一种耐低温的高精度原油单井计量系统的制作方法

本发明属于石油计量设备技术领域，尤其涉及一种耐低温且能精确计量的原油单井计量系统。

背景技术：

随着资源的逐渐的枯竭，原油开采得到了越来越高的重视，原油单井的中测量系统是整个开采的系统一个重要组成部分，保证测量系统的稳定和精确，对整个实现整个开采系统的精确化管理有重要意义。翻斗计量是最常用的一种方式，翻斗计量是在计量罐中装两个小型翻斗，井口来液先进入其中一个翻斗，当翻斗内液体达到设定重量时翻斗翻转，然后来液进第二个翻斗，依次循环，翻斗每翻转一次记数器记一次数，实现单井产液计量。其优点是装置小、原理简单、操作方便，但是采用翻斗车测量，气体直接放空不能计量，同时原油的成分十分复杂，且原油的物理特性与温度关系密切，在气温较低时，翻斗装置在冬季容易出现原油凝结挂壁现象，造成计量的不准确，且实际的计量环境十分恶劣，翻斗机构容易被腐蚀损坏，修理起来费时费力，容易耽误生产。

技术实现要素：

为了克服现有原油单井中测量系统低温下精度不高，稳定性不好且修理不易的不足，本发明提供一种耐低温的高精度原油单井计量系统，该一种耐低温的高精度原油单井计量系统不仅在低温下计量精度高，稳定性好。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：一种耐低温的高精度原油单井计量系统，包括控制模块和计量装置本体，所述控制模块包括单片机、数据采集芯片、数据储存器和控制器，所述数据采集芯片连接于单片机，所述数据储存器连接于单片机，所述控制器连接于单片机；

所述计量装置本体包括进油管道、外壳、若干计量罐、出油管道和出气管道，所述外壳上设有保温层，所述外壳内壁上设有电阻丝1，所述电阻丝1与控制器相连，所述外壳内壁上还设有温度传感器，所述温度传感器与数据采集芯片相连；所述计量罐均设于所述外壳内部，所述进油管道设于所述计量罐一侧的上部，所述进油管道与所述计量罐相连处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出油管道设于所述计量罐下部，所述出油管道与所述计量罐相连处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出气管道设于所述两个计量罐一侧上部，所述出气管道设于所述计量罐连接处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出气管道上设有气体流量计，所述气体流量计与数据采集芯片相连；

所述计量罐结构均相同，所述计量罐为圆柱体，所述计量罐内上部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与控制器相连，所述电动伸缩杆下部设有圆形活塞，所述活塞直径与计量罐内径相同，所述活塞下部边缘为环状凸起，所述活塞内设有电阻丝2，所述电阻丝2以螺旋形设于活塞边缘处，所述电阻丝2与控制器相连，所述活塞内还设有石蜡，所述计量罐内一侧上部设有出气口，所述出气口与出气管道相连，所述出气口与出气管道连接处设有除雾器，所述计量罐内一侧上部设有进油口，所述进油口与进油管道相连，所述进油口下部设有液位感应器，所述液位感应器与数据采集芯片相连，所述计量罐内下部设有出油口，所述出油口与出油管道相连，所述计量罐下部还设有超声波发射器，所述超声波发射器与控制器相连，所述计量罐下部还设有质量感应器，所述质量感应器与数据采集芯片相连。

控制系统中数据采集芯片用于采集温度传感器、气体流量计和质量感应器的数据，数据储存器用于储存数据采集芯片采集到的数据和控制程序，所述控制程序包括计量罐内原油达到设定液位要进行的操作，以及外壳内温度最小临界值和达到临界值要进行的操作。

工作时，往其中一个计量罐内注入原油，当计量罐内原油液位达到液位感应器位置时，关闭其进油口和出气口的电磁阀，数据采集芯片得到原油体积和质量数据，以及气体的体积数据反馈给单片机，单片机将数据存入数据储存器，再打开出油口的电磁阀排出原油，同时打开超声波发射器，发出超声波，使原油振动，以便更好地排出，电动伸缩杆控制活塞下压，将挂壁的原油挤出，同时往另一个计量罐内注入原油，如此反复。

当外壳温度低于预设温度时，数据采集芯片通过温度传感器采集到，反馈给单片机，单片机通过控制器使电阻丝1和电阻丝2发热，使外壳内温度上升到预设的温度，降低石油的粘性，减少原油挂壁，以及方便活塞下压挤出挂壁的原油。

活塞内的石蜡相变，能起到储存热量的作用，可使活塞维持较高温度，使活塞下降时挤出挂壁的原油更容易，活塞底部的环状凸起，不仅能进一步的帮助挤出挂壁的原油，还能减小活塞磨损。

本发明的有益效果：通过多种手段，保证在低温下可精确地计量原油的体积和质量，原油中气体的也不会放空，计量数据精准。

附图说明

下面结合图片和实例对本发明进行进一步的说明。

图1是控制模块结构示意图。

图2是计量装置本体结构示意图。

图3是活塞的结构示意图。

图4是实例1中计量罐排布示意图。

图5是实例2中计量罐排布示意图。

图中1.保温层，2.电阻丝1，3.除雾器，4.气体流量计，5.出气口，6.出油管道，7.温度传感器，8.电磁阀，9.进油管道，10液位感应器，11.质量感应器，12.伸缩杆，13.活塞，14.石蜡，15.电阻丝2，16.超声波发射器，17.计量罐。

具体实施方式

实例1

图1，图2，图3和图4中，1.保温层，2.电阻丝1，3.除雾器，4.气体流量计，5.出气口，6.出油管道，7.温度传感器，8.电磁阀，9.进油管道，10液位感应器，11.质量感应器，12.伸缩杆，13.活塞，14.石蜡，15.电阻丝2，16.超声波发射器，17.计量罐。

一种耐低温的高精度原油单井计量系统，包括控制模块和计量装置本体，所述控制模块包括单片机、数据采集芯片、数据储存器和控制器，所述数据采集芯片连接于单片机，所述数据储存器连接于单片机，所述控制器连接于单片机；

所述计量装置本体包括进油管道、外壳、两个计量罐、出油管道和出气管道，所述外壳上设有保温层，所述外壳内壁上设有电阻丝1，所述电阻丝1与控制器相连，所述外壳内壁上还设有温度传感器，所述温度传感器与数据采集芯片相连；所述计量罐均设于所述外壳内部，所述进油管道设于所述计量罐一侧的上部，所述进油管道与所述计量罐相连处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出油管道设于所述计量罐下部，所述出油管道与所述计量罐相连处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出气管道设于所述两个计量罐一侧上部，所述出气管道设于所述计量罐连接处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出气管道上设有气体流量计，所述气体流量计与数据采集芯片相连；

所述计量罐结构均相同，所述计量罐为圆柱体，所述计量罐内上部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与控制器相连，所述电动伸缩杆下部设有圆形活塞，所述活塞直径与计量罐内径相同，所述活塞下部边缘为环状凸起，所述活塞内设有电阻丝2，所述电阻丝2以螺旋形设于活塞边缘处，所述电阻丝2与控制器相连，所述活塞内还设有石蜡，所述计量罐内一侧上部设有出气口，所述出气口与出气管道相连，所述出气口与出气管道连接处设有除雾器，所述计量罐内一侧上部设有进油口，所述进油口与进油管道相连，所述进油口下部设有液位感应器，所述液位感应器与数据采集芯片相连，所述计量罐内下部设有出油口，所述出油口与出油管道相连，所述计量罐下部还设有超声波发射器，所述超声波发射器与控制器相连，所述计量罐下部还设有质量感应器，所述质量感应器与数据采集芯片相连。

本实例中单片机型号为：stc12c2051。

本实例中保温层材料为：聚氨酯泡沫。

实例2

图1，图2，图3和图5中，1.保温层，2.电阻丝1，3.除雾器，4.气体流量计，5.出气口，6.出油管道，7.温度传感器，8.电磁阀，9.进油管道，10液位感应器，11.质量感应器，12.伸缩杆，13.活塞，14.石蜡，15.电阻丝2，16.超声波发射器，17.计量罐。

一种耐低温的高精度原油单井计量系统，包括控制模块和计量装置本体，所述控制模块包括单片机、数据采集芯片、数据储存器和控制器，所述数据采集芯片连接于单片机，所述数据储存器连接于单片机，所述控制器连接于单片机；

所述计量装置本体包括进油管道、外壳、三个计量罐、出油管道和出气管道，所述外壳上设有保温层，所述外壳内壁上设有电阻丝1，所述电阻丝1与控制器相连，所述外壳内壁上还设有温度传感器，所述温度传感器与数据采集芯片相连；所述计量罐均设于所述外壳内部，所述进油管道设于所述计量罐一侧的上部，所述进油管道与所述计量罐相连处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出油管道设于所述计量罐下部，所述出油管道与所述计量罐相连处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出气管道设于所述两个计量罐一侧上部，所述出气管道设于所述计量罐连接处设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，所述出气管道上设有气体流量计，所述气体流量计与数据采集芯片相连；

所述计量罐结构均相同，所述计量罐为圆柱体，所述计量罐内上部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与控制器相连，所述电动伸缩杆下部设有圆形活塞，所述活塞直径与计量罐内径相同，所述活塞下部边缘为环状凸起，所述活塞内设有电阻丝2，所述电阻丝2以螺旋形设于活塞边缘处，所述电阻丝2与控制器相连，所述活塞内还设有石蜡，所述计量罐内一侧上部设有出气口，所述出气口与出气管道相连，所述出气口与出气管道连接处设有除雾器，所述计量罐内一侧上部设有进油口，所述进油口与进油管道相连，所述进油口下部设有液位感应器，所述液位感应器与数据采集芯片相连，所述计量罐内下部设有出油口，所述出油口与出油管道相连，所述计量罐下部还设有超声波发射器，所述超声波发射器与控制器相连，所述计量罐下部还设有质量感应器，所述质量感应器与数据采集芯片相连。

本实例中单片机型号为：sst89e516。

本实例中保温层材料为：气凝胶毡。