一种油井自动计量装置的制作方法

本发明涉及油田化工计量技术领域，具体而言，涉及一种油井自动计量装置。

背景技术：

油田单井计量装置的准确与否对油田开发与油田管理都有着极其重大的影响。常规的单井计量装置分为：玻璃管计量分离器、翻斗式计量分离器和分离器与哥力科质量流量计组成的连续计量装置等三种，由于受到结蜡、结垢、分离液中含有气体等因素的影响，原油产量的计量精度远远不能满足油田生产管理的需要。

现有一些称重式油井计量技术，通过称取单井产出液的手段来实现对单井产油量的精确计算，然而仍存在以下缺点：(1)无油气分离器液位自动控制，无法保证油气分离器设计的油气分离段的安全运行，存在液位超高后上升到油气分离段，影响油气分离效果，可能造成天然气出口携液、影响气体计量、甚至大量液体从气体出口冒罐的问题。(2)不能实现多次自动计量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供的一种油井自动计量装置，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，实现立式油气分离器内部液体液位的自动控制以及对油气产量的多次自动计量，原理简单实用可靠，使油气计量更精确。

一种油井自动计量装置，包括立式油气分离器和远程终端控制装置，所述立式油气分离器的下方安装有称重传感器，所述立式油气分离器的上端设有进液口；

所述立式油气分离器的顶部设有气体出口，所述气体出口设有第一电动阀，所述第一电动阀的出气端连接有气体计量装置；

所述立式油气分离器的底部设有液体出口，所述液体出口设有第二电动阀；所述立式油气分离器内部设有第一液位开关和第二液位开关，所述第一液位开关位于所述进液口与所述第二液位开关之间；

所述气体计量装置、所述第一电动阀、所述第二电动阀、所述第一液位开关及所述第二液位开关均与所述远程终端控制装置相连。

进一步地，所述立式油气分离器的底部设有至少三个均匀分布的支腿，各个所述支腿之间水平设置有型钢，所述称重传感器位于所述型钢中心。

进一步地，各个所述支腿的底部均设置有导向限位支撑底座，所述导向限位支撑底座包括导向限位滑槽，所述支腿通过螺栓和螺母固定在所述导向限位滑槽内。

进一步地，所述导向限位支撑底座的底部设有底板。

进一步地，所述立式油气分离器的上端还设置有安全出口，所述安全出口位于所述进液口上方。

进一步地，所述安全出口设置有安全阀。

进一步地，所述进液口设有切断阀。

进一步地，所述进液口通过金属软管与所述切断阀连接。

进一步地，所述第一电动阀通过金属软管与所述气体计量装置连接；所述液体出口通过金属软管与所述第二电动阀连接。

进一步地，所述第一液位开关和所述第二液位开关均为超声波液位开关、射频导纳液位开关或浮球液位控制器。

与现有技术相比，本发明的油井自动计量装置的有益效果是：

(1)、本发明的油井自动计量装置结构合理，通过设置第一液位开关和第二液位开关用于自动检测立式油气分离罐内液体的液位，并将检测的液位信号传递给远程终端控制装置，通过远程终端控制装置根据相应液位信号控制第一电动阀和第二电动阀的打开或关闭，以及控制气体计量装置和称重传感器进行油气计量，实现立式油气分离器内部液体液位的自动控制以及对油气产量的多次自动计量，原理简单实用可靠，使油气计量更精确；同时保证油气分离器油气分离段的安全运行，避免液位超高后上升到油气分离段影响油气分离效果，以及防止造成天然气出口携液、影响气体计量、甚至大量液体从气体出口冒罐的问题发生。

(2)、进一步地，本发明的油井自动计量装置通过在各个支腿的底部均设置有导向限位支撑底座，一方面导向限位支撑底座具有水平方向固定底座的功能，可以防止立式油气分离器在承受进液口油气混和物冲击荷载时不产生水平位移；另一方面通过螺栓和螺母将立式油气分离器底部支腿固定在导向限位滑槽内，能够使立式油气分离器只能产生满足称重要求的垂直地面方向的微小位移，而不发生窜动。

(3)、进一步地，本发明的油井自动计量装置通过在导向限位支撑底座的底部设置底板，该底板能够与设备混凝土基础牢固连接，进一步地通过阻止立式油气分离器底部支腿的水平位移，限制立式油气分离器只能沿垂直于地面方向产生微小位移，使油井自动计量装置的总垂直荷载通过立式油气分离器底部均布的支腿，能够传递到位于支腿之间型钢中心的称重传感器，实现对立式油气分离器整体更加精确称重计量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的油井自动计量装置的结构示意图；

图2为本发明的导向限位支撑底座的局部放大图。

主要元件符号说明：

1-油井自动计量装置；100-立式油气分离器；110-进液口；111-切断阀；120-气体出口；121-第一电动阀；130-液体出口；131-第二电动阀；140-第一液位开关；150-第二液位开关；160-支腿；161-型钢；170-导向限位支撑底座；171-导向限位滑槽；172-螺栓；173-螺母；174-底板；180-安全出口；181-安全阀；200-远程终端控制装置；300-称重传感器；400-气体计量装置；500-金属软管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对油井自动计量装置进行更全面的描述。附图中给出了油井自动计量装置的首选实施例。但是，油井自动计量装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对油井自动计量装置的公开内容更加透彻全面。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

参阅图1，本发明提供了一种油井自动计量装置1，包括立式油气分离器100和远程终端控制装置200。所述立式油气分离器100的下方安装有称重传感器300，所处称重传感器300用于称取所述立式油气分离器100(包括立式油气分离器100内部液体)的总重量。所述立式油气分离器100的上端设有进液口110。

所述立式油气分离器100的顶部设有气体出口120，所述气体出口120设有第一电动阀121，所述第一电动阀121的出气端连接有气体计量装置400。

所述立式油气分离器100的底部设有液体出口130，所述液体出口130设有第二电动阀131。

所述立式油气分离器100内部设有第一液位开关140和第二液位开关150，所述第一液位开关140位于所述进液口110与所述第二液位开关150之间。所述进液口110与所述第一液位开关140之间为立式油气分离器100的油气分离段。

所述气体计量装置400、所述第一电动阀121、所述第二电动阀131、所述第一液位开关140及所述第二液位开关150均与所述远程终端控制装置200相连。

需要说明的是，单油井所产气液混合物从进液口110进入立式油气分离器100内，在立式油气分离器100的油气分离段进行油气分离，经油气分离后的天然气经气体出口120的第一电动阀121和气体计量装置400后流向油井集油汇管，分离后的含水原油液体流经油气分离器底部的液体出口130的第二电动阀131，与顶部排出的天然气合并后流向后续油井集油汇管(图中未示出)。

液位开关，也称水位开关或液位传感器。所述第一液位开关140和所述第二液位开关150均可列举为超声波液位开关、射频导纳液位开关或浮球液位控制器。

远程终端控制装置200为远程测控终端(rtu)，既能远程监测、亦可远程控制，是集数据采集、控制、传输功能于一体，且采用低功耗设计。

本发明的油井自动计量装置1通过设置第一液位开关140和第二液位开关150用于自动检测立式油气分离罐内液体的液位，并将检测的液位信号传递给远程终端控制装置200，通过远程终端控制装置200根据相应液位信号控制第一电动阀和第二电动阀的打开或关闭，以及控制气体计量装置400和称重传感器300进行油气计量。

本发明的油井自动计量装置1的工作原理如下：

初始时，先打开立式油气分离器100的进液口110的切断阀111，关闭气体出口120的第一电动阀121和液体出口130的第二电动阀131。多口油井经选井后，单油井所产气液混合物经进液口110的切断阀111，进入立式油气分离器100内部，同时启动远程终端控制装置200的自动计量程序，打开出气口电动阀。

当立式油气分离器100内液体的液位液位高于第一液位开关140所处的液位高度时，远程终端控制装置200控制第一电动阀121自动关闭，由于立式油气分离器100内上部分离的气体含量逐渐增加从而将立式油气分离器100内下部液体压出液体出口130，使液体液位下降；当液体液位下降至第二液位开关150所处的位置时，远程终端控制装置200控制第一电动阀121开启，第二电动阀131关闭，同时控制气体计量装置400和称重传感器300开始油气计量并开始计时，称重传感器300计取液体液位下降至第二液位开关150位置时立式油气分离器100的初始总重量，气体计量装置400计取液体液位下降至第二液位开关150位置时天然气的初始流量数值；当液体液位上升至第一液位开关140所处的位置时，完成一次瞬时量油，称重传感器300计取液体液位上升至第一液位开关140所处的位置时立式油气分离器100的总重量，气体计量装置400计取液体液位上升至第一液位开关140所处的位置时天然气流量数值，经立式油气分离器的重量差、天然气的流量差和时间差折算获得单油井每天所产的产液重量和天然气产量。

同理，当立式油气分离器100内液体液位低于第二液位开关150所处的液位高度时，远程终端控制装置200控制第一电动阀121开启，第二电动阀131关闭，由于立式油气分离器100内上部分离的液体含量逐渐增加从而使液体液位上升；当液体液位上升至第二液位开关150所处的位置时，远程终端控制装置200控制气体计量装置400和称重传感器300开始油气计量并开始计时，称重传感器300计取液体液位上升至第二液位开关150位置时立式油气分离器100的初始总重量，气体计量装置400计取液体液位升至第二液位开关150位置时天然气的初始流量数值；当液体液位上升至第一液位开关140所处的位置时，完成一次瞬时量油，称重传感器300计取液体液位上升至第一液位开关140所处的位置时立式油气分离器100的总重量，气体计量装置400取液体液位上升至第一液位开关140所处的位置时天然气的流量数值，同样经立式油气分离器的重量差、天然气的流量差和时间差折算获得单油井每天所产的产液重量和天然气产量。

优选地，本发明实施例中，所述立式油气分离器100的底部设有至少三个均匀分布的支腿160，各个所述支腿160之间设置有型钢161，所述称重传感器300安装在所述型钢161的底部中心。

需要说明的是，术语“均匀分布”理解为：当支腿160的数量为偶数个如4个或6个时，偶数个支腿160两两对称方式设置在立式油气分离器100的底部；当支腿160的数量为奇数个如3个或5个时，奇数个支腿160以中心对称方式设置在立式油气分离器100的底部。所述型钢可列举为槽钢、工字钢或角钢。所述型钢161的底部中心在所述立式油气分离器100的重心垂直延长线上，以使所述称重传感器300能够更精确称取所述立式油气分离器100的总重量。

优选地，本发明实施例中，各个所述支腿160的底部均设置有导向限位支撑底座170。如图2所示，所述导向限位支撑底座170包括导向限位滑槽171，所述支腿160通过螺栓172和螺母173固定在所述导向限位滑槽171内。

优选地，所述导向限位支撑底座170的底部设有底板174。

需要说明的是，由于立式油气分离器100由称重传感器300称重并支撑，在立式油气分离器100进液口110油气混和物的压力脉动、段塞流冲击等情况下，立式油气分离器100容易失稳产生晃动甚至倾覆的生产事故。本发明实施例中通过在各个支腿160的底部均设置有导向限位支撑底座170，一方面导向限位支撑底座170具有水平方向固定底座的功能，可以防止立式油气分离器100在承受进液口110油气混和物冲击荷载时不产生水平位移；另一方面通过螺栓172和螺母173将立式油气分离器100底部支腿160固定在导向限位滑槽171内，能够使立式油气分离器100只能产生满足称重要求的垂直地面方向的微小位移，而不发生窜动。

本发明实施例中通过在导向限位支撑底座170的底部设置底板174，该底板174能够与设备混凝土基础牢固连接，进一步地通过阻止立式油气分离器100底部支腿160的水平位移，限制立式油气分离器100只能沿垂直于地面方向产生微小位移，使油井自动计量装置1的总垂直荷载通过立式油气分离器100底部均布的支腿160，能够传递到位于支腿160之间型钢161中心的称重传感器300，实现对立式油气分离器100整体精确称重计量。

优选地，本发明实施例中，所述立式油气分离器100的上端还设置有安全出口180，所述安全出口180位于所述进液口110上方。

优选地，所述安全出口180设置有安全阀181。所述安全阀181用于调整立式油气分离器100内部气压，当立式油气分离器100内部气压过高时，打开安全阀181，避免立式油气分离器100内气压超高造成危险事故。

优选地，本发明实施例中，所述进液口110设有切断阀111。当本发明的油井自动计量装置1正常工作时，切断阀111处于开启状态，当需要检修时，则关闭切断阀111。

优选地，所述进液口110通过金属软管500与所述切断阀111连接。

优选地，所述第一电动阀121通过金属软管500与所述气体计量装置400连接；所述液体出口130通过金属软管500与所述第二电动阀131连接。

综上所述，本发明的油井自动计量装置的有益效果是：

(1)、本发明的油井自动计量装置结构合理，通过设置第一液位开关和第二液位开关用于自动检测立式油气分离罐内液体的液位，并将检测的液位信号传递给远程终端控制装置，通过远程终端控制装置根据相应液位信号控制第一电动阀和第二电动阀的打开或关闭，以及控制气体计量装置和称重传感器进行油气计量，实现立式油气分离器内部液体液位的自动控制以及对油气产量的多次自动计量，原理简单实用可靠，使油气计量更精确；同时保证油气分离器油气分离段的安全运行，避免液位超高后上升到油气分离段影响油气分离效果，以及防止造成天然气出口携液、影响气体计量、甚至大量液体从气体出口冒罐的问题发生。

(2)、进一步地，本发明的油井自动计量装置通过在各个支腿的底部均设置有导向限位支撑底座，一方面导向限位支撑底座具有水平方向固定底座的功能，可以防止立式油气分离器在承受进液口油气混和物冲击荷载时不产生水平位移；另一方面通过螺栓和螺母将立式油气分离器底部支腿固定在导向限位滑槽内，能够使立式油气分离器只能产生满足称重要求的垂直地面方向的微小位移，而不发生窜动。

(3)、进一步地，本发明的油井自动计量装置通过在导向限位支撑底座的底部设置底板，该底板能够与设备混凝土基础牢固连接，进一步地通过阻止立式油气分离器底部支腿的水平位移，限制立式油气分离器只能沿垂直于地面方向产生微小位移，使油井自动计量装置的总垂直荷载通过立式油气分离器底部均布的支腿，能够传递到位于支腿之间型钢中心的称重传感器，实现对立式油气分离器整体更加精确称重计量。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“立式油气分离器”、“远程终端控制装置”、“第一液位开关”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。