高低压一体化自动分离计量装置的制作方法

本实用新型涉及油田高压油气分离装置，是一种高低压一体化自动分离计量装置。

背景技术：

目前，国内对油气井中出来的油气进行分离主要采用卧式沉降分离器，目前市面上常用的卧式沉降分离器体积较大重量重、设备种类多、占地面积大，不方便运输和吊装，现场连接安装费时费力且重量重，现场使用中占地面积大，伴热面积大，增加用户成本。采用卧式沉降分离器对油气井中出来的油气进行分离后，分离出来的气体用差压流量计进行测量，分离出来的液体送入大罐采用人工量罐测液位法，并且因为采用沉降分离的原理，故此计量方法分离效率低、误差较大，安全风险高。对于间歇性生产井，也增加了计量的监测难度。现场对不同工况操作范围窄和弹性差，压损较大。且卧式沉降分离器分离出来的液相需经降压流程降压后进缓冲罐之后再外输。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种高低压一体化自动分离计量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前国内对油气井中出来的油气进行分离主要采用卧式沉降分离器进行分离存在卧式沉降分离器体积较大重量重、设备种类多、占地面积大，不方便运输和吊装，现场连接安装费时费力，现场使用中占地面积大，伴热面积大，用户成本高，且分离效率低、误差较大，安全风险高，对不同工况操作范围窄和弹性差的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种高低压一体化自动分离计量装置，包括高压分离装置、液相降压装置和低压分离装置；在高压分离装置内设置有能够对高压油气进行油气分离的高压油气分离模块，高压油气分离模块上分别连通有高压油气进管、高压气相出管和高压液相出管，在高压油气进管上串接有高压油气管压力变送器和高压油气进入阀，在高压气相出管上分别串接有第一差压孔板流量计、第一热电阻、第一双作用节流截止阀和高压气相出口阀；在低压分离装置内设置有能够对低压油气进行油气分离的低压油气分离模块，低压分离模块上分别连通有低压油气进管、低压气相出管和低压液相出管，在低压气相出管上分别串接有第二差压孔板流量计、第二热电阻和自力式调节阀，在低压液相出管上串接有质量流量计和低压液相出口阀；液相降压装置包括液相降压管，在液相降压管上分别串接有液位控制阀、多级降压调节阀、液相降压管压力变送器、液相降压管温度变送器、电动减压阀、角阀和地面安全阀，高压液相出管的出口与液相降压管的进口相连通，液相降压管的出口与低压油气进管的进口相连通；高压分离装置、低压分离装置和液相降压装置分别设置在不同的撬座上。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述高压油气分离模块包括第一上汇管、第一中间汇管、第一下汇管、第一双法兰液位计、第一磁翻板液位计、至少两根的第一管状容器，至少两根的第一管状容器呈竖向排列布置，每根第一管状容器的上端均与第一上汇管之间通过弯管相连通，第一上汇管的一端固定连接有第一双法兰液位计，第一上汇管的另一端与高压气相出管的进口相连通；其中一根第一管状容器上固定安装有第一磁翻板液位计，每一根第一管状容器配置一根第一斜插管，第一斜插管的一端朝下沿切线方向进入第一管状容器，第一中间汇管位于所有第一管状容器的上部，每根第一斜插管的上端均与第一中间汇管相连通，高压油气进管的出口与第一中间汇管的进口相连通；每根第一管状容器的下端均与第一下汇管之间通过弯管相连通，第一下汇管的出口与高压液相出管的进口相连通。

上述第一下汇管的一端为出口端，该出口端与高压液相出管的进口相连通，第一下汇管的另一端固定安装并连通有第一排污管，在第一排污管上串接有第一排污阀。

上述低压油气分离模块包括第二上汇管、第二中间汇管、第二下汇管、第二双法兰液位计、第二磁翻板液位计、至少两根的第二管状容器，至少两根的第二管状容器呈竖向排列布置，每根第二管状容器的上端均与第二上汇管之间通过弯管相连通，第二上汇管的一端固定连接有第二双法兰液位计，第二上汇管的另一端与低压气相出管的进口相连通；其中一根第二管状容器上固定安装有第二磁翻板液位计，每一根第二管状容器配置一根第二斜插管，第二斜插管的一端朝下沿切线方向进入第二管状容器，第二中间汇管位于所有第二管状容器的上部，每根第二斜插管的上端均与第二中间汇管相连通，低压油气进管的出口与第二中间汇管的进口相连通；每根第二管状容器的下端均与第二下汇管之间通过弯管相连通，第二下汇管的一端为出液端，在第二管状容器与出液端之间的第二下汇管上分别串接有质量流量计和出液控制阀。

上述第二下汇管的另一端固定安装并连通有第二排污管，在第二排污管上串接有第二排污阀。

上述在高压油气进管和高压气相出管之间连通有连通管，在连通管上串接有应急控制阀。

上述在第一差压孔板流量计之前的高压气相出管上连通有第一气相放空管，在第一气相放空管上串接有第一气相放空控制阀和第一安全阀。

上述在第一气相放空控制阀之前的第一气相放空管和第一安全阀之后的第一气相放空管之间连通有放空旁通管，在放空旁通管上分别串接有第二双作用节流截止阀和旁通控制阀。

上述在第二差压孔板流量计之前的高压气相出管与自力式调节阀之后的高压气相出管之间连通有第二气相放空管，在第二气相放空管上串接有第二气相放空控制阀和第二安全阀

上述高低压一体化自动分离计量装置还包括系统控制柜和液动控制柜，高压油气管压力变送器的信号输出端与系统控制柜中高压油气管压力变送器的信号输入端电信号连接在一起，第一差压孔板流量计的信号输出端与系统控制柜中第一差压孔板流量计的信号输入端电信号连接在一起，第一双作用节流截止阀的信号输入端与系统控制柜中第一双作用节流截止阀的信号输出端电信号连接在一起，第二差压孔板流量计的信号输出端与系统控制柜中第二差压孔板流量计的信号输入端电信号连接在一起，质量流量计的信号输出端与系统控制柜中质量流量计的信号输入端电信号连接在一起；液位控制阀的信号输入端与系统控制柜中的液位控制阀的信号输出端电信号连接在一起，多级降压调节阀的信号输入端与系统控制柜中的多级降压调节阀的信号输出端电信号连接在一起，液相降压管压力变送器的信号输出端与系统控制柜中的液相降压管压力变送器的信号输入端电信号连接在一起，液相降压管温度变送器的信号输出端与系统控制柜中的液相降压管温度变送器的信号输入端电信号连接在一起，电动减压阀的信号输入端与系统控制柜中的电动减压阀的信号输出端电信号连接在一起；地面安全阀通过液压控制管路与液动控制柜相连。

上述在液位控制阀之前的液相降压管上串接有过滤器

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其将整套设备工艺中的高压、降压、低压流程分别进行一体化撬装设计，其具有集成化、小型化、质轻、占地面积小、不需要过多伴热自动化程度高等特点，无维护量，使用成本低，分离效果高、计量精确，操作范围大，运行安全，施工高效便于运输，现场安装方便快捷，并能实现油田标准化建设。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视工艺结构示意图。

附图2为本实用新型最佳实施例的俯视工艺结构示意图。

附图3为本实用新型中高压分离装置的后视工艺结构示意图。

附图4为附图3的左视工艺结构示意图。

附图5为附图3的俯视工艺结构示意图。

附图6为本实用新型中液相降压装置的主视工艺结构示意图。

附图7为本实用新型中液相降压装置的俯视工艺结构示意图。

附图8为本实用新型中低压分离装置的主视工艺结构示意图。

附图9为本实用新型中低压分离装置的左视工艺结构示意图。

附图10为本实用新型中低压分离装置的俯视工艺结构示意图。

附图中的编码分别为：1为高压油气进管，2为高压气相出管，3为高压液相出管，4为高压油气管压力变送器，5为高压油气进入阀，6为第一差压孔板流量计，7为第一热电阻，8为第一双作用节流截止阀，9为高压气相出口阀，10为低压油气进管，11为低压气相出管，12为低压液相出管，13为第二差压孔板流量计，14为第二热电阻，15为自力式调节阀，16为质量流量计，17为低压液相出口阀，18为液相降压管，19为液位控制阀，20为多级降压调节阀，21为液相降压管压力变送器，22为液相降压管温度变送器，23为电动减压阀，24为角阀，25为地面安全阀，26为第一上汇管，27为第一中间汇管，28为第一下汇管，29为第一双法兰液位计，30为第一磁翻板液位计，31为第一管状容器，32为第一斜插管，33为第二上汇管，34为第二中间汇管，35为第二下汇管，36为第二双法兰液位计，37为第二磁翻板液位计，38为第二管状容器，39为第二斜插管，40为第一排污管，41为第一排污阀，42为第二排污管，43为第二排污阀，44为连通管，45为应急控制阀，46为第一气相放空管，47为第一气相放空控制阀，48为第一安全阀，49为放空旁通管，50为第二双作用节流截止阀，51为旁通控制阀，52为第二气相放空管，53为第二气相放空控制阀，54为第二安全阀，55为系统控制柜，56为液动控制柜，57为过滤器。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该高低压一体化自动分离计量装置包括高压分离装置、液相降压装置和低压分离装置；在高压分离装置内设置有能够对高压油气进行油气分离的高压油气分离模块，高压油气分离模块上分别连通有高压油气进管1、高压气相出管2和高压液相出管3，在高压油气进管1上串接有高压油气管压力变送器4和高压油气进入阀5，在高压气相出管2上分别串接有第一差压孔板流量计6、第一热电阻7、第一双作用节流截止阀8和高压气相出口阀9；在低压分离装置内设置有能够对低压油气进行油气分离的低压油气分离模块，低压分离模块上分别连通有低压油气进管10、低压气相出管11和低压液相出管12，在低压气相出管11上分别串接有第二差压孔板流量计13、第二热电阻14和自力式调节阀15，在低压液相出管12上串接有质量流量计16和低压液相出口阀17；液相降压装置包括液相降压管18，在液相降压管18上分别串接有液位控制阀19、多级降压调节阀20、液相降压管压力变送器21、液相降压管温度变送器22、电动减压阀23、角阀24和地面安全阀25，高压液相出管3的出口与液相降压管18的进口相连通，液相降压管18的出口与低压油气进管10的进口相连通；高压分离装置、低压分离装置和液相降压装置分别设置在不同的撬座上。

高压油气进入阀5为平板闸阀，高压气相出口阀9为平板闸阀，高压油气先由高压油气进管1进入高压分离模块内，实现高压的油气分离，分离后的高压气相经第一差压孔板流量计6计量后，由高压气相出管2送出，第一热电阻7是为了对高压气相进行温度补偿，保证第一差压孔板流量计6计量的精确性，当需要切断高压气相出管2时，第一双作用节流截止阀8保证切断高压气相出管2时的密封性，分离后的高压液相经过高压液相出管3送入液相降压装置；

低压液相出口阀17为电动球阀，经过降压后的液相由低压油气进管10进入低压油气分离模块，分离出的液相经过质量流量计16计量后由低压液相出管12送出，分离出的气相经过第二差压孔板流量计13计量后由低压气相出管11排出，第二热电阻14可以对气相进行温度补偿，保证第二差压孔板流量计13计量的精确性，自力式调节阀15为弹簧机械式的调节阀，其作用相当于安全阀，当气相达到设定压力时，自力式调节阀15开始排出气相，同时第二差压孔板流量计13开始计量；

液位控制阀19为电动球阀，地面安全阀25为电动阀，高压液相进入液相降压装置，当高压分离模块内的液位过低时，液位控制阀19触发液相联锁关闭保护，当高压分离模块内的液位达到预设液位时，触发多级降压调节阀20进行液位调节，液相降压管压力变送器21和液相降压管温度变送器22将进入液相降压装置的高压液相的温度和压力进行上传至中控，进入液相降压装置的高压液相依次经过液位控制阀19、多级降压调节阀20、电动减压阀23、角阀24和地面安全阀25完成降压后进入低压分离装置；十几兆帕的高压液相经过液相降压装置后压力降至零点几帕，但是，当经过地面安全阀25的液相压力高于零点五帕时，地面安全阀25自动起跳实现超压保护。

本实用新型将整套设备工艺中的高压、降压、低压流程分别进行一体化撬装设计，其具有集成化、小型化、质轻、占地面积小、不需要过多伴热自动化程度高等特点，使用成本低，分离效果高、计量精确，运行安全，施工高效便于运输，现场安装方便快捷，并能实现油田标准化建设。

本实用新型对气量在百万立方米以上每天、液量在百吨以上每天、压力中压的原油均可分离计量，气液精度可达±1%至5%，气体测量范围可达1:20，液体测量范围可达1:100，结构紧凑，体积小，无维护量，使用成本低，操作范围大，适合于油气田单井计量分离降压脱液的工艺。

可根据实际需要，对上述高低压一体化自动分离计量装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3、4、5所示，高压油气分离模块包括第一上汇管26、第一中间汇管27、第一下汇管28、第一双法兰液位计29、第一磁翻板液位计30、至少两根的第一管状容器31，至少两根的第一管状容器31呈竖向排列布置，每根第一管状容器31的上端均与第一上汇管26之间通过弯管相连通，第一上汇管26的一端固定连接有第一双法兰液位计29，第一上汇管26的另一端与高压气相出管2的进口相连通；其中一根第一管状容器31上固定安装有第一磁翻板液位计30，每一根第一管状容器31配置一根第一斜插管32，第一斜插管32的一端朝下沿切线方向进入第一管状容器31，第一中间汇管27位于所有第一管状容器31的上部，每根第一斜插管32的上端均与第一中间汇管27相连通，高压油气进管1的出口与第一中间汇管27的进口相连通；每根第一管状容器31的下端均与第一下汇管28之间通过弯管相连通，第一下汇管28的出口与高压液相出管3的进口相连通。进入高压分离模块的高压油气，在多个第一管状容器31内实现旋流分离，第一磁翻板液位计30和第一双法兰液位计29对进入高压油气分离模块的溶液实现双液位保护，分离出的高压气相进入第一上汇管26，分离出的高压液相进入第一下汇管28。

如附图1、2、8、9、10所示，低压油气分离模块包括第二上汇管33、第二中间汇管34、第二下汇管35、第二双法兰液位计36、第二磁翻板液位计37、至少两根的第二管状容器38，至少两根的第二管状容器38呈竖向排列布置，每根第二管状容器38的上端均与第二上汇管33之间通过弯管相连通，第二上汇管33的一端固定连接有第二双法兰液位计36，第二上汇管33的另一端与低压气相出管11的进口相连通；其中一根第二管状容器38上固定安装有第二磁翻板液位计37，每一根第二管状容器38配置一根第二斜插管39，第二斜插管39的一端朝下沿切线方向进入第二管状容器38，第二中间汇管34位于所有第二管状容器38的上部，每根第二斜插管39的上端均与第二中间汇管34相连通，低压油气进管10的出口与第二中间汇管34的进口相连通；每根第二管状容器38的下端均与第二下汇管35之间通过弯管相连通，第二下汇管35的一端为出液端，在第二管状容器38与出液端之间的第二下汇管35上分别串接有质量流量计16和出液控制阀。进入低压分离模块的高压油气，在多个第二管状容器38内实现旋流分离，第二磁翻板液位计37和第二双法兰液位计36对进入低压油气分离模块的溶液实现双液位保护，分离出的气相进入第二上汇管33，分离出的液相进入第二下汇管35。

如附图5所示，第一下汇管28的一端为出口端，该出口端与高压液相出管3的进口相连通，第一下汇管28的另一端固定安装并连通有第一排污管40，在第一排污管40上串接有第一排污阀41。当需要对装置进行停机时，打开第一排污阀41，排尽高压分离模块内的液体，有利于延长装置的使用寿命。

如附图10所示，第二下汇管35的另一端固定安装并连通有第二排污管42，在第二排污管42上串接有第二排污阀43。当需要对装置进行停机时，打开第二排污阀43，排尽低压分离模块内的液体，有利于延长装置的使用寿命。

如附图2、5所示，在高压油气进管1和高压气相出管2之间连通有连通管44，在连通管44上串接有应急控制阀45。应急控制阀45为平板闸阀，当装置需要进行检修停机时，打开应急控制阀45，高压油气不进入装置直接排出。

如附图3、4、5所示，在第一差压孔板流量计6之前的高压气相出管2上连通有第一气相放空管46，在第一气相放空管46上串接有第一气相放空控制阀47和第一安全阀48。第一气相放空控制阀47为平板闸阀，其能够实现安全释放，第一气相放空控制阀47和第一安全阀48能够保证本实用新型在工作中正常安全的运行。

如附图4所示，在第一气相放空控制阀47之前的第一气相放空管46和第一安全阀48之后的第一气相放空管46之间连通有放空旁通管49，在放空旁通管49上分别串接有第二双作用节流截止阀50和旁通控制阀51。旁通控制阀51为平板闸阀，第二双作用节流截止阀50和旁通控制阀51能够进一步保证正常的泄压。

如附图8、9、10所示，在第二差压孔板流量计13之前的高压气相出管2与自力式调节阀15之后的高压气相出管2之间连通有第二气相放空管52，在第二气相放空管52上串接有第二气相放空控制阀53和第二安全阀54。第二气相放空控制阀53为平板闸阀，其能够实现安全释放，第一气相放空控制阀47和第一安全阀48能够保证本实用新型在工作中正常安全的运行。

根据实际需要，高低压一体化自动分离计量装置还包括系统控制柜55和液动控制柜56，高压油气管压力变送器4的信号输出端与系统控制柜55中高压油气管压力变送器4的信号输入端电信号连接在一起，第一差压孔板流量计6的信号输出端与系统控制柜55中第一差压孔板流量计6的信号输入端电信号连接在一起，第一双作用节流截止阀8的信号输入端与系统控制柜55中第一双作用节流截止阀8的信号输出端电信号连接在一起，第二差压孔板流量计13的信号输出端与系统控制柜55中第二差压孔板流量计13的信号输入端电信号连接在一起，质量流量计16的信号输出端与系统控制柜55中质量流量计16的信号输入端电信号连接在一起；液位控制阀19的信号输入端与系统控制柜55中的液位控制阀19的信号输出端电信号连接在一起，多级降压调节阀20的信号输入端与系统控制柜55中的多级降压调节阀20的信号输出端电信号连接在一起，液相降压管压力变送器21的信号输出端与系统控制柜55中的液相降压管压力变送器21的信号输入端电信号连接在一起，液相降压管温度变送器22的信号输出端与系统控制柜55中的液相降压管温度变送器22的信号输入端电信号连接在一起，电动减压阀23的信号输入端与系统控制柜55中的电动减压阀23的信号输出端电信号连接在一起；地面安全阀25通过液压控制管路与液动控制柜56相连。各电控元件与系统控制柜55相连，实现数据的上传、计算和处理，并能实现远程控制，自动化程度高，能够有效解放人力，工作省时省力，提高工作效率。

如附图6、7所示，在液位控制阀19之前的液相降压管18上串接有过滤器57。过滤器57为篮式过滤器，增设过滤器57，能够有效除去液体中的杂质，保证了后续各种元件的工作安全性。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。