本实用新型涉及自动计量选井掺水装置技术领域，是一种一体化自动掺水选井计量装置。
背景技术：
目前，油田上在用的计量站主要采用“掺水橇+多通阀橇+计量橇”的建设模式，该模式在油田上已经比较成熟；计量主要采用容积式计量，近几年部分油田选用质量流量计对井口采出液进行计量，但由于油田实际生产的复杂性，存在着以下几部分的问题：
（1）掺水橇单独成橇，散热量较大
现场施工中，掺水橇和多通阀橇之间存在一定的安装距离，导致掺水橇去各单井的掺水管道散热量较大；再加上设备本体的散热，设备进口至各单井井口，回掺水温降较大。
（2）多通阀单独成橇，施工难度多，设备空间利用率较低
目前油田上将多通阀选井装置单独设置在橇装彩板房中，通过2个条形支墩固定支撑整个橇体，将各单井集油线埋地敷设伸出橇外。这种埋地出线方式占有空间较大，不论是施工还是维护工作，难度都比较大，并且设备的空间利用率也比较低。
（3）计量橇可计量范围小、局限性大
目前使用的计量装置主要采用容积式或流量计的计量方式，容积式计量实际为间歇计量，液相计量是根据相应的时间变化量内对应的液位累计量，属于液量在一定时间内的平均值，由此推断计量油井的产液量，该计量方式下流量与时间的曲线关系被平均，无法反应瞬时流量，也无法统计井口的流量曲线变化趋势，由于受计量容器容积大小的影响，可计量的范围受到限制，同时无法对采出液的含水进行检测。
采用流量计计量方式：由于受到流量计测量范围的限制，油井的产液量超出测量范围时测量的误差较大，但由于油井实际生产过程中井与井之间的产量、同一口井不同生产时间的产量变化较大，导致无法进行计量、计量准确性差等问题，影响对油井产量的计量。
（4）掺水橇、多通阀橇与计量橇分开建设，现场施工工程量大、施工周期长
目前计量站内采购的掺水橇、多通阀橇与计量橇多来自不同的制造商，各个厂家之间彼此独立，各橇装设备需分别采购、施工。并且3套装置连通管道及相关的仪表自控系统、供配电系统需要使用方在现场进行组装及集成，掺水橇需要在现场制作成圆柱形基础，多通阀橇需要制作成条形基础，计量橇需要制作成矩形水平基础，三套装置基础不一样，造成现场施工工程量较大，施工周期长。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种一体化自动掺水选井计量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前油田上在用的计量站存在掺水橇散热大、多通阀空间利用率低、计量误差大、建设周期长、现场工作量大的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种一体化自动掺水选井计量装置，包括撬装底座；在撬装底座上设置有彩板房，在彩板房内设置有将彩板房分隔成仪表自控间和装置间的隔墙，对应仪表自控间和装置间的彩板房墙体上分别设置有门，在仪表自控间内设置有PLC控制柜，PLC控制柜内设置有微处理器；在装置间设置有掺水分配装置、自动选井装置、分离计量装置和排污总管，在装置间一侧的墙内壁上设置有掺水分配装置，与掺水分配装置相对的另一侧装置间墙内壁上设置有自动选井装置，远离装置间的门侧的装置间内设置有分离计量装置，掺水分配装置包括回掺水进掺水管道、过滤器和去采油井口回掺水管道，回掺水进水管道设置在装置间的墙内壁上，在回掺水进水管道上串接有过滤器，过滤器之后的回掺水进水管道上并联有至少两条的去采油井口回掺水管道，装置间内的每根去采油井口回掺水管道上均串接有流量调控装置，自动选井装置包括多通阀，多通阀设置在墙壁上，多通阀上固定安装有计量装置进液管道、多通阀出液管和至少两条的单井集油管道，多通阀出液管的出口穿过撬装底座位于墙壁外，分离计量装置包括立式气液分离器和排液泵，立式气液分离器和排液泵设置在远离装置间的门侧的装置间内，计量装置进液管道的另一端与立式气液分离器的进料口相连通，立式气液分离器的上部设置有能够监测到立式气液分离器内液位的液位计，立式气液分离器的上部连通有气相计量排出管线，立式气液分离器的下部连通有液相计量排出管线，液相计量排出管线的另一端与装置间内的多通阀出液管相连通，在气相计量排出管线上依次串接有气相电动阀、旋进漩涡流量计和单向阀，在液相计量排出管线上依次串接有质量流量计、液相电动阀和单向阀；在液相电动阀和单向阀之间与单向阀之后的液相计量排出管线上并联有辅助排液管线，在辅助排液管线上串接有排液泵，辅助排液管线之后的液相计量排出管线与气相计量排出管线相连通，过滤器上还设置有过滤器排污管道，立式气液分离器的底部还设置有分离器排污管道，过滤器排污管道的出口和分离器排污管道的出口分别与排污总管的进口相连通，排污总管的出口穿过墙壁位于墙壁外，去采油井口回掺水管道与单井集油管道的个数相配，每条去采油井口回掺水管道出彩板房的位置和每条单井集油管道进彩板房的位置均位于彩板房的同一侧，彩板房外的每条去采油井口回掺水管道均紧靠并行一条单井集油管道，液位计的信号输出端与微处理器中液位计的信号输入端电连接在一起，排液泵的信号输入端与微处理器中排液泵的信号输出端电连接在一起，气相电动阀的信号输入端与微处理器中气相电动阀的信号输出端电连接在一起，液相电动阀的信号输入端与微处理器中液相电动阀的信号输出端电连接在一起。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述在过滤器前后的回掺水进水管道上并联有备用过滤管道，备用过滤管道上串接有备用过滤器，备用过滤器与过滤器排污管道之间通过过滤器备用排污管道相连通，在每个流量调控装置前后的去采油井口回掺水管道上均并联有流量调控备用管道，在每条流量调控备用管道上串接有球阀，过滤器前后和流量调控装置前后均设置有截断阀。
上述在气相电动阀之前的气相计量排出管线进口处串接有机械式浮球阀；或/和，在靠近立式气液分离器的液相计量排出管线上设置弹簧式单向阀；或/和，在计量装置进液管道与排液泵之后的液相计量排出管线之间连通有旁通管道，在旁通管道上串接有旁通阀，旁通管道之后的计量装置进液管道上设置有球阀。
上述在立式气液分离器的顶部设置有能够泄出立式气液分离器内部压力的安全阀。
上述计量装置进液管道与排液泵之后的液相计量排出管线之间连通有泄压管道，在泄压管道上串接有泄压阀。
上述排液泵为微型立式多级离心泵。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，本实用新型集“自动选井—掺水—计量—站控”于一体，对不同工况的适应性好，性能稳定，气、液计量精确度高，装置的操作、维修及管理简单方便，自动化控制水平高，提高了计量效率，简化了人工操作，便于建设，同时也解决了原有建设模式掺水橇散热大、多通阀空间利用率低、计量误差大、建设周期长、现场工作量大的问题，本实用新型能够进一步提高油田计量站的集成化程度。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的工艺流程结构示意图。
附图中的编码分别为：1为排污总管，2为回掺水进掺水管道，3为过滤器，4为去采油井口回掺水管道，5为流量调控装置，6为多通阀，7为计量装置进液管道，8为多通阀出液管，9为单井集油管道，10为立式气液分离器，11为排液泵，12为液位计，13为气相计量排出管线，14为液相计量排出管线，15为气相电动阀，16为旋进漩涡流量计，17为单向阀，18为质量流量计，19为液相电动阀，20为辅助排液管线，21为过滤器排污管道，22为分离器排污管道，23为备用过滤管道，24为备用过滤器，25为过滤器备用排污管道，26为流量调控备用管道，27为球阀，28为截断阀，29为旁通管道，30为旁通阀,31为安全阀，32为泄压管道，33为泄压阀。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
如附图1所示，该一体化自动掺水选井计量装置包括撬装底座；在撬装底座上设置有彩板房，在彩板房内设置有将彩板房分隔成仪表自控间和装置间的隔墙，对应仪表自控间和装置间的彩板房墙体上分别设置有门，在仪表自控间内设置有PLC控制柜，PLC控制柜内设置有微处理器；在装置间设置有掺水分配装置、自动选井装置、分离计量装置和排污总管1，在装置间一侧的墙内壁上设置有掺水分配装置，与掺水分配装置相对的另一侧装置间墙内壁上设置有自动选井装置，远离装置间的门侧的装置间内设置有分离计量装置，掺水分配装置包括回掺水进掺水管道2、过滤器3和去采油井口回掺水管道4，回掺水进水管道2设置在装置间的墙内壁上，在回掺水进水管道2上串接有过滤器3，过滤器3之后的回掺水进水管道2上并联有至少两条的去采油井口回掺水管道4，装置间内的每根去采油井口回掺水管道4上均串接有流量调控装置5，自动选井装置包括多通阀6，多通阀6设置在墙壁上，多通阀6上固定安装有计量装置进液管道7、多通阀出液管8和至少两条的单井集油管道9，多通阀出液管8的出口穿过撬装底座位于墙壁外，分离计量装置包括立式气液分离器10和排液泵11，立式气液分离器10和排液泵11设置在远离装置间的门侧的装置间内，计量装置进液管道7的另一端与立式气液分离器10的进料口相连通，立式气液分离器10的上部设置有能够监测到立式气液分离器10内液位的液位计12，立式气液分离器10的上部连通有气相计量排出管线13，立式气液分离器10的下部连通有液相计量排出管线14，液相计量排出管线14的另一端与装置间内的多通阀出液管8相连通，在气相计量排出管线13上依次串接有气相电动阀15、旋进漩涡流量计16和单向阀17，在液相计量排出管线14上依次串接有质量流量计18、液相电动阀19和单向阀17；在液相电动阀19和单向阀17之间与单向阀17之后的液相计量排出管线14上并联有辅助排液管线20，在辅助排液管线20上串接有排液泵11，辅助排液管线20之后的液相计量排出管线14与气相计量排出管线13相连通，过滤器3上还设置有过滤器排污管道21，立式气液分离器10的底部还设置有分离器排污管道22，过滤器排污管道21的出口和分离器排污管道22的出口分别与排污总管1的进口相连通，排污总管1的出口穿过墙壁位于墙壁外，去采油井口回掺水管道4与单井集油管道9的个数相配，每条去采油井口回掺水管道4出彩板房的位置和每条单井集油管道9进彩板房的位置均位于彩板房的同一侧，彩板房外的每条去采油井口回掺水管道4均紧靠并行一条单井集油管道9，彩板房内的每条去采油井口回掺水管道4、计量装置进液管道7、多通阀出液管8、每条至少两条的单井集油管道9、气相计量排出管线13、液相计量排出管线14、辅助排液管线20、过滤器排污管道21、分离器排污管道22和排污总管1均在装置间内在合理布置的情况下顺势布置，液位计12的信号输出端与微处理器中液位计的信号输入端电连接在一起，排液泵11的信号输入端与微处理器中排液泵的信号输出端电连接在一起，气相电动阀15的信号输入端与微处理器中气相电动阀的信号输出端电连接在一起，液相电动阀19的信号输入端与微处理器中液相电动阀的信号输出端电连接在一起。
将自动选井装置侧向架墙设置，按照“八爪鱼”模式固定布置在墙面上，与掺水分配装置形成双向对面布置，以此增加橇体的稳定性，这两个装置中间形成巡检通道，有效利用空间；将每条去采油井口回掺水管道4伴热一条单井集油管道9去采油井口回掺，减少了回掺水的热量损失，掺热水后的含水原油进入自动选井装置；在分离器排污道上设置排污阀，当对立式气液分离器10进行检修或清洗时，打开排污阀，立式气液分离器10内的污物可以通过分离器排污道22和排污总管1排出；在来液不稳的情况下，可实现连续和间歇两种计量方式；当单井来液量较大时，分离后的液通过质量流量计18进行连续计量，计量数据更加准确，并且可以通过质量流量计18测量含水率；当单井来液量特别小时，通过预计量，微处理器发出指令，排液泵11启泵排液，至最低液位后，系统切换为容积式计量；
本实用新型集“自动选井—掺水—计量—站控”于一体，对不同工况的适应性好，性能稳定，气、液计量精确度高，装置的操作、维修及管理简单方便，自动化控制水平高，提高了计量效率，简化了人工操作，便于建设，同时也解决了原有建设模式掺水橇散热大、多通阀6空间利用率低、计量误差大、建设周期长、现场工作量大的问题，本实用新型能够进一步提高油田计量站的集成化程度。
可根据实际需要，对上述一体化自动掺水选井计量装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，在过滤器3前后的回掺水进水管道2上并联有备用过滤管道23，备用过滤管道23上串接有备用过滤器24，备用过滤器24与过滤器排污管道21之间通过过滤器备用排污管道25相连通，在每个流量调控装置5前后的去采油井口回掺水管道4上均并联有流量调控备用管道26，在每条流量调控备用管道26上串接有球阀27，过滤器3前后和流量调控装置5前后均设置有截断阀28。设置备用过滤管道23，并且在过滤器3前后均设置截断阀28，便于在不停产时拆卸维修过滤器3，同时，在去采油井口回掺水管道4上均并联有流量调控备用管道26，便于不停产的情况下校正流量调控装置5。
如附图1所示，在气相电动阀15之前的气相计量排出管线13进口处串接有机械式浮球阀；或/和，在靠近立式气液分离器10的液相计量排出管线14上设置弹簧式单向阀；或/和，在计量装置进液管道7与排液泵11之后的液相计量排出管线14之间连通有旁通管道29，在旁通管道29上串接有旁通阀30，旁通管道29之后的计量装置进液管道7上设置有球阀27。如果被计量的单井产液量出现大的波动，当液位上升至接近气相出口时，机械式浮球阀会自动关闭，防止液位过高导致的气线窜液现象，同时也可以弥补气相电动阀15反应时间慢，瞬时液量增多无法及时做出关闭气相电动阀15的缺陷；在靠近立式气液分离器10的液相计量排出管线14上设置弹簧式单向阀，保证立式气液分离器10内有一定的液位高度，防止气量过大或液量过小时液相计量排出管线14中进气；当需要检修时，关闭计量装置进液管道7上的球阀27，单井来液通过旁通管道29和多通阀出液管8排出，可以安全的对立式气液分离器10进行检修。
如附图1所示，在立式气液分离器10的顶部设置有能够泄出立式气液分离器10内部压力的安全阀31。当立式气液分离器10内部压力过高时，安全阀31自动开启进行泄压，为安全作业提供保障。
如附图1所示，计量装置进液管道7与排液泵11之后的液相计量排出管线14之间连通有泄压管道32，在泄压管道32上串接有泄压阀33。泄压阀33的开启压力设定值略高于立式气液分离器10安全阀的起跳压力，当立式气液分离器10内的气量瞬间增多导致容器内压力过大时，泄压阀33自动开启，立式气液分离器10可以通过泄压管道32进行泄压，保证立式气液分离器10的安全。
如附图1所示，排液泵11为微型立式多级离心泵。
本实用新型的工艺流程说明：
集油区来热的回掺水通过汇管分配计量后，与各单井集油管道9伴热去采油井口进行回掺，掺热水后的含水原油进入自动选井装置的多通阀6，站控系统PLC控制柜中的微处理器发出指令控制多通阀6停到相应的单井位置，需计量井气液由计量装置进液管道7进入立式气液分离器10进行气液分离，气相通过气相计量排出管线13上的旋进漩涡流量计16进行计量，液相在立式气液分离器内10先进行预计量，当预计量的产液量达到流量计设定的计量下限时，微处理器自动选择采用大流量流量计计量流程；当预计量的产液量达不到流量计设定的计量下限时，微处理器自动选择采用小流量容积计量流程，计量后的气液与其它未计量的单井采出液混合后输至后端。
大流量计量流程：
单井来液经预计量后，产液量达到流量计设定的计量下限时，微处理器发出指令自动打开液相计量排出管线14上的液相电动阀19，液相经质量流量计18计量后与经计量的气相混合后与其它未计量的单井采出液混合后输至后端，当来液量大液位升至高液位时，排液泵11自动开启进行辅助排液，排至设定的液位时停泵。
小流量计量流程：
单井来液经预计量后，产液量未达到流量计设定的计量下限时，微处理器发出指令自动关闭液相计量排出管线14上的液相电动阀19，来液在立式气液分离器10内连续累积，液位随时间上升，微处理器根据液位变化量及相应的时间变化量进行单井产液量计量，气量过小时，液位上升至高液位后，装置开始憋压，此时气相电动阀15关闭，排液泵11开启排液，使立式气液分离器10的液位降至设定的高度，液相经计量后与经计量的气相混合后与其它未计量的单井采出液混合后输至后端。
本实用新型集“自动选井—掺水—计量—站控”于一体，对不同工况的适应性好，性能稳定，气、液计量精确度高，装置的操作、维修及管理简单方便，自动化控制水平高，提高了计量效率，简化了人工操作，便于建设，同时也解决了原有建设模式掺水橇散热大、多通阀6空间利用率低、计量误差大、建设周期长、现场工作量大的问题，本实用新型能够进一步提高油田计量站的集成化程度。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。