专利名称：一种车载式油气田地面测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于油气田地面测试、分离、计量、数据采集的车载式地面测试系统。
背景技术：
在油气田测试求产过程中，需要对所开采地层的油藏性质做出精确的测试分析， 以此来选择合适的钻井与开采工艺，或者据此评估油藏的开采价值；在油气田油气井测试过程中，需要实时地对油气井各种主要参数进行采集，以获得不同工况条件下的主要生产数据，进而确定油气井的生产工艺。测试分离器的主要作用就是对油气井产出物进行油气水的分离、计量，并录取油气井求产过程中的各种数据，其中包括各油层的油、气、水的产量，油水介质的物性数据，以及温度、压力等各种详细数据，为生产工艺提供可靠依据。目前国内外的油气田地面测试装备大多采用各功能单元分立成橇，各单元在现场使用时须即时安装，需大量的连接件及附属设施，需要大量的前期物料准备工作，现场安装配套工作量很大，油气井测试服务具有机动性和临时性的特点，当某一口油气井的测试服务完毕后，又必须花费大量的时间、物力、财力等成本拆卸装备，动迁工作量非常大，因此通用的地面测试装备在油气田测试服务中就显得复杂而费时费力，大大影响了地面测试装备的使用效率，特别是在国内外陆上油气田和环境恶劣的沙漠地区油气田更是如此，要求更尚ο目前国内外已有的专利和技术仅可提供单一功能的固定或移动式的分离、计量设备，而且大多应用于油气田油气井正式生产阶段的服务，目前还没有采用移动式地面测试系统的整体设计，仅能实现某一单一功能的车载，没有完全实现全套油气田地面测试装备的机动性，能够应用于油气田开发前期油气井测试求产服务阶段的整套移动式油气田地面测试技术和设计成果在国内外均属空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载式油气田地面测试系统，为填补上述技术空白，解决通用的地面测试装备在油气田求产测试服务中，因复杂而费时费力，而大大影响了地面测试装备的使用效率等技术问题。一种车载式油气田地面测试系统，该系统由多个移动车载橇装系统组成，拖车内各功能单元之间采用高压法兰连接，拖车间的外部接口均采用由壬连接。所述的一种车载式油气田地面测试系统，按照工艺流程顺序，该系统主要设备功能单元包括含ESD控制面板的地面安全阀、上游数据头、化学注入泵、油嘴管汇、下游数据头和间接加热炉或蒸汽热交换器、三相或两相测试分离器、缓冲罐或计量罐、原油传输泵。所述的一种车载式油气田地面测试系统，该系统包括柴油发电机单元、空气压缩机单元、数据采集系统、化验室及配套仪器、数采房和发电机房等辅助系统功能单元。所述的一种车载式油气田地面测试系统，主要功能单元采用防撞框架结构单独成橇；外部采用由任连接。所述的一种车载式油气田地面测试系统，系统中主要设备功能单元和辅助系统功能单元与拖车采用整体化结构设计，系统所需的高压直管采用挂钩式带锁死装置的固定装置固定；在拖车底橇上橇面设置污水或雨水收集系统，拖车底橇设置收集箱。所述的一种车载式油气田地面测试系统，所述测试分离器内部设有入口消能构件、多组填料、稳流装置、隔板、防涡器、捕雾器以及冲砂装置等内构件，分离器进口、油、气、 水路出口可以相互旁通。所述的一种车载式油气田地面测试系统，所述的数据采集系统具有监测、系统维护、事件日志、HMI人机交互、自动报警、报表输出、天然气计量、数据备份与恢复、掉电保护、 远程通信等功能模块。本发明的积极效果车载式地面测试系统首次引入了整体设计的概念，即实现一整套地面测试装备的可移动性。它是将地面测试设备的各主要功能单元按照科学的工艺流程顺序，合理划分成不同的生产组群组建成车，并与拖车一体化安装调试，组成车载模块， 设计中充分利用车辆底橇上下空间，将地面测试系统所需的管线、弯头、工具、备件以及所需的燃料油箱全部上车。主要功能单元与拖车采用整体化结构设计，或主要功能单元采用防撞框架结构单独成橇，所有货物工厂预制、组装成橇、整体测试，拖车内各功能单元之间通过高压法兰实现可靠的连接，拖车的外部接口均采用便捷的由壬连接，以实现整套测试系统快速安装和连接，方便运输和装卸、又能够较好对设备进行防护，大大降低测试服务动迁工作量和现场系统连接工作量，节省大量的成本，尤其适用于国内外陆上油气田和沙漠地区油气田的地面测试。
图1是本发明的车载式油气田地面测试装备的流程图。图2是本发明的车载式油气田地面测试装备的1#车平面布置图。图3是本发明的车载式油气田地面测试装备的3#车平面布置图。图4是本发明的车载式油气田地面测试装备的2#车平面布置图。图5是本发明的车载式油气田地面测试装备中测试分离器模块的设备结构图。图中编号1 柴油箱，2 地面安全阀，3 化学注入泵，4 :ESD控制面板，5 截流管汇&数据头，6 间接加热炉，7 柴油发电机，8 空气压缩机，9 配电箱，10 数据采集房，11 数据采集系统，12 化学试验室，13 传输泵，14 卧式缓冲罐，15 测试分离器，16 发电机房，17 实验及数采房；21 进口消能挡板，22 进口弯头，23 进口法兰，24 设备壳体，25 安全阀口，26 爆破片口，27 压力表口，28 丝网捕雾器，29 排气口，30 油挡板，31 油出口(防涡器)，32 放空口，33 固定鞍座，34 水出口，35 稳流器，36 水室放空口，37 滑动鞍座，38 喷砂口。
具体实施例方式本发明根据测试方案选用不同规格的油嘴，通过对流体流量、温度、压力的控制并借助测试分离器将流体各相(油、气、水)分离并分别精确计量，最终求得该规格油嘴状态下油、气、水的产量。该系统是石油勘探开发过程中对油藏进行综合评价的工具和手段。
该系统由2 4 个独立的车载模块组成。主要包括地面安全阀(含ESD控制面板)、 上游管线、上游数据头、化学注入泵、油嘴管汇、下游数据头、下油管线、间接加热炉(或蒸汽热交换器)、测试分离器(三相或两相)、缓冲罐(立式或卧式)或计量罐、原油传输泵、数据采集系统、化验设施、柴油发电机、空气压缩机、数采房和发电机房等17个功能单元，各功能单元按照科学的工艺流程顺序，合理划分不同的生产组群组建成车，车上各主要功能单元与车辆整体设计，或主要功能单元独立成橇，拖车内部各功能单元之间采用法兰连接， 整车外部接口均采用由壬连接。可根据不同的油藏条件对上述各单元设备进行组合，以满足不同油气田现场地面测试服务的要求。下面结合附图进一步说明本发明的应用实例，但是本发明不局限于以下应用实例范围。本发明的车载式油气田地面测试系统的各功能单元的连接及工作原理参见图1。本实例车载式地面测试装备采用三车配置Is车参见图2 包括地面安全阀2 (含ESD控制面板4)、化学注入泵3、数据头及油嘴管汇5 (含工具箱)、间接加热炉6共六个功能单元，按照工艺流程顺序，相互连接，可靠固定安装在拖车底橇上。各功能单元合理布局，科学分布载荷，6个功能单元与拖车采用整体设计，整车外部接口均为由壬连接，内部各功能单元之间采用法兰连接。拖车设置4点可靠的机械式可调支撑；2#车参见图3 包括三相测试分离器15、卧式缓冲罐14、立式多级离心传输泵13共三个功能单元。按照工艺流程顺序，相互连接，可靠固定安装在拖车底橇上。各功能单元合理布局，科学分布载荷，3个功能单元与拖车采用整体设计。整车所有外部接口均为由壬连接，内部各功能单元之间采用法兰连接。卧式三相测试分离器15的结构参见图5，它为一个具有标准椭圆封头和鞍座支撑的卧式钢制压力容器，分离器内部设置DK型入口消能构件 21、TP型多组填料、稳流装置35、隔板30、防涡器31和捕雾器28以及冲砂装置37等，卧式三相测试分离器配有完整的管汇系统，便于操作；进口、油、气、水路出口可以互相旁通；三相测试分离器安装压力、油气界面和油水界面控制器和控制阀；油路、水路设玻璃观察窗， 并配备有油收缩率测定装置。3#车参见图4 包括柴油发电机单元7、柴油箱1、空压机单元8、数据采集系统11、 化学实验仪器12、柴油发电机+空压机房16、数据采集+化学实验房17共七个功能单元。 柴油发电机&空压机房16 (集装箱式)和数据采集&化学实验房17 (集装箱式)直接上车。 各功能单元合理布局，利用绞件将设备可靠固定在拖车底橇上。本车包含两个标准集装箱。 每个集装箱分为两间，发电机房的一间安装一台柴油发电机7和两台空气压缩机8，另一间安装配电箱9及冷暖空调，整个发电机房采用降噪结构；数采房的其中一间作为数据采集房10，另外一间作为化学实验室12，在数采房内设置数据采集系统，并配备冷暖空调及相关设施；化学实验室内配备必备的化学实验仪器，操作台及工具橱等；拖车设置点可靠的机械式可调支撑，拖车两侧和尾部设置折叠式操作通道和护栏，并设置可拆卸式梯在拖车前部设置限高杆；设计实例中充分利用拖车上、下空间，工具箱以及高压直管下挂在拖车底橇的下部，管线采用挂钩式带锁死装置的固定装置可靠固定。在拖车底橇上橇面设置污水或雨水收集系统，在拖车的底橇下合理设置收集箱，以方便污水或雨水收集和排放。整套车载式地面测试装备设置可拆卸式风向标固定装置2 4个；整套车载式地面测试装备可拆卸式照明设施固定装置4 8个；每辆车设置静电接地装置，采用统一的地线接地，保证接地良好；人员通道采用防滑钢板；车辆布局面向井口，按照安全距离的要求，将三辆车(1#、3#、2#)车头对着井口方向，三辆车从右向左的顺序依次摆放。即3#发电机和数采房车放在1#加热炉车和2#分离器车之间，1#加热炉车出口和2#分离器车的入口相对设置，方便连接。2#分离器车的气出口、油出口、水出口、排污出口、安全阀放空出口在2#分离器车的另一侧面设置。 采用的数据采集系统可实现以下功能1、监测监测工艺流程中各阶段的压力、温度、天然气流量、原油流量、水流量等数据，或根据用户需求增加采集点；2、系统安全采用分级登录的安全机制，不同等级的用户拥有不同的浏览或操作权限；3、系统维护所有的控制设备具有自诊断功能，可以及时显示故障信息和运行状态，并根据故障情况给出处理建议；4、系统自定义功能所有通道包括数字量、模拟量的量程、工程单位、报警上下限、 数据扫描时间均可由管理员自行定义，以适应不同传感器和设备的使用；5、事件日志系统所发的所有自动或手动操作都会被记录下来，以便查询；6、系统界面HMI人机交互界面；7、报警同时显示整个系统的实时报警和历史报警记录，所有的报警都将自动记录入报警数据库，供日后查询，所有报警点的报警上下限和优先级均可手动设定；8、超级趋势所有的检测点和控制点的数据都具有超级趋势，包括实时趋势和历史趋势，用户可以自己定义趋势曲线的条数和显示样式，包括2维、3维、缩放、拖动、打印、 输出为图形的功能，所有的趋势数据都将自动记录入趋势数据库，供日后查询；9、报表系统包括事件日志、报警日志、运行报表等，用户可以自行定义报表的格式和内容，数据报表可打印成PDF文档；10、天然气计量模块多种国际通用计算方法供用户选择，流量计算包括了天然气的瞬时流量、累计流量、体积流量、质量流量等众多数值的计算，并具有数据回滚与自动补充功能；11、据备份与恢复系统具有强大数据备份和恢复功能，用户可以随时备份数据或这从已备份的数据中恢复数据。12、参数设定可设定天然气孔板流量计系列参数，并可将设定参数文件中的数据上载到控制器中，将在界面中设定完毕的参数上载至计算机参数文件，操作灵活方便，上载设定各运行参数的高低报警值。13、掉电保护可在掉电后，保存重要参数设定值，在下次上电时，自动运行控制方案及操作界面。14、通信可采用多种通信方式，实现数据、多画面超远程传输、处理。
权利要求
1.一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于，该系统由多个移动车载橇装系统组成，拖车内各功能单元之间采用高压法兰连接，拖车间的外部接口均采用由壬连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于，按照工艺流程顺序，该系统主要设备功能单元包括含ESD控制面板的地面安全阀、上游数据头、化学注入泵、油嘴管汇、下游数据头和间接加热炉或蒸汽热交换器、三相或两相测试分离器、缓冲罐或计量罐、原油传输泵。
3.根据权利要求1所述的一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于，该系统包括 柴油发电机单元、空气压缩机单元、数据采集系统、化验室及配套仪器、数采房和发电机房等辅助系统功能单元。
4.根据权利要求2所述的一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于，主要功能单元采用防撞框架结构单独成橇；外部采用由任连接。
5.根据权利要求2或3所述的一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于系统中主要设备功能单元和辅助系统功能单元与拖车采用整体化结构设计，系统所需的高压直管采用挂钩式带锁死装置的固定装置固定；在拖车底橇上橇面设置污水或雨水收集系统，拖车底橇设置收集箱。
6.根据权利要求2所述的一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于，所述测试分离器内部设有入口消能构件、多组填料、稳流装置、隔板、防涡器、捕雾器以及冲砂装置等内构件，分离器进口、油、气、水路出口可以相互旁通。
7.根据权利要求3所述的一种车载式油气田地面测试系统，其特征在于所述的数据采集系统具有监测、系统维护、事件日志、HMI人机交互、自动报警、报表输出、天然气计量、 数据备份与恢复、掉电保护、远程通信等功能模块。
全文摘要
本发明公开了一种新型车载式油气田地面测试系统，该系统由多个独立的车载模块组成。主要包括地面安全阀、上游管线、上游数据头、化学注入泵、油嘴管汇、下游数据头、下油管线、间接加热炉(或蒸汽热交换器)、测试分离器、缓冲罐或计量罐、原油传输泵、数据采集系统、化验设施、柴油发电机、空气压缩机、数采房和发电机房等17个功能单元。车上各主要功能单元与车辆整体设计，或主要功能单元独立成橇，拖车内部各功能单元之间采用法兰连接，整车外部接口均采用由壬连接。本发明较通用的地面测试装备更具灵活性和实用性，可广泛用于陆上油气田地面测试，大大降低测试服务的动迁工作量，节省大量的成本，尤其适用于国内外沙漠地区油气田的地面测试。
文档编号E21B49/00GK102373921SQ20101027306
公开日2012年3月14日 申请日期2010年9月6日 优先权日2010年8月19日
发明者富饶, 王毅刚, 肖荣, 黄松 申请人:华油惠博普科技股份有限公司