采油井口油液流量在线测量装置和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采油井口油液流量在线测量装置和控制方法，属于采油井口生产参数采集的技术领域。
【背景技术】
[0002]目前我国抽油机的井口油液流量，大都不予测量，造成井口的生产状况无法监测，也无法根据井口的实际出油多少，自动控制生产，减小能耗。因此，如何对井口油液流量进行在线监测，成为国内研宄开发的重要课题。
[0003]目前国内提出的井口油液流量获取方案是:流量传感器直接测量、由示功图推算、基于称重法的测量装置。
[0004]常用的流量传感器无法准确测量油液的流量，因为井口流体是一个多相流，有气、油、水及颗粒等，通常的流量传感器无法精确测量多相流介质的流量，因此导致无法实际应用；示功图推算，由于受到不同抽油机型号、不同井下参数的影响等，计算得出的结果往往误差很大；基于称重法的测量装置，由于称重传感器受到现场振动、温度的影响，误差较大；
[0005]现有方案的缺点:
[0006]1、常用流量传感器无法测量多相流流量；
[0007]2、由示功图推算结果误差大；
[0008]3、基于称重法的测量装置，由于称重传感器受现场环境干扰，误差大。
【发明内容】
[0009]发明目的:本发明的目的在于提供一种可以克服上述缺陷的采油井口油液流量在线测量装置及其控制方法。
[0010]技术方案:本发明所述的采油井口油液流量在线测量装置，包括测量罐、油气分离板、进油管，出油管、常开出油口电磁阀、油气排出管、常闭油气排出口电磁阀、旁路管道、常开旁路电磁阀和压差变送器，所述旁路管道上设置常开旁路电磁阀后与依次连接的进油管、测量罐出油管支路并联，所述的油气分离板设置于测量罐内，并将测量罐分隔成测量罐上部与测量罐下部，所述进油管连通至所述测量罐上部，出油管一端穿入所述测量罐下部的罐体内并向下延伸至测量罐的底部，出油管另一端再串联常开出油口电磁阀后连通至所述旁路管道的末端，所述测量罐上部的顶部连接至油气排出管，在连通至常闭油气排出口电磁阀再连通至旁路管道的末端，所述压差变送器一端安装在测量罐下部的底部，另一端安装在测量罐下部出油管的下方。
[0011]进一步地，所述油气分离板倾斜设置，且靠近进油管的一端位置低于靠近出油管的一端。这样设置能够使得整个装置更加紧凑，节省空间。
[0012]进一步地，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与常开出油口电磁阀、常闭油气排出口电磁阀、常开旁路电磁阀和压差变送器相连接。
[0013]本发明还包括上述采油井口油液流量在线测量装置的PLC控制器的控制方法，包括以下步骤:
[0014]I) PLC控制器发出指令，关闭常开旁路电磁阀、常开出油口电磁阀，开启常闭油气排出口电磁阀，并读取此时的压差变送器的压力值PO ;
[0015]2)经过Δ T时间后，读取此时的压差变送器的压力值Pl ;
[0016]3) PLC控制器发出指令，打开常开旁路电磁阀、常开出油口电磁阀，关闭常闭油气排出口电磁阀；
[0017]4)计算流量F= (Pl-PO)* λ/ΔΤ，式中，λ为经过标定得到的系数。
[0018]本发明与现有技术相比，其有益效果是:采油井口在线测量装置实现井口油液流量的在线测量，便于安装和维护；用差压液位法准确测量油液的流量；设备高度集成，便于控制。
【附图说明】
[0019]图1为本发明采油井口油液流量在线测量装置整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0021]实施例1:
[0022]图1是本发明采油井口数字化数据采集装置整体结构示意图；如图所示，本发明的装置包括:测量罐1、进油管3、出油管4、旁路管道8、电磁阀和差压传感器10构成，在通常情况下，油气混合物从旁路管道流走，不影响油气的正常输送。
[0023]测量罐I内设置油气分离板2，油气分离板2上分布有气孔(气孔直径10_20mm，均匀密布);测量罐I的上部开孔，通过油气排出管6与常闭油气排出口电磁阀7相连，常闭油气排出口电磁阀?处于常闭状态，油气排出管6另一端与出油管4连通。
[0024]工作过程如下:
[0025]?正常运行情况下，常开旁路电磁阀9和出油口电磁阀5处于常开状态，气路电磁阀?处于常闭状态，油气混合物从旁路管道走，油气正常输送。
[0026]?测量状态
[0027]①关闭常开旁路电磁阀9，油气混合物从进油管3进入测量罐I，喷到油气分离板2上，油液向下流，气体向上走，实现油液与气的分离；打开常闭油气排出口电磁阀7，同时关闭常开出油口电磁阀5，记录差压传感器10的数值PO，间隔Λ T (时间)后，记录差压PlJT开常开出油口电磁阀5，同时关闭常闭油气排出口电磁阀7，打开常开旁路电磁阀9 (恢复正常运行状态)；
[0028]②计算流量F = (Pl-PO) * λ / Λ T ;
[0029]③若需测量，重新从“①”开始。
[0030]所有采集、控制和计算、传输由井口的智能控制柜自动完成，控制系统采用工业级的PLC完成控制、计算和传输。
[0031]本项发明实现了井口的油气分离和油液流量的精确测量，可依据井口油液流量大小，实时改变抽油机工作状态，达到节能的目的
[0032]如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
【主权项】
1.一种采油井口油液流量在线测量装置，其特征在于，包括测量罐(I)、油气分离板(2)、进油管(3)，出油管⑷、常开出油口电磁阀(5)、油气排出管(6)、常闭油气排出口电磁阀(7)、旁路管道(8)、常开旁路电磁阀(9)和压差变送器(10)，所述旁路管道(8)上设置常开旁路电磁阀(9)后与依次连接的进油管(3)、测量罐⑴出油管⑷支路并联，所述的油气分离板(2)设置于测量罐(I)内，并将测量罐(I)分隔成测量罐(I)上部与测量罐(I)下部，所述进油管(3)连通至所述测量罐(I)上部，出油管(4) 一端穿入所述测量罐(I)下部的罐体内并向下延伸至测量罐⑴的底部，出油管⑷另一端再串联常开出油口电磁阀(5)后连通至所述旁路管道(8)的末端，所述测量罐(I)上部的顶部连接至油气排出管￠)，在连通至常闭油气排出口电磁阀(7)再连通至旁路管道(8)的末端，所述压差变送器(10) —端安装在测量罐(I)下部的底部，另一端安装在测量罐(I)下部出油管(4)的下方。
2.根据权利要求1所述的采油井口油液流量在线测量装置，其特征在于，所述油气分离板(2)倾斜设置，且靠近进油管(3)的一端位置低于靠近出油管(4)的一端。
3.根据权利要求1或2所述的采油井口油液流量在线测量装置，其特征在于，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与常开出油口电磁阀(5)、常闭油气排出口电磁阀(7)、常开旁路电磁阀(9)和压差变送器(10)相连接。
4.根据权利要求3所述的采油井口油液流量在线测量装置的PLC控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)PLC控制器发出指令，关闭常开旁路电磁阀(9)、常开出油口电磁阀(5)，开启常闭油气排出口电磁阀(7)，并读取此时的压差变送器(10)的压力值PO; 2)经过ΔT时间后，读取此时的压差变送器(10)的压力值Pl ; 3)PLC控制器发出指令，打开常开旁路电磁阀(9)、常开出油口电磁阀(5)，关闭常闭油气排出口电磁阀⑵； 4)计算流量F=(Pl-PO)* λ/ΔΤ，式中，λ为经过标定得到的系数。
【专利摘要】本发明公开一种采油井口油液流量在线测量装置和控制方法，包括测量罐、油气分离板、进油管，出油管、常开出油口电磁阀、油气排出管、常闭油气排出口电磁阀、旁路管道、常开旁路电磁阀和压差变送器，所述旁路管道上设置常开旁路电磁阀后与测量罐上的进油管和出油管并联，所述的油气分离板设置于测量罐内，并将测量罐分隔成测量罐上部与测量罐下部，所述进油管连通至所述测量罐上部，所述测量罐的下部连通至出油管，出口管再串联常开出油口电磁阀后连通至所述旁路管道的末端，所述测量罐上部的顶部连接至油气排出管，在连通至常闭油气排出口电磁阀再连通至旁路管道的末端，所述压差变送器一端安装在测量罐下部的底部。
【IPC分类】E21B47-00, E21B43-34
【公开号】CN104847334
【申请号】CN201510258144
【发明人】朱晓东, 徐小军
【申请人】东南大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月19日