体的上端；所述第二输送管道（51）还与所述抽油泵（6）的输出端连通；所述质量流量计（5）的出口端还设置有第三输送管道（52）；

所述分离部（7）包括第一壳体（71），两组所述第一壳体（71）分别固定安装在第一罐体（41）内部两端，两组所述第一壳体（71）的输入端分别与所述第一输送管道（22）通过第二控制阀连通；所述第一壳体（71）的上端还固定安装有第二壳体（74）；所述第二壳体（74）内设置有第一空腔（741）；

所述第一壳体（71）的内部相对的两侧壁上均开设有第一卡槽（711）、第二卡槽（712）；

所述第一壳体（71）的内部设置有第三壳体（76），所述第三壳体（76）的两端分别滑动卡接在所述第一卡槽（711）内，且密封设置，所述第三壳体（76）能够沿着第一卡槽（711）竖向运动，所述第三壳体（76）内填充水包，使第三壳体（76）的质量与体积比大于等于水的密度，且所述第三壳体（76）在重力作用下仅能将原油挤压进入第二壳体（74）的第一空腔（741）内；所述第一壳体（71）的一侧侧壁上开设有进油管口（714），所述进油管口（714）位于第一卡槽（711）的下方；

两组所述第二卡槽（712）内卡接有浮沉杆（713），所述浮沉杆（713）采用密度小于等于水大于原油的材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：所述分离部（7）还包括出油管道（73）；

所述出油管道（73）与所述第二壳体（74）连通；所述第一壳体（71）上还设置有进油管道（72），所述进油管道（72）贯穿所述第一罐体（41）与所述第一输送管道（22）连通；所述第一壳体（71）的底端还设置有排水管道（75），所述排水管道（75）贯穿所述第一罐体（41）与水收集装置连通。

3.根据权利要求2所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：

所述第一壳体（71）上与进油管口（714）相对的一侧侧壁上开设有出水管口（716）；所述进油管口（714）与所述进油管道（72）连通；所述出水管口（716）与所述排水管道（75）连通。

4.根据权利要求2所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：所述第三壳体（76）内设置有连通管（77），所述连通管（77）贯穿所述第三壳体（76）的上下两面，且与所述第二壳体（74）连通。

5.根据权利要求3所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：所述第二卡槽（712）位于所述进油管口（714）的下方，且所述出水管口（716）位于所述第二卡槽（712）的顶部下方。

6.根据权利要求5所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：所述第二卡槽（712）的顶部内设置有第二压力传感器（715），所述第二压力传感器（715）与所述排水管道（75）的阀门信号连接。

7.根据权利要求2所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：所述第一卡槽（711）的顶部内设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器与第二控制阀信号连接。

8.根据权利要求7所述的一种井口分离计量装置，其特征在于：所述第一空腔（741）内设置有伸缩管（742），所述伸缩管（742）的下端贯穿所述第二壳体（74）与连通管（77）连通；

所述伸缩管（742）的上端设置有第三控制阀（743）；所述第三控制阀（743）与所述第一压力传感器信号连接。

说明书

一种井口分离计量装置

技术领域

[0001] 本发明属于油气集输设备技术领域，特别涉及一种井口分离计量装置。

背景技术

[0002] 为了节省油田生产过程中地面集输的投资成本，现在大量的油井都采用环状集输模式进行采油井采出介质的集输。这种集输模式无法在集油站内计量每口采油井的采出液量和产气量。例如，目前的方法是采用示功图法量油，即根 据油井工况地面示功图（抽油杆载荷变化图）解算该井的产液量。由于油井生产过程是个动态变化过程，这就导致解算产液量的数学模型的边界条件不确定，也就导致解算的结果误差较大，无法满足油井生产管理需要。又由于采油井采出介质是不稳定流动的油气水三相混合介质，现有的分离计量装置无法进行充分分离油气水三相混合介质，因此亟需一种井口分离计量装置解决上述问题。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提供了一种井口分离计量装置，包括旋流分离器、旋进旋涡流量计、分离组件、质量流量计和抽油泵；

[0004] 所述旋流分离器的一端设置有第一控制阀，所述旋流分离器的另一端设置有第一输送管道，所述第一输送管道连通有增压泵，所述第一输送管道与所述分离组件的两端分别通过第二控制阀连通；

[0005] 所述旋流分离器的顶部还设置有导气管；所述导气管与所述旋进旋涡流量计连通；所述旋进旋涡流量计的另一端与气体收集装置连通；所述分离组件包括第一罐体和分离部，

[0006] 两组所述分离部分别固定安装在所述第一罐体的内部两端；两组所述分离部的输入端分别与所述第一输送管道通过第二控制阀连通；

[0007] 两组所述分离部分别与所述质量流量计通过第二输送管道连通；所述质量流量计固定安装在所述抽油泵本体的上端；所述第二输送管道还与所述抽油泵的输出端连通；所述质量流量计的出口端还设置有第三输送管道。

[0008] 进一步的，所述分离部包括第一壳体和出油管道；

[0009] 所述第一壳体的上端还固定安装有第二壳体；所述出油管道与所述第二壳体连通；所述第一壳体上还设置有进油管道，所述进油管道贯穿所述第一罐体与所述第一输送管道连通；所述第一壳体的底端还设置有排水管道，所述排水管道贯穿所述第一罐体与水收集装置连通。

[0010] 进一步的，所述第一壳体的内部相对的两侧壁上均开设有第一卡槽、第二卡槽；

[0011] 所述第一壳体的一侧侧壁上开设有进油管口，其相对的一侧侧壁上开设有出水管口；所述进油管口与所述进油管道连通；所述出水管口与所述排水管道连通；所述进油管口位于所述第一卡槽的下方。

[0012] 进一步的，所述第一壳体的内部还设置有第三壳体，所述第三壳体的两端分别滑动卡接在所述第一卡槽内，且密封设置。

[0013] 进一步的，所述第三壳体内填充有水包，所述第三壳体的质量与体积比大于等于水的密度。

[0014] 进一步的，所述第三壳体内设置有连通管，所述连通管贯穿所述第三壳体的上下两面，且与所述第二壳体连通。

[0015] 进一步的，所述第二卡槽位于所述进油管口的下方，且所述出水管口位于所述第二卡槽的顶部下方；两组所述第二卡槽内卡接有浮沉杆，所述浮沉杆采用密度小于等于水大于原油的材料制成。

[0016] 进一步的，所述第二卡槽的顶部内设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述排水管道的阀门信号连接。

[0017] 进一步的，所述第一卡槽的顶部内设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器与第二控制阀信号连接。

[0018] 进一步的，所述第二壳体内设置有第一空腔；所述第一空腔内设置有伸缩管，所述伸缩管的下端贯穿所述第二壳体与连通管连通；所述伸缩管的上端设置有第三控制阀；所述第三控制阀与所述第一压力传感器信号连接。

[0019] 本发明的有益效果是：

[0020] 1、通过第一控制阀控制除砂后的原油混合介质进入旋流分离器中，通过旋流分离器将原油混合介质中的气体分离出并通过导气管排出到旋进旋涡流量计内，对排出的气体进行单独计量，计量结果更精确。当所述第一压力传感器接收到压力信号后，控制器控制所述第三控制阀打开，使得第三壳体下降，原油通过连通管进入第一空腔内；启动抽油泵，将第一空腔内的原油通过第二输送管道进入质量流量计内进行单独计量，使得所述进口分离计量装置对原油的计量更加精确。

[0021] 2、通过在第一壳体内填充含水的原油混合介质，使得浮沉杆因为水的浮力而抵触到第二压力传感器，所述第二压力传感器接收到压力信号，则通过控制器控制排水管道的阀门打开，进行排水，使水进入水收集装置内，完成油与水的分离，使油水的分离效果更佳。

[0022] 3、通过将第三壳体的密度设置为与水的密度相同，使得第三壳体在重力作用下仅能将原油挤压进入第一空腔内，分离效果更好。

[0023] 4、通过将浮沉杆的密度设置为小于等于水的密度，大于原油的密度，使得第一壳体内充满含水的原油混合介质时，浮沉杆始终位于油水交界处。

[0024] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1示出了本发明实施例的进口分离计量装置的结构示意图；

[0027] 图2示出了本发明实施例的分离组件的结构示意图；

[0028] 图3示出了本发明实施例的分离组件的剖视结构示意图；

[0029] 图4示出了本发明实施例的分离部的结构示意图；

[0030] 图5示出了本发明实施例的分离部的第一视角的剖视结构示意图；

[0031] 图6示出了本发明实施例的分离部的第二视角的结构示意图；

[0032] 图7示出了本发明实施例的第二壳体的结构示意图。

[0033] 图中：1、第一安装座；2、旋流分离器；21、第一控制阀；22、第一输送管道；23、导气管；3、旋进旋涡流量计；4、分离组件；41、第一罐体；42、支撑座；5、质量流量计；51、第二输送管道；52、第三输送管道；6、抽油泵；7、分离部；71、第一壳体；711、第一卡槽；712、第二卡槽；713、浮沉杆；714、进油管口；715、第二压力传感器；716、出水管口；72、进油管道；73、出油管道；74、第二壳体；741、第一空腔；742、伸缩管；743、第三控制阀；75、排水管道；76、第三壳体；77、连通管。

具体实施方式

[0034] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0035] 本发明实施例提出了一种井口分离计量装置，包括第一安装座1、旋流分离器2、旋进旋涡流量计3、分离组件4、质量流量计5和抽油泵6，示例性的，如图1所示。

[0036] 所述旋流分离器2、分离组件4和抽油泵6均固定安装在所述第一安装座1上；所述旋流分离器2的一端设置有第一控制阀21，所述第一控制阀21用于控制除砂后的原油混合介质的进入。所述旋流分离器2的另一端设置有第一输送管道22，所述第一输送管道22连通有增压泵，所述增压泵用于给第一输送管道22输送的含水的原油混合介质进行加压，使其能进入到分离组件4内；所述第一输送管道22与所述分离组件4的两端分别通过第二控制阀连通。通过第二控制阀，实现第一输送管道22的分流，使得第一输送管道22只与所述分离组件4的其中一端连通。

[0037] 所述旋流分离器2的顶部还设置有导气管23；所述导气管23与所述旋进旋涡流量计3连通。所述旋进旋涡流量计3的另一端与气体收集装置连通。

[0038] 所述旋流分离器2用于对含水含气的原油混合介质进行气液分离，使得原油混合介质中的气体从导气管23排出到旋进旋涡流量计3中，而含水的原油混合介质通过第一输送管道22输入分离组件4中进行油水分离；所述旋进旋涡流量计3用于对旋流分离器2分离出的气体进行计量。

[0039] 所述分离组件4与所述质量流量计5通过第二输送管道51连通；所述质量流量计5固定安装在所述抽油泵6本体的上端；所述第二输送管道51还与所述抽油泵6的输出端连通；所述质量流量计5的出口端还设置有第三输送管道52，用于与原油收集装置连通。

[0040] 通过抽油泵6将分离组件4分离出的原油抽出并输送至质量流量计5中进行计量，实现了原油的单独计量，计量结果更精确。

[0041] 示例性的，通过第一控制阀21控制除砂后的原油混合介质进入旋流分离器2中，通过旋流分离器2将原油混合介质中的气体分离出并通过导气管23排出到旋进旋涡流量计3内，对排出的气体进行单独计量，计量结果更精确。

[0042] 之后通过第一输送管道22将含水的原油混合介质进行加压并输送到分离组件4内；通过分离组件4将含水的原油混合介质中的原油和水进行分离。将水从分离组件4的下部排出，进入水收集装置；通过抽油泵6将原油从第二输送管道51抽送到质量流量计5中，通过质量流量计5对原油进行单独计量，计量结果更精确。计量后的原油通过第三输送管道52排出到原油收集装置内。

[0043] 所述分离组件4包括第一罐体41、分离部7和支撑座42，示例性的，如图2和图3所示。

[0044] 两组所述支撑座42的上端固定安装在所述第一罐体41的底部，两组所述支撑座42的下端与所述第一安装座1固定连接。

[0045] 两组所述分离部7分别固定安装在所述第一罐体41的内部两端；两组所述分离部7的输入端分别与所述第一输送管道22通过第二控制阀连通；通过第二控制阀实现一组分离部7的输入端与第一输送管道22连通。

[0046] 所述分离部7包括第一壳体71、进油管道72和出油管道73，示例性的，如图4所示。

[0047] 所述第一壳体71的上端还固定安装有第二壳体74；所述出油管道73与所述第二壳体74连通。所述第一壳体71上还设置有进油管道72，所述进油管道72贯穿所述第一罐体41与所述第一输送管道22连通。所述第一壳体71的底端还设置有排水管道75，所述排水管道75贯穿所述第一罐体41与水收集装置连通。

[0048] 所述第一壳体71的内部相对的两侧壁上均开设有第一卡槽711、第二卡槽712，示例性的，如图5和图6所示。

[0049] 所述第一壳体71的一侧侧壁上开设有进油管口714，其相对的一侧侧壁上开设有出水管口716；所述进油管口714与所述进油管道72连通；所述出水管口716与所述排水管道75连通。

[0050] 所述第一壳体71的内部还设置有第三壳体76，所述第三壳体76的两端分别滑动卡接在所述第一卡槽711内，且密封设置，原油混合介质无法越过第三壳体76进入到第三壳体76的顶面空间；所述第三壳体76内可填充水包，使第三壳体76的质量与体积比大于等于水的密度；所述进油管口714位于所述第一卡槽711的下方；使得进油管口714在进油时，所述第三壳体76始终位于所述进油管口714的上方。

[0051] 所述第三壳体76内设置有连通管77，所述连通管77贯穿所述第三壳体76的上下两面，且与所述第二壳体74连通。

[0052] 所述第二卡槽712位于所述进油管口714的下方，且所述出水管口716位于所述第二卡槽712的顶部下方；两组所述第二卡槽712内卡接有浮沉杆713，所述浮沉杆713采用密度小于等于水大于原油的材料制成。例如，密度约0.920 g/cm³的聚乙烯制成；使得第一壳体71内充满含水的原油混合介质时，由于水的密度大于原油的密度，因此浮沉杆713始终位于水油交界处。

[0053] 所述第二卡槽712的顶部内设置有第二压力传感器715，所述第二压力传感器715与所述排水管道75的阀门信号连接。当所述第二压力传感器715受到浮沉杆713向上的压力时，第二压力传感器715接收到压力信号，通过控制器控制排水管道75的阀门打开，进行排水，当压力消失时，阀门关闭。

[0054] 所述第一卡槽711的顶部内设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器与第二控制阀信号连接。当所述第一压力传感器715受到第三壳体76向上的压力时，第一压力传感器接收到压力信号，通过控制器控制第二控制阀关闭，使含水的原油混合介质进入另一组分离部7中。此时，在失去外部压力的原油混合介质中，由于第三壳体76的密度与水的密度相同，大于原油密度，因此第三壳体76在重力作用下会持续下降，直至到达第一卡槽711的底端，在此过程中，原油会沿连通管77进入到第二壳体74内，实现原油与水的分离，提高原油计量的准确性。当第二控制阀再次打开时，第三壳体76在外部压力下受到向上的压力，使得第三壳体76的水平高度持续上升，重力势力持续增大。

[0055] 所述第二壳体74内设置有第一空腔741，示例性的，如图7所示。所述第一空腔741内设置有伸缩管742，所述伸缩管742的下端贯穿所述第二壳体74与所述连通管77连通；所述伸缩管742的上端设置有第三控制阀743；所述第三控制阀743与所述第一压力传感器信号连接。当所述第一压力传感器接收到压力信号时，控制器控制所述第三控制阀743打开，使得第三壳体76下降时，原油能进入第一空腔741内；当所述第一压力传感器未接收到压力信号时，控制器控制所述第三控制阀743关闭，使得原油无法进入第一空腔741内，同时使得第三壳体76能在含水的原油混合介质的压力下上升。

[0056] 当原油进入第一空腔741内时，启动抽油泵6，将第一空腔741内的原油通过第二输送管道51进入质量流量计5内进行计量，计量更精确，计量完毕后排出至原油收集装置。

[0057] 利用本发明实施例提出的一种井口分离计量装置，其工作原理如下：

[0058] 通过第一控制阀21控制除砂后的原油混合介质进入旋流分离器2中，通过旋流分离器2将原油混合介质中的气体分离出并通过导气管23排出到旋进旋涡流量计3内，对排出的气体进行单独计量，计量结果更精确。

[0059] 之后通过第一输送管道22将含水的原油混合介质进行加压并输送到分离组件4内；

[0060] 当第一壳体71内填充含水的原油混合介质时，所述第一压力传感器未接收到压力信号，控制器控制所述第三控制阀743关闭，使得原油无法进入第一空腔741内，同时第三壳体76能在含水的原油混合介质的压力下上升。当所述第一压力传感器接收到压力信号后，控制器控制所述第三控制阀743打开，使得第三壳体76下降，原油通过连通管77进入第一空腔741内；启动抽油泵6，将第一空腔741内的原油通过第二输送管道51进入质量流量计5内进行计量，计量更精确，计量完毕后排出至原油收集装置。

[0061] 当第一壳体71内填充含水的原油混合介质时，所述浮沉杆713位于水油交界处，当浮沉杆713因为水的浮力而抵触到第二压力传感器715时，所述第二压力传感器715接收到压力信号，则通过控制器控制排水管道75的阀门打开，进行排水，使水进入水收集装置内，完成油与水的分离，分离效果更佳；当第二压力传感器715的压力信号消失时，排水管道75的阀门关闭，停止排水。

[0062] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。