一种三相计量装置的制作方法

本发明涉及油田设备技术领域，尤其涉及一种三相计量装置。

背景技术：

联合站是油田原油集输和处理的中枢。联合站设有输油、脱水、污水处理、注水、化验、变电、锅炉等生产装置，主要作用是通过对原油的处理，达到三脱(原油脱水、脱盐、脱硫；天然气脱水、脱油；污水脱油)、三回收(回收污油、污水、轻烃)、出四种合格产品(天然气、净化油、净化污水、轻烃)以及进行商品原油的外输。联合站是高温，高压，易燃，易爆的场所，是油田一级要害场所。

联合站中的油、气、水三相计量是油田生产管理中的一项重要工作，准确的计量对油井掌握油藏状况、制定生产方案具有重要的指导意义。在计量过程中，一般将气液混合物中的气体和液体两相分离，通过超声流量计计量气体的流量；分离出的液体通过质量流量计计量出液体的流量以及其中的油水比例，从而得到油、气、水三相的含量比例。

目前，各油田采用的两相分离方法主要是通过旋流分离装置，利用离心力的作用分离气体和液体，但该方法在实际使用过程中因为每口井，甚至同一口井不同时间的出液和出气情况都不同，甚至波动很大，因此，其往往不能达到预期效果；同时，在联合站内的气液混合物的流量特别大，往往需要不间断连续计量，现有设备无法满足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种气液分离更彻底且计量准确的三相计量装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种三相计量装置，包括多阀道转换组件及三相计量组件，所述多阀道转换组件包括工作腔、第一出口以及多个阀口，所述第一出口与所述三相计量组件的气液混合入口连通，所述阀口与所述工作腔连通并对应连接一口油井，所述工作腔内设置有转动管道，所述转动管道的一端与所述第一出口连通、另一端能够选择的与一个所述阀口连通。

其中，还包括控制仪，所述多阀道转换组件设置有电机以及多个阀门传感器，所述电机和所述阀门传感器均与所述控制仪电连接，所述电机与所述转动管道连接，所述控制仪控制所述电机转动，当所述转动管道转动到指定的所述阀口位置时，对应的所述阀门传感器向所述控制仪反馈信号，所述控制仪控制所述电机停止转动。

其中，所述三相计量组件包括气液分离罐，所述气液分离罐的上端设置有气液混合入口及气体出口、下端设置有液体出口，所述气液混合入口与所述第一出口连通，所述液体出口连接的管道上设置有泵，所述气液分离罐内设置有碰撞板，所述碰撞板设置有通孔；工作时，气液混合物与所述碰撞板碰撞并在降低压力的条件下实现气体与液体的分离。

其中，所述气体出口连接有第一管道，所述第一管道设置有超声流量计；所述液体出口连接有第二管道，所述第二管道依次设置有质量流量计和所述泵，所述多阀道转换组件还包括第二出口，所述第一管道与所述第二管道的末端连通后与所述第二出口连接的管道连通，所述控制仪分别与所述超声流量计、所述质量流量计和所述泵电连接。

其中，所述第一管道在末端与所述超声流量计之间设置有气体单向阀。

其中，所述第二管道在末端与所述泵之间设置有液体单向阀。

其中，所述第一管道在所述气体出口和所述超声流量计之间还设置有压力表。

其中，所述碰撞板倾斜设置于所述气液分离罐内，所述碰撞板与水平方向的夹角为25°-45°。

其中，所述气液分离罐内设置有液位检测装置，所述液位检测装置包括低液位检测组件和高液位检测组件，所述低液位检测组件和所述高液位检测组件均与所述控制仪电连接；当所述高液位检测组件检测到所述气液分离罐内的液位高于预设的最高液位时，所述控制仪控制所述泵工作；当所述低液位检测组件检测到所述气液分离罐内的液位低于预设的最低液位时，所述控制仪控制所述泵停止工作。

其中，所述液位检测装置还包括超高液位警报检测组件，所述超高液位检测组件与所述控制仪电连接，当所述超高液位警报检测组件检测到所述气液分离罐内的液位高于预设的超高液位时，所述控制仪控制所述泵工作。

有益效果：本发明提供了一种三相计量装置，包括多阀道转换组件及三相计量组件，所述多阀道转换组件包括工作腔、第一出口以及多个阀口，所述第一出口与所述三相计量组件的气液混合入口连通，所述阀口与所述工作腔连通并对应连接一口油井，所述工作腔内设置有转动管道，所述转动管道的一端与所述第一出口连通、另一端能够选择的与一个所述阀口连通。通过设置多阀道转换组件可以实现多油井的自动切换，从而使多口油井配备一台三相计量装置，不仅方便油井管理，而且节省了人力，减少资金浪费，提高经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的三相计量装置的原理图；

图2是本发明实施例1提供的三相计量装置的主视图；

图3是本发明实施例1提供的三相计量装置的俯视图；

图4是本发明实施例1提供的三相计量装置的左视图；

图5是本发明实施例1提供的三相计量装置的右视图。

其中：

1、气液分离罐；11、碰撞板；12、低液位检测组件；13、高液位检测组件；14、超高液位检测组件；

2、第一管道；21、超声流量计；22、气体单向阀；23、安全阀；24、压力表；

3、第二管道；31、泵；32、质量流量计；33、液体单向阀；34、电动阀；35、压差单向阀；

4、控制仪；

5、多阀道转换组件；51、第一出口；52、阀口；53、第二出口。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例提供了一种三相计量装置，包括多阀道转换组件5及三相计量组件，多阀道转换组件5包括工作腔、第一出口51以及多个阀口52，第一出口51与三相计量组件的气液混合入口连通，阀口52与工作腔连通并对应连接一口油井，工作腔内设置有转动管道，转动管道的一端与第一出口51连通、另一端能够选择的与一个阀口52连通。

使用时，工作腔内的转动管道转动，使其另一端与指定的阀口52连通，从而对对应阀口52连接的油井内的油气混合物进行油、气和水的三相计量，通过设置多阀道转换组件5可以实现多油井的自动切换，从而使多口油井配备一台三相计量装置，不仅方便油井管理，而且节省了人力，减少资金浪费，提高经济效益。

具体而言，本实施例中的三相计量装置还包括控制仪4，多阀道转换组件5设置有电机以及多个阀门传感器，电机和阀门传感器均与控制仪4电连接，电机与转动管道连接，控制仪4控制电机转动是之与指定的阀口52连通，当转动管道转动到指定的阀口52位置时，对应的阀门传感器向控制仪4反馈信号，控制仪4控制电机停止转动，从而对该阀口52对应的油井内的油气混合物进行油、气和水的三相计量。

多阀道转换组件5还包括第二出口53，第二出口53与工作腔连通，工作时，与转动管道连通的阀口52内的气液混合物进入三相计量组件，其他油井内的气液混合物进入工作腔后由第二出口53流出。

三相计量组件包括气液分离罐1，气液分离罐1的上端设置有气液混合入口及气体出口、下端设置有液体出口，气液混合入口与第一出口51通过管道连通，且管道上设置有开关阀，以方便开启或关闭；液体出口连接的管道上设置有泵31，气液分离罐1内设置有碰撞板11，碰撞板11设置有通孔；工作时，气液混合物与碰撞板11碰撞并在降低压力的条件下实现气体与液体的分离。

本实施例中的气液分离罐1通过碰撞和降低压力结合的方式实现气液分离，使气液分离的更彻底；且这种分离方式可以实现气体和液体的连续分离，可以适用于更广泛的流量范围，满足联合站内流量大且需要不间断连续计量的要求。

具体而言，开始工作后，通过泵31使气液分离罐1内的压力降低，当气液混合物由气液分离罐1的气液混合入口进入气液分离罐1内时，气液混合物撞击气液分离罐1内设置的碰撞板11，并在降低压力的条件下完成气液分离，分离后的气体通过气液分离罐1上端的气体出口排除，分离后的液体通过碰撞板11上的通孔流入气液分离罐1的底部。为更好的完成低压状态下的气液分离，碰撞板11可以倾斜一定角度，碰撞板11与水平方向的夹角可以为25°-45°，具体角度可以根据实际工作需要调整；碰撞板11上可以设置有多个通孔，以便于分离后的液体流入气液分离罐1的底部，但通孔占碰撞板11的面积不能过多，通孔的面积过大会减小气液混合物与碰撞板的接触面积，从而影响碰撞分离的效果。

气体出口连接有第一管道2，第一管道2依次设置有安全阀23、压力表24、超声流量计21及气体单向阀22；液体出口连接有第二管道3，第二管道3依次设置有质量流量计32、泵31、液体单向阀33及电动阀34，电动阀34和液体单向阀33还并联有压差单向阀35，压差单向阀35用于防止整个三相计量装置内的压力过大，第一管道2与第二管道3的末端连通后与第二出口53连接的管道连通，使得气液混合物汇聚排出，控制仪4分别与超声流量计21、质量流量计32和泵31电连接。

气液分离后，气体进入第一管道2内，并经过超声流量计21计量气体的流量后排除，超声流量计21经计算出的气体流量反馈至控制仪4；在第一管道2上设置压力表24可以方便工作人员观测第一气管内气体的压力，当压力过大时可以采取相应措施，避免出现事故；安全阀23作为三相计量装置的一种保护措施，当三相计量装置内压力过大不能满足低压分离的条件时，可以通过安全阀23释放压力，一方面保护装置安全运作，另一方面保证在降低压力的条件下分离，使气液分离更彻底；设置气体单向阀22可以防止气体在第一管道2内逆流，影响三相计量装置的正常工作。

气液分离后，液体进入气液分离罐1的底部，当液体的储量达到一定时，控制仪4启动泵31，使气液分离罐1内的液体进入第二管道3内，并经过质量流量计32计量流量以及油水比例，质量流量计32将计算出的参数反馈至控制仪4，以便后续分析油井油藏状况并制定生产方案，之后液体通过液体单向阀33与第一管道2中的气体汇合后一起排出，液体单向阀33可以防止液体逆流；压差单向阀35用于防止整个三相计量装置内的压力过大，当三相计量装置内的压力过大，使压差单向阀35两端的压力差满足开启条件时，液体可以通过压差单向阀35直接排出，从而降低三相计量装置内的压力，防止出现安全事故。

本实施例提供的气液分离罐1内还设置有液位检测装置，液位检测装置包括低液位检测组件12和高液位检测组件13，低液位检测组件12和高液位检测组件13均与控制仪4电连接；当高液位检测组件13检测到气液分离罐1内的液体的液位高于预先设定的最高液位时，表明液体具有一定的储量，可以满足连续计量要求，控制仪4控制泵31开始工作，使气液分离罐1内的液体进入第二管道3内；当低液位检测组件12检测到气液分离罐1内的液体的液位低于预先设定的最低液位时，控制仪4控制泵31停止工作。

为避免高液位检测组件13异常，无法检测液位高度是否超过预设的高液位，液位检测装置还可以包括超高液位检测组件14，超高液位检测组件14也与控制仪4电连接，当超高液位检测组件14检测到气液分离罐1内的液体的液位高于预设的超高液位时，表明高液位检测组件13异常，未及时向控制仪4反馈液位信号，此时控制仪4控制泵31工作，防止液位继续升高，避免发生事故。

本实施例中的液位检测装置中的低液位检测组件12、高液位检测组件13和超高液位检测组件14均可以为浮球液位计，结构简单、可靠。超高液位检测组件14还可以包括蜂鸣器和警示灯，当气液分离罐1内的液位高度达到超高液位时，蜂鸣器和警示灯工作，及时提醒工作人员处理，提高三相计量装置的安全性。

气液分离罐1的底部还设置有排污口，气液分离罐1内的杂质可以通过排污口排除，设置排污口还可以方便清洗气液分离罐1。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。