专利名称：一种油气分离三相计量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将油气两相混合物分离开，以实现对油、气和油中含 水率分别计量的装置。
背景技术：
国内油田油井计量普通采取十几口油井的产出液进入同一计量间，共用一 套计量装置的油井计量方式。计量过程中首先用两相计量分离器将油井产出物 分出液、气两相，然后用液位计量液，这种计量方式进入高含水期后，已难以 适应，主要存在以下问题
1. 油井产液量普遍波动较大，有的油井不含气，无法用单只分离器实现量 油，低产油井还存在产液间歇现象，间歇时间长短不一，短时计量很难得出真 实的产量。采用两只分离器分别装液位计的方法已不能实现三相连续量油。反 而加大了设备投入成本。
2. 分离器进口采用正向进液，造成分离器罐内液面波动大，油、气分离效 果差，计量误差超过10%。
3. 现有的分离器大多采用封闭式结构，在长时间的分离计量过程中罐内容
易结蜡、结垢造成计量误差大，清洗维修不便。
由于油井产液含水率高，有大量游离水存在，现有分离计量装置无法测出 含水率，普遍采用人工取样，但人工取样随机性很强，很难取准，无法得到真 实、稳定、准确的含水率值。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是解决无气井单罐分离器无法量油、双罐 分离器分离效果差、人工量油数据随意性大、计量误差大、可靠性差的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种分离油 气计量装置，包括第一分离器计量罐、第二分离器储存罐、进油管、出油管、 气管和设置在第一分离器计量罐上用于测量第一分离器计量罐内的液位高度 的液位测量装置。
所述第一分离器计量罐为可开启顶盖的圆柱形罐体，底部设有支架；第二 分离器储存罐为封闭的圆柱形罐体，其底部设有支架，顶部设有排气管；
所述进油管设置在第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的上部，两端分 别与第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的内腔连通且进油管的内壁分别 与第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的内壁相切，进油管上还设有进油气 动三通阀；
所述出油管设置在第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的底部且两端 分别与第一分离器计量罐和第二分离器储存罐内腔连通，出油管上设有出油气 动三通阀；
所述气管设置在第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的顶部且分别与 第一分离器计量罐和第二分离器储存罐内腔连通，所述气管上设有二通切断阀 和气体流量计。
上述方案中，所述液位测量装置包括步进电机，丝杆、丝杆螺母，油位传 感器安装杆和水位传感器安装杆，油位传感器和水位传感器分别设置在油位传 感器安装杆和水位传感器安装杆的下端，所述步进电机的输出端与丝杆的顶端固定连接，丝杆螺母旋装在丝杆上，油位传感器安装杆和水位传感器安装杆的 上端分别固定在丝杆螺母上。
本实用新型还包括加水装置，包括液位计和与第一分离器计量罐下部内腔 连通水管，所述水管上设有注水口，液位计和水管的下部设有排污阀和除砂器。 所述液位计上设有若干用于显示液位高度的容光管和控制液位的磁电开关。
还包括油水分割罐，设置在第一分离器计量罐内的底部。
所述排气管上设有安全阀。
所述PLC控制系统包括PLC控制器，触摸屏和开关电源，所述开关电源 的输出端分别连接PLC控制器和触摸屏的电源输入端，PLC控制器的脉冲输 出口与步进电机的输入端连接，触摸屏通过数据线与PLC控制器的串口连接， PLC控制器的各输入端子分别连接油位传感器、水位传感器和磁电开关的信号 输出端，PLC控制器的各输出端子分别连接控制进油管上的进油三通阀的第一 电磁阀和控制出油管上的出油三通阀的第二电磁阀。
本实用新型，将现有的正向进油方式改为切向进油，将原有的两罐分别装 有液位计的方式改为一只装有液位计另一只不装液位计的计量方式，在分离器 低部装有一定高度的清水，并装有油水分割管，顶部安装液位测量装置，该装 置由PLC控制步进电机带动丝杆转动，丝杆带动螺母上的油位传感器和水位 传感器上下直线运动来探测油井产液和清水液位。本实用新型具有分离计量液 面波动小，油井产液分离效果好，能够准确计量出油井液量、气量及产液的密 度求得油井产液含水率的功能，操作方便，计量精度高，工作可靠。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型的俯视图； 图3为图1的A部放大图4为PLC控制系统电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作出详细的说明。
如图1所示，本实用新型包括第一分离器计量罐16、第二分离器储存罐5、 进油管4、出油管6、气管25和设置在第一分离器计量罐16上用于测量第一 分离器计量罐16内的液位高度的液位测量装置。
所述第一分离器计量罐16为封闭的圆柱形罐体，底部设有支架；第二分 离器储存罐5为封闭的圆柱形罐体，其底部设有支架，顶部设有排气管2，排 气管2上设有安全阀1。
所述进油管4设置在第一分离器计量罐16和第二分离器储存罐5的上部， 两端分别与第一分离器计量罐16和第二分离器储存罐5的内腔连通且进油管4 的内壁分别与第一分离器16计量罐和第二分离器储存罐5的内壁相切，进油 管4上还设有进油气动三通阀3;
所述出油管6设置在第一分离器计量罐16和第二分离器储存罐5的底部 且两端分别与第一分离器计量罐16和第二分离器储存罐5内腔连通，出油管6 上设有出油气动三通阀7;
所述气管25设置在第一分离器计量罐16和第二分离器储存罐5的顶部且 分别与第一分离器计量罐16和第二分离器储存罐5内腔连通，所述气管上设 有气体流量计18。上述方案中，所述液位测量装置包括步进电机19，丝杆20、丝杆螺母22， 油位传感器安装杆和水位传感器安装杆，油位传感器21和水位传感器23分别 设置在油位传感器安装杆和水位传感器安装杆的下端，所述步进电机19的输 出端与丝杆20的顶端固定连接，丝杆螺母22旋装在丝杆20上，油位传感器 安装杆和水位传感器安装杆的上端分别固定在丝杆螺母22上。
本实用新型还包括加水装置，包括液位计14和与第一分离器计量罐16下 部内腔连通水管10，所述水管上设有注水口 11，液位计14和水管10的下部 设有排污阀9和除砂器8。所述液位计14上设有若干用于显示液位高度的容光 管和控制液位的磁电开关13，该控制液位的磁电开关13设有高、中、低三个 档位，当液位到达高、中、低三个位置磁电开关13都会产生感应信号。
还包括油水分隔罐24，设置在第一分离器计量罐16内的底部。
本实用新型，分离计量时，通过注水口 11向第一分离器计量罐16内加入 设定量的清水，设定液位计14的液位上线、中线和下线，并在上线、下线、 中线各装一只磁电开关13，由PLC控制器闭合KA1启动空压机Ml、然后PLC 控制器控制电磁阀开关KA3和KA5，分别调整控制第一分离器计量罐16上的L 型气动三通阀门3的第一电磁阀和第二分离器储存罐5上的L型气动三通阀门 7的第二电磁阀工作，使第一分离器计量罐16上的进油管4与来液管线连通， 出油管6关闭，进行气液分离，气体通过第一分离器计量罐16上气管25排到 第二分离器储存罐5内，此时第二分离器储存罐5只作为储气囊适用，当液位 由下线上升到上线时，磁电开关13产生感应信号X6并将它传输到PLC， PLC 控制第一电磁阀的开关KA3切断进油口，同时PLC控制微动液位测量装置开 始测量，即由PLC控制步进电机M2转动，并带动丝杆20和丝杆螺母22作相对旋转运动，螺母上分别装有油液和水液位传感器，当传感器碰到油液和水液
位时会产生信号X2和X3经PLC记录时间差，并运算。通过第一分离器计量 罐16中水和油井产液的液位高度和时间差，及第一分离器计量罐16的下部空 间进行油井产量的计量，还可根据水液位和油井产液的液位差测出油井产液的 密度求得油井产液中水含水率。同时第二分离器储存罐5的出油管与出油管线 切断，进油口与进油管线导通，开始进油。当计量完成后，PLC控制电磁阀开 关KA5使第二电磁阀工作，第一分离器计量罐16的出油管与出油管线导通排 出油液，如此循环往复，实现分离压力排液、间断计量，解决低产气量油井的 排液难题，并且提高计量的精度。 本实用新型具有以下优点
1、 分离效果好第一分离器计量罐16和第二分离器储气罐5进口分别 采用切向分离管进液、使进液能够贴合分离器内壁均匀螺旋下滑，这样可使油 气分离又不至于液面波动过大，提高分离计量的稳定性。
2、 结构合理将原有的两只分离器分别装液位计的计量方法改为只有一 只装有液位计，另一只作为储气罐使用。这样即不影响量油效果，又降低了设 备成本。
3、 计量精度高、工人劳动强度低；第一分离器计量罐16底部装有一定 高度的清水，PLC控制顶部的微动液位测量装置，能够准确的测出采出液和水 液位高度和时间差，通过换算可知道油井产液量、产气量及产液密度和油井产 液中水的含水率。解决了现有设备无法测油井产液中含水率缺陷，取代人工取 样，提高了计量数据的准确性，降低了工人的劳动强度，便于油田实现集成控 制。本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的 启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落 入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种分离油气计量装置，包括第一分离器计量罐(16)，为可开启顶盖的圆柱形罐体，底部设有支架；第二分离器储存罐(5)，为封闭的圆柱形罐体，其底部设有支架，顶部设有排气管(2)；进油管(4)，设置在第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)的上部且两端分别与第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)的内腔连通，进油管(4)上设有进油手动或气动三通阀(3)；出油管，设置在第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)的底部且两端分别与第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)内腔连通，出油管上设有出油手动或气动三通阀(7)；气管(25)，设置在第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)的顶部且分别与第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)内腔连通，所述气管上设有手动或气动阀门和气体流量计(18)；设置在第一分离器计量罐(16)上用于测量第一分离器计量罐(16)内的液位高度的液位测量装置；其特征在于所述进油管(4)的内壁分别与第一分离器计量罐(16)和第二分离器储存罐(5)的内壁相切。
2、如权利要求l所述的分离油气计量装置，其特征在于所述液位测量装 置包括步进电机(19)，丝杆(20)、丝杆螺母(22)，油位传感器安装杆、水 位传感器安装杆和控制液位测量装置工作的PLC控制系统，油位传感器(21)和水位传感器(23)分别设置在油位传感器安装杆和水位传感器安装杆的下端， 所述步进电机(19)的输出端与丝杆(20)的顶端固定连接，丝杆螺母(22) 旋装在丝杆(20)上，油位传感器安装杆和水位传感器安装杆的上端分别固定 在丝杆螺母(22)上。
3、 如权利要求1所述的分离油气计量装置，其特征在于还包括加水装置， 包括液位计(14)和与第一分离器计量罐(16)下部内腔连通水管，所述水管 上设有注水口，液位计(14)和水管的下部设有排污阀和除砂器。
4、 如权利要求3所述的分离油气计量装置，其特征在于所述液位计(14) 上设有若干用于显示液位高度的容光管和控制液位的磁电开关。
5、 如权利要求4所述的分离油气计量装置，其特征在于还包括油水分割 管(24)，设置在第一分离器计量罐(16)内的底部。
6、 如权利要求1所述的分离油气计量装置，其特征在于所述排气管上设 有安全阀(1)。
7、 如权利要求2所述的分离油气计量装置，其特征在于所述PLC控制系 统包括PLC控制器，触摸屏和开关电源，所述开关电源的输出端分别连接PLC 控制器和触摸屏的电源输入端，PLC控制器的脉冲输出口与步进电机(19)的 输入端连接，触摸屏通过数据线与PLC控制器的串口连接，PLC控制器的各 输入端子分别连接油位传感器(21)、水位传感器(23)和磁电开关(13)的 信号输出端，PLC控制器的各输出端子分别连接控制进油管(4)上的进油三 通阀(3)的第一电磁阀和控制出油管上的出油三通阀(7)的第二电磁阀。
专利摘要本实用新型公开了一种油气分离三相计量装置。包括第一分离器计量罐、第二分离器储存罐、进油管、出油管、气管和设置在第一分离器计量罐上由PLC控制的用于测量第一分离器计量罐内液位高度的液位测量装置，进油管设置在第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的上部一侧，进油管的两端分别与第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的内腔连通且进油管的内壁分别与第一分离器计量罐和第二分离器储存罐的内壁相切。本实用新型，将原有的正向进油方式改为切向进油，且仅在一个分离器上设有液位测量装置，具有分离计量液面波动小，油井产液气液分离效果好，能够准确计量出油井产液的气量、液量、密度和油井产液含水率的功能，操作方便，计量精度高，工作可靠。
文档编号G01N1/38GK201297999SQ20082013635
公开日2009年8月26日 申请日期2008年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者余金海, 佳 史, 池爱文, 潘健康 申请人:余金海