一种实时测量集气站产液中油水比的装置、污水罐及方法与流程

本发明属于油水比测量技术领域，具体涉及一种实时测量集气站产液中油水比的装置、污水罐及方法，以掌握集气站所属区块生产动态。

背景技术：

气井产出天然气中含有凝析油和水等液体，气液混合流体通过采气管道输送至集气站进行初步处理，集气站采用分离器对气液混合流体进行气液分离，分离后液体通过排污管线进入污水罐储存，采用罐车定期拉运至污水处理厂进行凝析油回收及污水处理。为开展气井生产动态分析，需要掌握集气站产液数据，集气站主要通过安装在污水罐的磁致伸缩液位计实时测量产液量，但只能测量总液量，无法知道产液中油和水的占比。同时因凝析油具有较好的市场价值，凝析油产量只能通过污水处理厂回收量进行计算，在污水拉运途中易导致凝析油损失，因此需要提出一种能够实时测量凝析油产量及油水比装置和方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种实时测量集气站产液中油水比的装置、污水罐及方法，通过在污水罐中安装两个拥有不同密度浮球的液位计来实现总液位和水液位高度测量，从而实现凝析油产量及油水比实时测量。

为达到上述目的，本发明所述一种实时测量集气站产液中油水比的装置，包括第一液位计、第二液位计和上位机，所述第一液位计、第二液位计安装在盛放产液的容器中，且输出端和上位机连接；所述第一液位计的浮球密度小于凝析油密度，用于测量污水罐总液位高度h，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；所述第二液位计的浮球密度介于水和凝析油密度之间，用于测量污水罐中水层的液位高度hs，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；所述上位机用于根据污水罐总液位高度h和水层的液位高度hs计算凝析油层液位高度hy，并根据凝析油层液位高度hy实时计算出油水比和凝析油产量。

进一步的，第一液位计和第二液位计均为磁致伸缩液位计。

一种可实时测量集气站产液中油水比的污水罐，包括罐体、第一液位计、第二液位计和上位机，所述第一液位计和第二液位计均安装在罐体中，所述第一液位计、第二液位计的输出端和上位机的输入端连接，所述第一液位计用于测量污水罐总液位高度h，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；所述第二液位计用于测量污水罐中水层的液位高度hs，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；所述上位机用于根据污水罐总液位高度h和水层的液位高度hs计算凝析油层液位高度hy，并根据凝析油层液位高度hy实时计算出油水比和凝析油产量。

进一步的，上位机为单片机。

进一步的，罐体外安装有报警器，所述报警器由上位机控制，当上位机判断出罐体内的总液位高度超过罐体的最大允许值时，控制报警器报警。

进一步的，报警器为声光报警器。

进一步的，罐体内设有电加热器。

进一步的，内壁涂有防油涂层。

一种实时测量集气站产液中油水比的方法，包括以下步骤：

步骤1、在盛放产液的容器中安装第一液位计和第二液位计，用第一液位计测量盛放产液的容器总液位高度h；用第二液位计测量盛放产液的容器中水层的液位高度hs；

步骤2、根据第一液位计和第二液位计测量得到的盛放产液的容器总液位高度h和盛放产液的容器中水层的液位高度hs，实时计算出凝析油层液位高度hy，hy＝h-hs；

步骤3、结合盛放产液的容器的底面积S，实时计算出油水比A＝hy/hs，凝析油产量M，M＝Shyρ油；其中，ρ油为凝析油的密度。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

利用油水分层特性，通过在污水罐中安装两个拥有不同密度浮球的液位计，以测量总液位和水液位高度，进而计算凝析油产量及油水比，实现油水比的实时测量，结构简单、成本较低，便于实现。

进一步的，第一液位计和第二液位计均为磁致伸缩液位计，其可靠性强、精度高、安全性好、易于安装和维护简单，且磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号，便于微机对信号进行处理，容易实现联网工作，提高整个测量系统的自动化程度。

一种可实时测量集气站产液中油水比的污水罐，具有上述的实时测量集气站产液中油水比的装置，可对其中的产液中油水比进行实时测量，进而避免在污水拉运途中易导致凝析油损失。

进一步的，罐体外安装有报警器，所述报警器由上位机控制，当上位机判断出罐体内的总液位高度超过罐体的最大允许值时，控制报警器报警，防止液体不会溢出罐外。

进一步的，报警器为声光报警器，从两个方面刺激工作人员感官，提高警示效果。

进一步的，罐体内设有电加热器，需要快速检测时，可打开加热器使凝析油和水保持在一定温度，快速分离，达到了快速检测的目的。

进一步的，内壁涂有防油涂层，在转运过程中，污水罐中无残留原油，一方面可节约凝析油，另一方面实现污水罐的免洗功能，节约人力和水资源。

一种实时测量集气站产液中油水比的方法，利用油水分层特性，分别测量得到油的高度和水的高度，并传递至上位机，由上位机根据实时测量的两个高度及时计算得到油水比，操作简便。

附图说明

图1为污水罐液位示意图。

附图中：1-污水罐；2-第一磁致伸缩液位计、3-第二磁致伸缩液位计；4-凝析油层；5-水层；h-污水罐总液位高度；hy-污水罐凝析油层液位高度；hs-污水罐中水层高度。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于凝析油密度比水密度小，且两者不互溶，因此集气站产液进入污水罐后会进行分层，凝析油层4在上层，水层5在下层。

参照图1，一种实时测量集气站产液中油水比的方法，包括以下步骤：

步骤1、在污水罐中安装第一磁致伸缩液位计2和第二磁致伸缩液位计3，并将测量信号实时传输至集气站监控系统，其中第一磁致伸缩液位计2的浮球密度小于凝析油密度，可以测量污水罐总液位高度h；第二磁致伸缩液位计3的浮球密度介于水和凝析油密度之间，测量污水罐中水层5的液位高度hs；

步骤2、根据第一磁致伸缩液位计2和第二磁致伸缩液位计3实时传输至监控中心计算机的污水罐总液位高度h和污水罐中水层5的液位高度hs，实时计算出凝析油层液位高度为hy＝h-hs；

步骤3、结合污水罐半径r，利用计算机可实时计算出油水比A＝hy/hs，凝析油产量M，M＝2πr²hyρ油；其中，ρ油为凝析油的密度。

一种实时测量集气站产液中油水比的装置，包括第一磁致伸缩液位计2、第二磁致伸缩液位计3和上位机，上位机可以是单片机、计算机或者其他具有计算功能的装置，第一磁致伸缩液位计2和第二磁致伸缩液位计3的输出端和上位机通讯连接。第一磁致伸缩液位计2、第二磁致伸缩液位计3安装在盛放产液的容器中，第一磁致伸缩液位计2的浮球密度小于凝析油密度，用于测量污水罐总液位高度h，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；第二磁致伸缩液位计3的浮球密度介于水和凝析油密度之间，用于测量污水罐中水层5的液位高度hs，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；上位机用于根据污水罐总液位高度h和水层5的液位高度hs计算凝析油层液位高度hy，hy＝h-hs；并根据凝析油层液位高度hy实时计算出油水比A＝hy/hs，凝析油产量M，M＝2πr²hyρ油。

一种可实时测量油水比的污水罐，包括罐体、第一磁致伸缩液位计2、第二磁致伸缩液位计3、报警器、上位机和显示器，第一磁致伸缩液位计2和第二磁致伸缩液位计3安装在罐体中，报警器、上位机和显示器位于污水罐外，第一磁致伸缩液位计2和第二磁致伸缩液位计3的输出端和上位机连接。第一磁致伸缩液位计2的浮球密度小于凝析油密度，用于测量污水罐总液位高度h，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机，上位机根据测量得到的污水罐总液位高度h，判断污水罐总液位高度是否达到污水罐液位的最大允许值，若大于污水罐液位的最大允许值，则向报警器发出信号，使报警器示警，所述报警器为声光报警器，防止液体不会溢出罐外；第二磁致伸缩液位计3的浮球密度介于水和凝析油密度之间，用于测量污水罐中水层5的液位高度hs，并将测量得到的污水罐总液位高度h传递至上位机；上位机用于根据污水罐总液位高度h和水层5的液位高度hs计算凝析油层液位高度hy、凝析油产量M和油水比A，并将计算得到的凝析油层液位高度hy、凝析油产量M和油水比A传递至显示器，其中：hy＝h-hs；M＝2πr²hyρ油，比A＝hy/hs。优选的，罐体内设有电加热器，需要快速检测时，可打开加热器使凝析油和水保持在一定温度，快速分离，达到了快速检测的目的。

优选的，罐体内壁涂有防油涂层，如聚四氟乙烯涂层，在转运过程中，污水罐中无残留原油，一方面可节约凝析油，另一方面实现污水罐的免洗功能，节约人力和水资源。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。