一种用于试油测试的分离器液位调节系统的制作方法

本发明涉及试油测试领域，具体地涉及一种用于试油测试的分离器液位调节系统。

背景技术：

试油测试是油气田勘探与开发的一个非常重要的环节，它需要对井筒产出流体进行节流、降压、分离、计量等，以便准确获取压力、温度、产量等物性参数，为勘探开发方案的编制提供数据支撑。然而为了增产，储层改造已经常态化，井筒产量流体成分越来越复杂(含有油、砂、泡沫等)，往往导致液位计、浮筒等分离器关键部件经常被堵塞或者附着在液位看窗上面，容易形成“假液位”，使得操作人员无法准确操作分离器，部分天然气会随着分离器液路排放到大气中。这不仅影响了试油测试数据的准确性，同时对环境造成了伤害(尤其含有硫化氢)。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种用于试油测试的分离器液位调节系统，以实现分离器液位的自动控制。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于试油测试的分离器液位调节系统。

所述系统可包括分离器本体、分离器调节阀和液位调节装置，其中，

所述调节阀可包括阀座、阀芯和阀芯连接杆，阀座可包括阀座本体和座环，阀座本体可具有贯通上、下表面的空腔结构，所述空腔结构可分别在阀座本体上、下表面形成第一、第二开口，阀座本体下表面可设置有围绕第二开口的密封槽，阀座本体的侧壁上可开设有多个通孔以构成流道；座环可设置在阀座本体的底部且两者为一体结构；阀芯能够通过所述第一开口进入阀座本体的空腔中；阀芯连接杆的一端可与阀芯的上表面固定连接且能够带动阀芯在所述空腔结构内上下运动；

液位调节装置可包括防爆接口箱、以及沿信号传递方向依次连接的雷达液位计、控制系统和阀门定位器，其中，雷达液位计可安装在分离器本体的顶部，雷达液位计能够采集分离器液位信息并生成和输出液位模拟信号；防爆接口箱可包括数模转换器，防爆接口箱能够接收液位模拟信号并将其转化为液位数字信号以输出；控制系统可包括液位计算模块和plc控制模块，液位计算模块能够接收所述液位数字信号并根据该液位数字信号计算出分离器液位的高度，plc控制模块能够根据数据采集模块计算出的分离器液位的高度输出控制数字信号，防爆接口箱还能够接收控制数字信号并将其转化为控制模拟信号以输出；阀门定位器可与调节阀连接，阀门定位器能够接收所述控制模拟信号并控制所述调节阀的开度大小。

在本发明的一个示例性实施例中，所述阀座下部的内表面上可设置有若干限位件，所述限位件能够避免阀芯在所述空腔中过度下行。

在本发明的一个示例性实施例中，所述密封槽的宽度可为0.2～0.4mm。

在本发明的一个示例性实施例中，所述阀座还可包括内置在所述密封槽内的密封环。

在本发明的一个示例性实施例中，所述阀座的流道上可涂有耐腐蚀材料。

在本发明的一个示例性实施例中，所述调节阀还可包括固定件，所述固定件能够加固阀芯连接杆与阀芯之间的连接。

在本发明的一个示例性实施例中，所述固定件可包括角度为80～110°的定位销。

在本发明的一个示例性实施例中，所述雷达液位计可包括电磁发射器、接收器和探杆组件，其中，所述探杆组件可一直延伸到分离器液面下。

在本发明的一个示例性实施例中，所述雷达液位计还可包括能够发送所述液位模拟信号的第一无线发射端；

所述防爆接口箱还可包括能够接收所述液位模拟信号的第一无线接收端。

在本发明的一个示例性实施例中，所述防爆接口箱还可包括能够发送所述液位数字信号的第二无线发射端；

所述控制系统还可包括与所述液位计算模块连接的第二无线接收端，第二无线接收端能够接收所述液位数字信号。

在本发明的一个示例性实施例中，所述控制系统还可包括与所述plc控制模块连接的第三无线发射端，第三无线发射端能够发送所述控制数字信号；

所述防爆接口箱还可包括能够接收所述控制数字信号的第三无线接收端。

在本发明的一个示例性实施例中，所述防爆接口箱还可包括能够发送所述控制模拟信号的第四无线发射端；

所述阀门定位器还可包括能够接收所述控制模拟信号的第四无线接收端。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：分离器能够满足大型加压压裂井的返排测试需求，同时还能够实现分离器液位的自动控制。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明一个示例性实施例中的分离器调节阀的阀座的一个结构示意图；

图2示出了本发明一个示例性实施例中的分离器调节阀的阀芯和连接杆的一个结构示意图；

图3示出了本发明一个示例性实施例中的分离器调节阀的阀座底部的一个结构示意图；

图4示出了本发明一个示例性实施例中的液位调节装置的一个结构示意图；

主要附图标记说明：

1、阀座本体，2、流道，3、限位销，4、连接杆，5、定位销，6、阀芯，7、密封槽，8、密封环。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的用于试油测试的分离器液位调节系统，本发明中出现的第一、第二、第三和第四不表示先后顺序，仅用于相互区别。本发明所说的分离器液位调节系统即为一种具有液位自动调节功能的新型分离器。

本发明提供了一种用于试油测试的分离器液位调节系统。

在本发明的一个示例性实施例中，所述系统可包括分离器本体、分离器调节阀和液位调节装置。

在本实施例中，所述调节阀包括阀座、阀芯和阀芯连接杆。

如图1所示，阀座包括阀座本体和座环，阀座本体具有贯通上、下表面的空腔结构，所述空腔结构分别在阀座本体上、下表面形成第一、第二开口，座环可以设置在阀座本体的底部，可以用于阀芯定位、避免阀芯过度下行、阀座调节阀本体下部的密封，且两者可为一体结构，进一步地，所述座环与阀座本体可以进行整体锻造，以便于克服阀座本体与座环结合的部位极易渗漏而冲蚀阀座的问题。为了提高阀座的耐冲蚀性能，阀座还可以采用耐侵蚀的材料，例如316s不锈钢材质。阀座本体的侧壁上还可以开设有多个通孔以构成流道，通孔可以为“t”字型，进一步地，为了提高阀座的耐冲蚀性能，可以在流道处喷涂耐腐蚀的材料，如ni60(镍60)或yg8(碳化钨)等，通孔的数量可以为3～5个，例如4个。如图3所示，阀座本体下表面设置有围绕第二开口的密封槽，所述密封槽的宽度可以为0.2～0.4mm，进一步地，可以为0.3mm。密封槽内可以内置有密封环，进一步地，密封环可以是采用aflas橡胶(即四丙氟橡胶)密封环。

如图2所示，阀芯连接杆的一端与阀芯的上表面固定连接，其中，所述调节阀还可以包括固定件，所述固定连能够加固阀芯连接杆和阀芯之间的连接，进一步地，所述固定件可以包括角度为80～110°度的定位销，例如90°，定位销的两端分别与阀芯连接杆、阀芯连接，以进一步加固两者之间的连接，进一步地定位销可以分别与阀芯连接杆、阀芯通过销钉连接，其中，阀芯连接杆可以为实心结构，可以通过开专门的孔用于销钉的连接。定位销的数量可根据实际情况来确定，例如至少一个。进一步地，所述定位销可以包括角度为90度的定位销。如图1所示，为了避免阀芯过度下行，可以选择设置限位装置，所述限位装置设置于阀座本体的内壁上，进一步地，所述限位装置可以包括至少一个限位销，所述限位销在阀座本体的内壁上的圆周内均匀分布，所述限位销可以设置四个。

在本实施中，如图4所示，所述液位调节装置可包括防爆接口箱、以及沿信号传递方向依次连接的雷达液位计、控制系统和阀门定位器。其中，雷达液位计安装在分离器本体的顶部，雷达液位计被配置为能够采集分离器液位信息并生成和输出液位模拟信号；防爆接口箱包括数模转换器，防爆接口箱能够接收液位模拟信号并将其转化为液位数字信号以输出；控制系统包括液位计算模块和plc控制模块，液位计算模块被配置为能够接收所述液位数字信号并根据该液位数字信号计算出分离器液位的高度，plc控制模块被配置为能够根据数据采集模块计算出的分离器液位的高度输出控制数字信号，防爆接口箱还能够接收控制数字信号并将其转化为控制模拟信号以输出；阀门定位器还与分离器的调节阀连接，阀门定位器被配置为能够接收所述控制模拟信号并控制所述调节阀的开度大小。

在本实施例中，所述分离器调节阀还可包括执行机构，所述执行机构与阀芯连接杆的一端(不与阀芯连接的一端)连接。

阀门定位器可与分离器调节阀的执行机构连接，以根据控制模拟信号来调整所述调节阀的开度大小。

在本实施例中，雷达液位计可以包括电磁波发射器、接收器和探杆组件，其中，探杆组件一直延伸到分离器液面下。所述阀门定位器可以安装在分离器的调节阀上。

在本实施例中，所述雷达液位计还可包括能够发送所述液位模拟信号的第一无线发射端；所述防爆接口箱还可包括能够接收所述液位模拟信号的第一无线接收端。

所述防爆接口箱还可包括能够发送所述液位数字信号的第二无线发射端；所述控制系统还可包括与所述液位计算模块连接的第二无线接收端，第二无线接收端能够接收所述液位数字信号。

所述控制系统还可包括与所述plc控制模块连接的第三无线发射端，第三无线发射端能够发送所述控制数字信号；所述防爆接口箱还可包括能够接收所述控制数字信号的第三无线接收端。

所述防爆接口箱还可包括能够发送所述控制模拟信号的第四无线发射端；所述阀门定位器还可包括能够接收所述控制模拟信号的第四无线接收端。

在本实施例中，液位调节装置根据分离器内的真实液位情况通过控制分离器调节阀开度的大小调整分离器内的液位，当液位过高时，分离器调节阀执行机构通过连接件带动阀芯上行，使得流体通过阀座本体上的流道的过流面积增加，降低分离器液位。

综上所述，本发明的用于试油测试的分离器液位调节系统的优点可包括：

(1)阀座本体采用座环和阀座本体整体锻造，避免了两者结合部位被冲蚀，增加了稳定性；阀芯和连接件之间设置了内置的固定装置，能够避免阀芯在工作过程中脱落；在阀座本体的内部设置限位装置，避免工作时阀芯过度下行；阀座摒弃了传统的金属缠绕垫，选用了本发明所述的密封槽和密封环，实现了阀座本体底部的密封，同时，安装方便、密封可靠；阀座本体优选316s的不锈钢材质，橡胶密封环优选四丙氟橡胶，同时，流道处优选喷涂耐腐蚀材料，提高了阀座的耐冲蚀性能。

(2)通过雷达液位计的电磁波信号的信息能够得到分离器内液位的真实高度，根据分离器液位的真实高度，对分离器调节阀的开度进行控制以确保分离器的液位保持在合理的范围内，能够有效地避免分离器液路窜气，以提高试油测试的安全性，减少对环境的污染。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。