智能壓差-微波式油氣水三相流量計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及流體計量器具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于測量原油-天然氣-水或天然氣-凝析液-水三相混合物各相流量的智能壓差-微波式油氣水三相流量計。
【背景技術(shù)】
[0002]在原油的生產(chǎn)過程中，原油通常是伴生于天然氣和地層水或注水一起開采出來，在油井和輸運管道中形成油氣水三相流動。同樣，在天然氣的生產(chǎn)過程中，從天然氣井中流出來的天然氣，也經(jīng)常含有凝析液和冷凝水或地層水。油氣水各相流量的計量是對各油氣井及區(qū)塊進(jìn)行產(chǎn)量核算、優(yōu)化管理及提高采收率的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
[0003]目前常用的計量方法是先用氣液分離器將天然氣和液體(油和水的混合物)分離開來，然后分別用單相測量的方法測出氣相和液相的流量，再用含水率儀測出液相的含水率，從而得到油氣水混合物各相的流量。這種計量方法的設(shè)備龐大笨重、需要復(fù)雜的液位控制系統(tǒng)、投資費用高、常常不能測出即時流量，并且無法用于對海底油氣井口及管道內(nèi)多相流的進(jìn)行計量；另外，現(xiàn)有技術(shù)的計量器測量范圍較窄，如專利201120082252.5 (壓差-微波式油氣水三相流量計)，由于不同被測對象的流量差別大，流量計的量程過寬易產(chǎn)生測量不準(zhǔn)，流量計的量程過窄又易導(dǎo)致測量超程，因此，限制了該流量計的應(yīng)用范圍。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可擴(kuò)大三相混合物流量測量范圍的智能壓差-微波式油氣水三相流量計。
[0005]本實用新型的智能壓差-微波式油氣水三相流量計是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，其包括:
[0006]倒置接入流體管道的U型管，包括依次連接的進(jìn)口管段、垂直上升管段、水平管段、垂直下降管段以及出口管段，垂直上升管段上設(shè)有第三壓差傳感器；
[0007]—端通過液相取樣管與水平管段連接的液體含水率檢測模塊，其另一端通過匯流管與垂直下降管段連接；
[0008]并聯(lián)接入垂直下降管段的第二流量測量支路和第一流量測量支路，第二流量測量支路和第一流量測量支路上分別設(shè)有節(jié)流元件，節(jié)流元件上連接有壓差傳感器，第一流量測量支路上還設(shè)有位于節(jié)流元件上端的球閥；
[0009]以及用于計算和記錄流體流量的流量計算機(jī)，與壓差傳感器、第三壓差傳感器以及液體含水率檢測模塊分別連接。
[0010]進(jìn)一步地，液體含水率檢測模塊包括與液相取樣管連接的旋流脫氣器和水平設(shè)置的微波含水率儀，旋流脫氣器上端通過輸氣管與匯流管連接，旋流脫氣器下端通過輸液管與匯流管連接，微波含水率儀設(shè)于輸液管末端。
[0011]進(jìn)一步地，還包括安裝在第二流量測量支路上的壓力傳感器以及設(shè)于流體管道上的溫度傳感器，壓力傳感器位于節(jié)流元件的上端，溫度傳感器位于U型管的進(jìn)口管段上，壓力傳感器以及溫度傳感器與流量計算機(jī)連接。
[0012]進(jìn)一步地，節(jié)流元件為文丘里管、節(jié)流噴嘴或節(jié)流孔板。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的智能壓差-微波式油氣水三相流量計具有以下的有益效果:
[0014]1.用倒置U型管中的垂直管段壓差測量油氣水三相混合物的平均密度；用節(jié)流元件壓差測量油氣水三相混合物總流量，并聯(lián)的節(jié)流元件可以進(jìn)一步擴(kuò)大測量范圍，通過優(yōu)化的液體含水率檢測模塊對取樣支流進(jìn)行含水率測定，然后將各種數(shù)據(jù)送至流量計算機(jī)進(jìn)行計算處理與記錄，因此其具有測量范圍寬，測量精確度高，可同時實現(xiàn)三相自動測量的特點；
[0015]2.流量計中不使用任何放射性元器件，對人體和環(huán)境無任何潛在危害；
[0016]3.各種數(shù)據(jù)取樣都在倒置的U型管上進(jìn)行，結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低，運行成本也低；
[0017]4.該設(shè)備還具有性能穩(wěn)定測量范圍廣的特點，可對陸地、海洋平臺及水下油氣井或區(qū)塊生產(chǎn)出的油汽水三相混合物的各相流量實現(xiàn)自動在線計量。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的三相流量計的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1.入口法蘭，2.溫度傳感器，3.U型管，4.第三壓差傳感器，5.旋流脫氣器，51.液相取樣管，52.輸液管，53.輸氣管，6.匯流管，7.微波含水率儀，8.壓力傳感器，9.球閥，10.第一流量測量支路，11.第一節(jié)流元件，12.第一壓差傳感器，13.第二壓差傳感器，14.第二節(jié)流元件，15.第二流量測量支路，16.出口法蘭。
【具體實施方式】
[0020]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和最佳實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，本實用新型的智能壓差-微波式油氣水三相流量計，包括:
[0022]倒置接入流體管道的U型管3，包括依次連接的進(jìn)口管段、垂直上升管段、水平管段、垂直下降管段以及出口管段，垂直上升管段上設(shè)有第三壓差傳感器4，進(jìn)口管段通過入口法蘭1、出口管段通過出口法蘭16分別與流體管道連接；為了增強U型管3的結(jié)構(gòu)強度，可將進(jìn)口管段和出口管段做成一體管，其中間用擋板隔開，使倒置的U型管3形成一個剛性整體；
[0023]—端通過液相取樣管51與水平管段連接的液體含水率檢測模塊，其另一端通過匯流管6與垂直下降管段連接；
[0024]并聯(lián)接入垂直下降管段的第二流量測量支路15和第一流量測量支路10，第二流量測量支路15和第一流量測量支路10上分別設(shè)有節(jié)流元件，節(jié)流元件上連接有壓差傳感器，第一流量測量支路10上還設(shè)有位于節(jié)流元件上端的球閥9 ;當(dāng)然，根據(jù)需要，也可設(shè)置多路并列的第一流量測量支路10，并打開在第一流量測量支路10設(shè)置的控制該支路啟閉的球閥9，以便更大程度的擴(kuò)大流量量程，提高測量精度，但是，這樣相應(yīng)的也使得整個流量計的重量增大、投入成本高；
[0025]用于計算和記錄流體流量的流量計算機(jī)，與壓差傳感器、第三壓差傳感器4以及液體含水率檢測模塊分別連接。
[0026]該流量計接入流體管道后，被測油氣水三相流體經(jīng)過進(jìn)口管段進(jìn)入垂直上升管段，通過其上的第三壓差傳感器4測量油氣水三相混合物的平均密度，被測油氣水三相流體流經(jīng)水平管段時，經(jīng)液相取樣管51將管道內(nèi)壁上的部分液膜取出并分流一取樣支流，再由液體含水率檢測模塊對該液相取樣支流脫氣后進(jìn)行含水率測量；液相取樣支流通過匯流管6與垂直下降管段內(nèi)的油氣水三相流體主流合并，再流經(jīng)第二節(jié)流元件14，由第二壓差傳感器13測得油氣水三相流體通過第二節(jié)流元件14時的壓降DP2 ;當(dāng)流量較大時，可打開球閥9，由第一壓差傳感器12測得油氣水三相流體通過第一節(jié)流元件11時的壓降DP3 ;被測油氣水三相流體最后經(jīng)過出口法蘭16流出。流量計算機(jī)根據(jù)第一壓差傳感器12和第二壓差傳感器13的壓降，以及液體含水率檢測模塊的油水比例計算各相流量，并進(jìn)行記錄和顯示流體的瞬時流量、累積流量。
[0027]作為液體含水率檢測模塊進(jìn)一步的技術(shù)方案，其包括與液相取樣管51連接的旋流脫氣器5和水平設(shè)置的微波含水率儀7，旋流脫氣器5上端通過輸氣管53與匯流管6連接，旋流脫氣器5下端通過輸液管52與匯流管6連接，微波含水率儀7設(shè)于輸液管52末端，旋流脫氣器5為微型柱狀旋流脫氣器5 ;被測油氣水三相流體流經(jīng)液相取樣管51時，管道內(nèi)壁上的部分液膜被取出，再由旋流脫氣器5對液相取樣支流進(jìn)行氣液分離的脫氣處理，經(jīng)過脫氣的液相取樣支流的含水率用微波含水率儀7進(jìn)行測量；氣相、液相取樣支流通過匯合管匯流后，流至倒置U型管3垂直下降管入口段內(nèi)，與其中的油氣水三相流體主流合并。
[0028]本例中，流量計還包括安裝在第二流量測量支路15上的壓力傳感器8以及設(shè)于流體管道上的溫度傳感器2，壓力傳感器8位于節(jié)流元件的上端，溫度傳感器2位于U型管3的進(jìn)口管段上，壓力傳感器8以及溫度傳感器2與流量計算機(jī)連接；因此，可采集垂直管段上的第三壓差傳感器4、節(jié)流元件上的壓差傳感器、壓力傳感器8和溫度傳感器2等的電信號，并輸入到預(yù)設(shè)有油、氣、水物性參數(shù)計算模型的流量計算機(jī)，以便流量計算機(jī)計算、修正、記錄、顯示或遠(yuǎn)傳油氣水三相流體在工作條件下和標(biāo)準(zhǔn)條件下的各相流量。
[0029]優(yōu)選地，節(jié)流元件可為文丘里管、節(jié)流噴嘴和節(jié)流孔板三者中任一種。
[0030]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.智能壓差-微波式油氣水三相流量計，其特征在于，包括: 倒置接入流體管道的u型管(3)，包括依次連接的進(jìn)口管段、垂直上升管段、水平管段、垂直下降管段以及出口管段，所述垂直上升管段上設(shè)有第三壓差傳感器(4); 一端通過液相取樣管(51)與所述水平管段連接的液體含水率檢測模塊，其另一端通過匯流管(6)與所述垂直下降管段連接； 并聯(lián)接入所述垂直下降管段的第二流量測量支路(15)和第一流量測量支路(10)，其上分別設(shè)有節(jié)流元件，節(jié)流元件上連接有壓差傳感器，所述第一流量測量支路(10)上還設(shè)有位于節(jié)流元件上端的球閥(9)； 以及用于計算和記錄流體流量的流量計算機(jī)，與所述壓差傳感器、第三壓差傳感器(4)以及液體含水率檢測模塊分別連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的智能壓差-微波式油氣水三相流量計，其特征在于:所述液體含水率檢測模塊包括與液相取樣管(51)連接的旋流脫氣器(5)和水平設(shè)置的微波含水率儀(7)，旋流脫氣器(5)上端通過輸氣管(53)與匯流管(6)連接，旋流脫氣器(5)下端通過輸液管(52)與匯流管(6)連接，所述微波含水率儀(7)設(shè)于所述輸液管(52)末端。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的智能壓差-微波式油氣水三相流量計，其特征在于:還包括安裝在第二流量測量支路(15)上的壓力傳感器(8)以及設(shè)于所述流體管道上的溫度傳感器(2)，所述壓力傳感器(8)位于所述節(jié)流元件的上端，所述溫度傳感器(2)位于U型管(3)的進(jìn)口管段上，壓力傳感器(8)和溫度傳感器(2)與所述流量計算機(jī)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的智能壓差-微波式油氣水三相流量計，其特征在于:所述節(jié)流元件為文丘里管、節(jié)流噴嘴或節(jié)流孔板。
【專利摘要】本實用新型公開了智能壓差-微波式油氣水三相流量計，包括U型管、液體含水率檢測模塊、第二流量測量支路、第一流量測量支路以及流量計算機(jī)，倒置接入流體管道的U型管包括依次連接的進(jìn)口管段、垂直上升管段、水平管段、垂直下降管段以及出口管段，液體含水率檢測模塊通過匯流管與垂直下降管段連接，第二流量測量支路和第一流量測量支路上分別設(shè)有節(jié)流元件，節(jié)流元件上設(shè)有壓差傳感器,第一流量測量支路上設(shè)有球閥，流量計算機(jī)與壓差傳感器、液體含水率檢測模塊分別連接；該技術(shù)方案的流量計具有測量范圍寬，測量精確度高，可同時實現(xiàn)三相自動測量、結(jié)構(gòu)緊湊，制造和運行成本低及性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣的特點，且其對人體和環(huán)境無任何潛在危害。
【IPC分類】G01F1/37, G01F5/00
【公開號】CN204988392
【申請?zhí)枴緾N201520318102
【發(fā)明人】陳方非, 王建, 路紅改
【申請人】天津瑞吉德科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年5月18日