虹吸式石油单井计量装置及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油单井计量技术领域，特别公开一种虹吸式石油单井计量装置及其应用。
【背景技术】
[0002]单井计量是标准化、数字化油田建设中最关键的一项基础工作，是油藏数据值模拟动态分析油田生产运行的重要环节，对油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。
[0003]目前，国内各油田采用的油井产量计量方法主要有以下几种:水平高架罐量油；玻璃管量油；电极液位量油；功图法；液面恢复法；翻斗法。
[0004]水平高架罐量油法和玻璃管流量计，这两种计量方法比较原始，工人劳动强度大，准确度低，可靠性差。
[0005]正如大庆油田周少春指出的(周少春，低产井单井计量技术现状及对策，气田地面工程，2008 (08):57-58.)，液面恢复法和功图法计量也存在较多的问题。这两种计量方法需要大量的油井生产数据，难以作到计算机自动识别示功图，并且需要一些经验参数，具有较大的人为因素，造成计量误差较大，使用效果并不理想，传统的计量方法(包括电极液位量油)所得到的产液量，无论是使用分离器常数换算还是差压液位换算，最终还是测量出的液体体积，通过密度折算出来的产液量，由于其密度的差异性，因而所得到的产液量必然存在一定的误差。
[0006]翻斗式计量存在结构上的缺陷，长期工作稳定性大大降低，例如专利CN201000350Y公开的改进型的双翻斗单井计量仪也存在该问题。
[0007]在胜利油田使用的单井产量计量系统(王建强，刘宗恩，何俊海，黄少华，周巍，胜利油田单井产量计量系统，油气田地面工程[J]，2011(08):67.)由机柜、电磁阀、计量罐(由缸体及活塞等组成)、管线、控制开关、电子称、氮气瓶、压力传感器和控制系统等组成。控制系统控制电磁阀的开启或关闭使产液进入或排出计量罐，同时采集记录电子称的读数的变化及计量时间，得到产量数值。在需要计量时可以方便地将单井产量计量系统接入；计量完成后可直接将系统与采油管路脱开。其在一定程度上满足油井产量计量的需要，但是其采用电控系统控制，其部件较多且结构复杂，且容易产生安全事故。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种虹吸式石油单井计量装置，其利用虹吸原理实现排油，整个过程全属物理结构的机械运动，不借助电力控制，且虹吸时间不超过30秒，保证了石油单井计量的精度以及安全性。
[0009]本发明的又一目的在于提供一种虹吸式石油单井计量装置在间歇性、低产量油井的液量产量计量中的应用。
[0010]本发明提供一种虹吸式石油单井计量装置，适用于间歇性、低产量油井的液量产量计量，包括
[0011]上缸体，用于石油的液量取样和储存，与石油输送管道连接；
[0012]下缸体，位于上缸体的下方；
[0013]浮球阀，设于上缸体和下缸体间，处于开度状态时，供上缸体的石油流入下缸体；
[0014]溢流管，一端置于上缸体内，一端连接于下缸体内部；以及
[0015]虹吸管，一端置于下缸体内，另一端置于虹吸式石油单井计量装置的外部。
[0016]初始阶段，阀门在重力作用下，处于关闭状态；石油首先从输送管道进入上缸体，进行液量取样和储存；当液量达到上缸体内溢流管的溢流管高度后，石油开始流入下缸体；随着下缸体液位升高，浮球阀受到的浮力逐渐增大，当液位达到一定高度(比如说，U型虹吸管弯头的下沿)，浮球阀受到的浮力大于浮球阀组重力与上缸体石油液压的重力之和，浮球阀开始上移，阀门逐渐被打开；上缸体的石油快速注入下缸体，使下缸体的液面猛然增高；达到虹吸条件，形成虹吸，将上缸体与下缸体的石油迅速排出(虹吸原理)；随着石油的排放，浮球阀组逐渐下移，回到初始阶段。整个过程全属物理结构运动，不借助电力控制，虹吸时间不超过20秒，计量的精度以及安全性得到保证。
[0017]较佳的，为避免在浮球阀出现故障时，无限量地充入石油而未能及时发现，甚至带来缸体压爆的危险，上缸体内还设有应急溢流管，一端置于上缸体内，另一端与虹吸式石油单井计量装置的外部连接；其溢流高度高于所述溢流管的溢流高度。
[0018]较佳的，所述的浮球阀包括浮球、连杆和设于上缸体与下缸体之间的阀门；其中，
[0019]浮球设于下缸体内，在石油浮力的作用下向上运动；
[0020]连杆分别与浮球、阀门连接，浮球向上运动带动连杆向上运动而打开阀门的开度。
[0021]较佳的，所述的阀门包括位于上缸体与下缸体间连接处的燕尾槽，以及与燕尾槽匹配的倒梯形阀块，所述阀块与连杆相连接。
[0022]较佳的，下缸体的底部设有下凹槽，所述虹吸管的短壁端的下缘置于所述的凹槽内。
[0023]较佳的，所述石油输送管道从底部向上进入上缸体，所述溢流管的溢流高度小于石油输送管入口的高度，所述应急溢流管的溢流高度不高于石油输送管入口的高度。
[0024]优选的，所述应急溢流管的溢流高度与石油输送管入口的高度相等。
[0025]较佳的，所述虹吸式石油单井计量装置还包括放空阀，设置于贯通上缸体和下缸体的管道上，用于排空其内部存储的石油液体。当设备停用时，可借助此放空阀开关连通该设备的内外，以保证设备内的液体安全排出，确保设备正常的工作循环及停用期间的设备安全。
[0026]当然，所述石油输送管道还可以从顶部向上进入上缸体，对应的，应急溢流管的溢流高度依据需要设置。
[0027]用于液量取样和储存的上缸体可以为一个，可以为多个，可结合储液量的需要及缸体体积的大小来设置，也即:上缸体包括多个用于液量取样和储存的缸体，对应的，在多个液量取样和储存缸体之间设置对应根数的溢流管。
[0028]比如说，所述上缸体为两个，包括第一缸体和第二缸体，第一缸体通过第一溢流管与第二缸体连接，第二缸体通过第二溢流管与下缸体连接。
[0029]本发明提供上述虹吸式石油单井计量装置在间歇性、低产量油井开采的液量产量计量中的应用。
[0030]本发明的有益效果有:
[0031]该石油单井计量装置利用虹吸原理实现排油，整个过程全属物理结构的机械运动，不借助电力控制，且虹吸时间不超过30秒，保证了石油单井计量的精度以及安全性，特别适用于间歇性、低产量油井的液量产量计量。
[0032]下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【附图说明】
[0033]图1为实施例1的虹吸式石油单井计量装置的结构示意图。
[0034]图2为实施例1的虹吸式石油单井计量装置浮球阀的结构示意图。
[0035]图3为实施例2的虹吸式石油单井计量装置的结构示意图。
[0036]图中，1-上缸体，2-石油输送管道，3-下缸体，4-浮球阀，5-溢流管，6_虹吸管，7-应急溢流管，8-放空阀；11-第一缸体，12-第二缸体，31-下凹槽，41-浮球组，42-连杆，43-阀门，51-第一溢流管，52第二溢流管；431_燕尾槽，432-倒梯形阀块。
【具体实施方式】
[0037]通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。
[0038]实施例1
[0039]请结合参看附图1和2，本实施例的虹吸式石油单井计量装置，适用于间歇性、低产量油井的液量产量计量，包括
[0040]上缸体1，用于石油的液量取样和储存，与石油输送管道2连接；
[0041]下缸体3，位于上缸体I下方；
[0042]浮球阀4，设于上缸体I和下缸体3间，处于开度状态时，供上缸体I的石油流入下缸体3内；
[0043]溢流管5，一端置于上缸体I内，一端连接于下缸体3内部；以及
[0044]虹吸管6，一端置于下缸体3内，另一端置于虹吸式石油单井计量装置的外部；以及
[0045]应急溢流管7，设于上缸体I内部，其一端置于上缸体I内，另一端与虹吸式石油单井计量装置的外部连接；其溢流高度高于溢流管5的溢流高度，可避免在浮球阀4出现故障时，无限量地充入石油而未能及时发现，甚至带来缸体压爆的危险；以及
[0046]放空阀8，设置于与上缸体I和下缸体3贯通的管道上，用于用于排空其内部存储的石油液体；即:当设备停用时，可借助此放空阀开关连通该设备的内外，以保证设备内的液体安全排出，确保设备正常的工作循环及停用期间