一种实现逻辑控制的三相计量系统和计量方法与流程

本发明属于油田设备技术领域，涉及一种三相计量系统和计量方法，尤其涉及一种实现逻辑控制的三相计量系统和计量方法。

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。

cn207033432u公开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。

cn107882546a公开了一种高含水低产气油井产液三相计量装置，包括自下而上依次连接的一级旋流装置、气核取样管、二级旋流装置、疏水器、旋流式油水分离器、阻水滤网式除油器、滤水孔板、分离油缓冲罐，所述气核取样管中设置气液旋流分离器。

但综合分析目前已知的三相计量装置发现，当前油田上使用的三相计量装置存在如下技术问题：

(1)在气液分离方面存在分离不彻底的问题，导致计量误差偏大；若能保证彻底分离，又存在成本偏高或安装困难的情况。

(2)在控制方面，要么是对液位不进行逻辑控制，任其自由流动，造成流量仪表不能正常计量；要么就是实现了液位控制，但是整台设备控制逻辑会存在不连贯或不合理的问题。

基于上述技术问题，亟需对现有的计量装置进行改进以弥补现有计量装置的缺陷和不足。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实现逻辑控制的三相计量系统和计量方法，实现了多级气液分离与逻辑控制的有机结合，通过液位监测装置和电动阀之间的逻辑配合使得气液分离效果更彻底，自动控制计量过程更连贯，有效避免了因流体流量过大导致流量仪表计量误差偏大甚至失效。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种实现逻辑控制的三相计量系统，所述的油水气三相计量系统包括多级气液分离单元。

所述的多级气液分离单元按照气液分离工艺路线包括依次连接的至少两个气液分离装置，所述的气液分离装置之间通过液体电动阀连接。

所述气液分离装置的出气口连接气体出口管路，所述气体出口管路上沿气体流向依次设置有气体电动阀和气体流量检测装置。

最后一级气液分离装置的排液口连接液体出口管路，所述的液体出口管路上设置有液体流量检测装置。

所述的气液分离装置内设置有液位监测装置，所述的液位监测装置与相应的液体电动阀和/或气体电动阀配合对气液分离装置内的液位进行逻辑控制。

本发明提供的计量系统实现了多级气液分离与逻辑控制的有机结合，通过液位监测装置和电动阀之间的逻辑配合使得气液分离效果更彻底，自动控制计量过程更连贯，有效避免了因流体流量过大导致流量仪表计量误差偏大甚至失效。

需要特别强调的是，本发明的主要发明点在于对多级分离单元进行的逻辑控制，旨在通过多级分离实现油水气的气液完全分离，通过逻辑控制满足分离后的气液流量适应流量检测仪表的量程要求，有效避免了因流量过大对气液流量检测仪表造成冲击而出现计量误差或仪表损坏；而不在于对分离后的气液如何进行计量检测，这是因为现有的流量检测仪表的发展已较为完备，测量精度较高，但由于液体流量检测装置(一般采用质量流量计)可以分别对油相和水相的质量流量进行检测，但前提是保证油相和水相中不包含气体，因此若无法将气液进行有效彻底的分离，对后续的流量检测会产生极大的影响。因此本发明对气体流量监测装置和气体流量检测装置的具体结构、品牌和型号不作特殊要求，可以满足一般需求的市售检测仪表均可用于本发明中。另外，还需要稍加说明的是，本发明对气液分离装置的具体结构也不特殊要求和具体限定，主要发明点在于基于多级分离的各气液分离装置之间的连接关系和逻辑控制方式，对气液分离装置内部结果不便也无需进行特别强调。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的多级气液分离单元按照气液分离工艺路线包括垂直连接的至少两级气液分离装置。

气液分离装置的设置数量需要根据实际生产需要、施工场地限制、待分离的气液混合物体积等多种现实因素综合考量，本领域技术人员可以根据实际情况妥善选择，本发明在此不便也无需做出特殊要求和具体限定。

优选地，所述的多级气液分离单元按照气液分离工艺路线包括垂直连接的两级气液分离装置。

优选地，上级气液分离装置依次通过液体电动阀和破气装置与下级气液分离装置连通，所述的破气装置用于对气液混合物中的油包气进行分离。

作为本发明一种优选的技术方案，第一级气液分离装置的气体出口连接单向阀，所述的单向阀出口分别独立连接气体检测管路和气体回流管路。

优选地，所述的气体检测管路上沿气体流向依次设置有气体电动阀、气体流量检测装置和气体压差单向阀。

优选地，所述的气体回流管路出口分别独立地连接各级气液分离装置的顶部出气口。

本发明通过对气液分离单元中各级气液分离装置之间的连接关系进行了重新设计，将各级气液分离装置的顶部出气口连入气体回流管路中，配合逻辑控制使得上级气液分离装置分离产生的气体通过气体回流管路进入下级气液分离装置中，用作下级气液分离装置的排液推动力，同时结合垂直设置，使得分离得到的液体在重力和气体推动力的作用下顺利排出，省去了输送设备。

优选地，除最后一级气液分离装置外，其余各级气液分离装置的顶部气体出口均通过单向阀接入所述的气体回流管路。

单向阀引导气体单向流动，一方面防止下级气液分离装置内分离得到的气体通过气体回流管路回流至上级气液分离装置中；另一方面，通过设置单向阀使得各级气液分离装置分离得到的气体只能进入最后一级气液分离装置内，而无法进入下级气液分离装置，除最后一级气液分离装置外的其余各级气液分离装置内分离得到的气体汇合后进入最后一级气液分离装置内，为最后一级气液分离装置内的液体排出提供了驱动力，省去了输送装置。

需要说明的是，各级气液分离装置的顶部气体出口也可以不设置单向阀，此时，本级气液分离装置内分离得到的气体则会通过气体回流管路分别进入本级以下的各级气液分离装置内。不设置单向阀的操作方式也同样可以实现多级分离和逻辑控制，最终同样可以达到本发明所述的技术效果，因此，该种设置方式同样落入本发明的公开范围和保护范围之内。

优选地，最后一级气液分离装置的液体出口管路上沿液体流向依次设置有液体流量检测装置和单向阀。

作为本发明一种优选的技术方案，最后一级气液分离装置的内壁上设置有终极液位监测装置。

本发明对终极液位监测装置的结构、类型和尺寸参数不作特殊要求，其功能类似于电动阀的远程浮球开关，具体功能包括：(1)感应液体液位；(2)向气体电动阀输送反馈信号。其逻辑控制方式为：当液位达到终极液位监测装置时，终极液位监测装置启动，向气体电动阀输出反馈信号，触发气体电动阀开启。因此，只要同时满足上述两个功能性条件以及逻辑控制方式的任意液位监测装置均可用于本发明中。

优选地，所述的终极液位监测装置电连接所述的气体电动阀，当最后一级气液分离装置内的液位升至终极液位监测装置时，触发气体电动阀开启，最后一级气液分离装置内分离得到的气体经气体回流管路进入气体检测管路。

优选地，所述的终极液位监测装置为浮球开关。

作为本发明一种优选的技术方案，除最后一级气液分离装置外的其余各级气液分离装置内部由上至下设置有高液位监测装置和低液位监测装置。

本发明对高液位监测装置和低液位监测装置的结构、类型和尺寸参数不作特殊要求。在相对安装位置方面应保证高液位监测装置位于低液位监测装置上方，具体的安装位置以气液分离装置的实际尺寸以及所要分离的气液混合物的流量而定。在功能方面功能类似于电动阀的远程浮球开关，具体而言，要求所能完成的最低功能包括：(1)感应液体液位；(2)向气体电动阀/液体电动阀输送反馈信号。但高液位监测装置和低液位监测装置的逻辑控制方式不同，具体而言：(1)高液位监测装置的逻辑控制方式为：当液位到达高液位监测装置时，触发本级气液分离装置与下级气液分离装置之间连接的液体电动阀开启，本级气液分离装置内分离得到的液体经液体电动阀流入下级气液分离装置中；(2)低液位监测装置的逻辑控制方式为：当液位到达低液位监测装置时，触发本级气液分离装置与下级气液分离装置之间连接的液体电动阀和气体电动阀关闭，阻断本级气液分离装置内的液体流入下级气液分离装置中，同时本级气液分离装置内分离得到的气体通过气体回流管路进入下级气液分离装置或终极气液分离装置(若下级气液分离装置的顶部气体出口设置有单向阀时则气体经回流管路进入终极气液分离装置，若下级气液分离装置的顶部气体出口未设置单向阀时，则气体经回流管路分别进入以下各级气液分离装置)。基于此，只要同时满足上述两个最低功能性条件和逻辑控制方式的任意液位监测装置均可用于本发明中。

优选地，所述的高液位监测装置电连接液体电动阀，当气液分离装置内的液位达到高液位监测装置时，触发液体电动阀开启，所述气液分离装置内的液体经液体电动阀流入下一级气液分离装置中。

优选地，所述的低液位监测装置分别独立电连接液体电动阀和气体电动阀，当气液分离装置内的液位达到低液位监测装置时，触发液体电动阀和气体电动阀关闭，阻断所述气液分离装置内的液体流入下一级气液分离装置，所述气液分离装置分离得到的气体通过气体回流管路进入下一级气液分离装置中。

优选地，所述的高液位监测装置和低液位监测装置为浮球开关。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的气体检测管路出口接入所述的液体出口管路，气体经气体检测管路排出后与液体出口管路排出的液体混合后共同排出。

第二方面，本发明提供了一种实现逻辑控制的三相计量方法，采用如第一方面所述的逻辑控制的三相计量系统对气液进行分离并分别测量气液流量。

所述的三相计量方法包括：

(ⅰ)气液混合物进入第一级气液分离装置，分离得到的气体通过气体出口管路流经气体流量装置检测其流量，分离得到的液体在液位监测装置与液体电动阀和/或气体电动阀之间逻辑控制作用下流入下一级气液分离装置；

(ⅱ)气液分离过程按照步骤(ⅰ)所述的逻辑控制关系逐级进行至最后一级气液分离装置，最后一级气液分离装置分离得到的气体在液位监测装置和气体电动阀之间的逻辑控制作用下通过气体出口管路流经气体流量检测装置检测其流量，分离得到的液体通过液体出口管路流经气体流量检测装置检测其流量。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅰ)所述的逻辑控制作用的具体操作过程包括：

当第一级气液分离装置内的液位达到高液位监测装置时，与下一级气液分离装置连通的电动阀开启，第一级气液分离装置内分离得到的液体依次经电动阀和破气装置流入下一级气液分离装置中；

当第一级气液分离装置内的液位下降至低液位监测装置时，与下一级气液分离装置连通的液体电动阀以及气体电动阀关闭，第一级气液分离装置内分离得到的气体经气体回流管路进入下一级气液分离装置。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)所述的逻辑控制作用的具体操作过程包括：

随着最后一级气液分离装置内的液位升至终极液位检测装置时，触发气体电动阀开启，分离得到的气体通过气体回流管路进入气体检测管路，流经气体流量检测装置检测其流量，分离得到的液体通过液体出口管路流经气体流量检测装置并检测其流量。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(ⅱ)结束后将气体检测管路排出的气体与液体出口管路排出的液体混合后统一回收。

所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的计量系统实现了多级气液分离与逻辑控制的有机结合，通过液位监测装置和电动阀之间的逻辑配合使得气液分离效果更彻底，自动控制计量过程更连贯，有效避免了因流体流量过大导致流量仪表计量误差偏大甚至失效。

(2)本发明通过对气液分离单元中各级气液分离装置之间的连接关系进行了重新设计，配合逻辑控制使得上级气液分离装置分离产生的气体用作下级气液分离装置的排液推动力，同时结合垂直设置，使得分离得到的液体在重力和气体推动力的作用下顺利排出，省去了输送设备。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的可实现逻辑控制的两级分离的三相计量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的可实现逻辑控制的三级分离的三相计量系统的结构示意图；

其中，1-第一气液分离装置；2-第一液体电动阀；3-破气装置；4-第二气液分离装置；5-第二液体电动阀；6-第三气液分离装置；7-第一单向阀；8-第二单向阀；9-气体检测管路；10-气体回流管路；11-气体电动阀；12-气体流量检测装置；13-气体压差单向阀；14-液体流量检测装置；15-第三单向阀；16-液体出口管路；17-气液混合物入口；18-第一高液位监测装置；19-第一低液位监测装置；20-第二高液位监测装置；21-第二低液位监测装置；22-终极液位监测装置。

具体实施方式

需要说明的是，在具体实施方式中采用的“第一”、“第二”等数量用语主要用于区分同类不同级的气液分离装置或单向阀，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的装置数量。由此，限定有“第一”、“第二”等用语的气液分离装置或单向阀可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种实现逻辑控制的三相计量系统，所述的三相计量系统如图1和图2所示，包括多级气液分离单元，所述的多级气液分离单元按照气液分离工艺路线包括垂直连接的至少两个气液分离装置。示例性地，如图1所示的多级气液分离单元包括依次连接的两个气液分离装置，如图2所示的多级气液分离单元包括依次连接的三个气液分离装置，但气液分离装置的数量不以附图中所示的数量为限，本领域技术人员需根据待分离的气液混合物的体积确定气液分离装置的数量。垂直连接的目的是省去了各级气液分离装置之间连通的输送泵，上级气液分离装置中分离得到的液体在重力的作用下即可流入下级气液分离装置。

上级气液分离装置依次通过液体电动阀和破气装置3与下级气液分离装置连通，破气装置3用于对气液混合物中的油包气进行分离。第一级气液分离装置与第二级气液分离装置之间应保证通过液体电动阀和破气装置3连接，其余各级气液分离装置之间可以仅通过液体电动阀相连。

第一级气液分离装置的气体出口连接单向阀，单向阀出口分别独立连接气体检测管路9和气体回流管路10。其中，气体检测管路9上沿气体流向依次设置有气体电动阀11、气体流量检测装置12和气体压差单向阀13；气体回流管路10出口分别独立地连接各级气液分离装置的顶部出气口，除最后一级气液分离装置外，其余各级气液分离装置的顶部气体出口均通过单向阀接入气体回流管路10。最后一级气液分离装置的液体出口管路16上沿液体流向依次设置有液体流量检测装置14和单向阀。

最后一级气液分离装置的壳体内壁上设置有终极液位监测装置22，终极液位监测装置22电连接气体电动阀11，当最后一级气液分离装置内的液位升至终极液位监测装置22时，触发气体电动阀11开启，最后一级气液分离装置内分离得到的气体经气体回流管路10进入气体检测管路9。在本具体实施方式中，一种可选的终极液位监测装置22为浮球开关。

除最后一级气液分离装置外的其余各级气液分离装置的壳体内壁由上至下依次设置有高液位监测装置和低液位监测装置。其中，高液位监测装置电连接液体电动阀，当气液分离装置内的液体液位达到高液位监测装置时，触发与下一级气液分离装置连通的液体电动阀开启(需要说明的是，该计量系统处于初始状态时，各级液体电动阀均处于关闭状态)，气液分离装置内的液体经液体电动阀流入下一级气液分离装置中；低液位监测装置分别独立电连接液体电动阀和气体电动阀11，当气液分离装置内的液体液位达到低液位监测装置时，触发液体电动阀和气体电动阀11关闭，阻断所述气液分离装置内的液体流入下一级气液分离装置，气液分离装置分离得到的气体通过气体回流管路10进入下一级气液分离装置中。在本具体实施方式中，一种可选的高液位监测装置和低液位监测装置为浮球开关。

气体检测管路9出口接入所述的液体出口管路16，气体经气体检测管路9排出后与液体出口管路16排出的液体混合后共同排出。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种实现逻辑控制的三相计量方法，采用上述的可实现逻辑控制的三相计量系统对气液进行分离并分别测量气液流量。

所述的三相计量方法包括：

(ⅰ)气液混合物进入第一级气液分离装置，分离得到的气体通过气体出口管路流经气体流量装置检测其流量，此时由于液体电动阀处于关闭状态，气液分离得到的液体在第一级气液分离装置内不断累积，直至第一级气液分离装置内的液位达到高液位监测装置时，触发与下一级气液分离装置连通的电动阀开启，第一级气液分离装置内分离得到的液体依次经电动阀和破气装置3流入下一级气液分离装置中；随着第一级气液分离装置内的液体流入下一级气液分离装置中，第一级气液分离装置内的液体液位逐渐下降，当第一级气液分离装置内的液位下降至低液位监测装置时，与下一级气液分离装置连通的液体电动阀以及气体电动阀11关闭，第一级气液分离装置内分离得到的气体经气体回流管路10进入下一级气液分离装置；

(ⅱ)气液分离过程按照步骤(ⅰ)所述的逻辑控制关系逐级进行，直至进行至最后一级气液分离装置，随着倒数第二级气液分离装置内的液体流入最后一级气液分离装置中，最后一级气液分离装置内的液体液位逐渐升高，当液位升至终极液位检测装置时，触发气体电动阀11开启，最后一级气液分离装置内分离得到的气体通过气体回流管路10进入气体检测管路9，流经气体流量检测装置12检测其流量，分离得到的液体通过液体出口管路16流经气体流量检测装置12并检测其流量以及液体中的油水比例。

步骤(ⅱ)结束后将气体检测管路9排出的气体与液体出口管路16排出的液体混合后统一回收外排。

实施例1

本发明提供了一种可实现逻辑控制的两级分离的三相计量系统，所述的三相计量系统如图1所示包括多级气液分离单元，所述的多级气液分离单元按照气液分离工艺路线包括垂直连接的第一气液分离装置1和第三气液分离装置6。

第一气液分离装置1依次通过第一液体电动阀2和破气装置3与第三气液分离装置6连接，破气装置3用于对气液混合物中的油包气进行分离。

第一气液分离装置1的顶部气体出口连接第一单向阀7，第一单向阀7的出口分别独立连接气体检测管路9和气体回流管路10。其中，气体检测管路9上沿气体流向依次设置有气体电动阀11、气体流量检测装置12和气体压差单向阀13；气体回流管路10出口连接第三气液分离装置6的顶部出气口。第一气液分离装置1的壳体上方设置有气液混合物入口17。第一气液分离装置1的壳体内壁由上至下依次设置有第一高液位监测装置18和第一低液位监测装置19。其中，第一高液位监测装置18电连接第一液体电动阀2，当第一气液分离装置1内的液体液位达到第一高液位监测装置18时，触发第一液体电动阀2开启(需要说明的是，该计量系统处于初始状态时，第一液体电动阀2处于关闭状态)，第一气液分离装置1内的液体经第一液体电动阀2流入第三气液分离装置6中。第一低液位监测装置19分别独立地电连接第一液体电动阀2和气体电动阀11，当第一气液分离装置1内的液体液位达到第一低液位监测装置19时，触发第一液体电动阀2和气体电动阀11关闭，阻断第一气液分离装置1内的液体流入第三气液分离装置6，第一气液分离装置1内分离得到的气体依次经过第一单向阀7和气体回流管路10进入第三气液分离装置6中。本实施例中采用的第一高液位监测装置18和第一低液位监测装置19均为浮球开关。

第三液体气液分离装置的排液口连接液体出口管路16，液体出口管路16上沿液体流向依次设置有液体流量检测装置14和第三单向阀15。第三级气液分离装置的壳体内壁上设置有终极液位监测装置22，终极液位监测装置22电连接气体电动阀11，当第三气液分离装置6内的液体液位升至终极液位监测装置22时，触发气体电动阀11开启(此时第一液体电动阀2仍保持关闭状态)，第三气液分离装置6内分离得到的气体经气体回流管路10进入气体检测管路9并流经气体流量检测装置12对其流量进行检测，在本实施例中采用的终极液位监测装置22为浮球开关。

气体检测管路9出口接入液体出口管路16，气体经气体检测管路9排出后与液体出口管路16排出的液体混合后共同排出。

应用实施例1

采用实施例1提供的可实现逻辑控制的两级分离的三相计量系统对气液混合物进行分离并分别测量气液流量，所述的计量方法具体包括：

(ⅰ)一级气液分离：气体2000m³，油水混合液45m³(其中油20m³，水25m³)的气液混合物通过气液混合物入口17进入第一气液分离装置1中，分离得到的气体通过第一单向阀7进入气体检测管路9，在气体检测管路9中依次流经气体电动阀11、气体流量检测装置12和气体压差单向阀13后排出，流经气体流量检测装置12时对气体流量进行检测；在第一气液分离装置1进行气液分离的过程中，第一液体电动阀2处于关闭状态，气液分离得到的液体在第一气液分离装置1内不断累积，直至第一气液分离装置1内的液体液位达到第一高液位监测装置18时，触发第一液体电动阀2开启，第一气液分离装置1内分离得到的液体依次经第一液体电动阀2和破气装置3流入第三气液分离装置6中；随着第一气液分离装置1内的液体逐渐流入第三气液分离装置6中，第一气液分离装置1内的液体液位逐渐下降，直至下降至第一低液位监测装置19时，触发第一液体电动阀2和气体电动阀11关闭，第一气液分离装置1内分离得到的气体经第一单向阀7通过气体回流管路10进入第三气液分离装置6，为第三气液分离装置6内的液体排出提供驱动力；

(ⅱ)二级气液分离：随着第一气液分离装置1内的液体逐渐流入第三气液分离装置6中，第三气液分离装置6内的液体液位升高，当升至终极液位监测装置22时，触发气体电动阀11开启(此时第一液体电动阀2仍保持关闭)，第三气液分离装置6内分离得到的气体通过气体回流管路10进入气体检测管路9，流经气体流量检测装置12检测其气体流量，分离得到的液体通过液体出口管路16流经气体流量检测装置12并检测混合液流量以及混合液中的油水比例。

步骤(ⅱ)结束后将气体检测管路9排出的气体与液体出口管路16排出的液体混合后统一回收。

多次运行后抽样检验，气液分离效率达99％以上；将分离后的气体和混合液经实验室取样化验，并与油田采样得到的气液混合物中的气体混合物体积数据对比得到，气体的体积误差为1％，混合液的体积误差为0.2％，含水体积误差为2％。

实施例2

本发明提供了一种可实现逻辑控制的三级气液分离的三相计量系统，所述的三相计量系统如图2所示，包括多级气液分离单元，所述的多级气液分离单元按照气液分离工艺路线包括垂直连接的第一气液分离装置1、第二气液分离装置4和第三气液分离装置6。

第一气液分离装置1依次通过第一液体电动阀2和破气装置3与第二气液分离装置4连接，破气装置3用于对气液混合物中的油包气进行分离。第二气液分离装置4通过第二液体电动阀5与第三气液分离装置6连接。

第一气液分离装置1的顶部出气口连接第一单向阀7，第一单向阀7的出口分别独立连接气体检测管路9和气体回流管路10。其中，气体检测管路9上沿气体流向依次设置有气体电动阀11、气体流量检测装置12和气体压差单向阀13；气体回流管路10的出口分别独立地连接第二气液分离装置4和第三气液分离装置6的顶部出气口，其中第二气液分离装置4的顶部出气口通过第二单向阀8接入气体回流管路10。第一气液分离装置1的壳体上方设置有气液混合物入口17。第一气液分离装置1的壳体内壁由上至下依次设置有第一高液位监测装置18和第一低液位监测装置19。其中，第一高液位监测装置18电连接第一液体电动阀2，当第一气液分离装置1内的液体液位达到第一高液位监测装置18时，触发第一液体电动阀2开启(需要说明的是，该计量系统处于初始状态时，第一液体电动阀2处于关闭状态)，第一气液分离装置1内的液体经第一液体电动阀2流入第二气液分离装置4中。第一低液位监测装置19分别独立地电连接第一液体电动阀2和气体电动阀11，当第一气液分离装置1内的液体液位达到第一低液位监测装置19时，触发第一液体电动阀2和气体电动阀11关闭，阻断第一气液分离装置1内的液体流入第二气液分离装置4，第一气液分离装置1内分离得到的气体依次通过第一单向阀7和气体回流管路10进入第三气液分离装置6中(由于第二单向阀8的单向引流作用导致第一气液分离装置1内分离得到的气体无法通过气体回流管路10进入第二气液分离装置4内，当然一种可选的技术方案为：省去第二单向阀8，此时第一气液分离装置1分离得到的气体则可通过气体回流管路10分别进入第二气液分离装置4和第三气液分离装置6中，该可选的技术方案同样落入本发明的公开范围和保护范围之内，但限于篇幅，不再对此可选技术方案设置独立的实施例)。本实施例中采用的第一高液位监测装置18和第一低液位监测装置19均为浮球开关。

第二气液分离装置4的壳体内壁由上至下依次设置有第二高液位监测装置20和第二低液位监测装置21。其中，第二高液位监测装置20电连接第二液体电动阀5，当第二气液分离装置4内的液体液位达到第二高液位监测装置20时，触发第二液体电动阀5开启(需要说明的是，该计量系统处于初始状态时，第二液体电动阀5处于关闭状态)，第二气液分离装置4内的液体经第二液体电动阀5流入第三气液分离装置6中。第二低液位监测装置21分别独立地电连接第二液体电动阀5和气体电动阀11，当第二气液分离装置4内的液体液位达到第二低液位监测装置21时，触发第二液体电动阀5和气体电动阀11关闭，阻断第二气液分离装置4内的液体流入第三气液分离装置6，第二气液分离装置4内分离得到的气体通过第二单向阀8进入气体回流管路10，经气体回流管路10进入第三气液分离装置6中。本实施例中采用的第一高液位监测装置18和第一低液位监测装置19均为浮球开关。

第三气液分离装置6的底部排液口连接液体出口管路16，液体出口管路16上沿液体流向依次设置有液体流量检测装置14和第三单向阀15。第三级气液分离装置的壳体内壁上设置有终极液位监测装置22，终极液位监测装置22电连接气体电动阀11，当第三气液分离装置6内的液体液位升至终极液位监测装置22时，触发气体电动阀11开启，第三气液分离装置6内分离得到的气体经气体回流管路10进入气体检测管路9并流经气体检测装置检测混合液流量以及混合液中的油水比例。，在本实施例中采用的终极液位监测装置22为浮球开关。

所述的气体检测管路9出口接入所述的液体出口管路16，气体经气体检测管路9排出后与液体出口管路16排出的液体混合后共同排出。

应用实施例2

采用实施例2提供的可实现逻辑控制的三级分离的三相计量系统对气液混合物进行分离并分别测量气液流量；所述的计量方法具体包括：

(ⅰ)一级气液分离：包括3000m³气体和60m³油水混合液(其中油25m³，水35m³)的气液混合物通过气液混合物入口17进入第一气液分离装置1中，气液混合物在第一气液分离装置1中进行一级气液分离过程，分离得到的气体通过第一单向阀7进入气体检测管路9，在气体检测管路9中依次流经气体电动阀11、气体流量检测装置12和气体压差单向阀13后排出，气体流经气体流量检测装置12时对气体流量进行检测；在第一气液分离装置1进行气液分离的过程中，第一液体电动阀2处于关闭状态，气液分离得到的液体在第一气液分离装置1内不断累积，直至第一气液分离装置1内的液体液位达到第一高液位监测装置18时，触发第一液体电动阀2开启，第一气液分离装置1内分离得到的液体依次经第一液体电动阀2和破气装置3流入第二气液分离装置4中；随着第一气液分离装置1内的液体逐渐流入第二气液分离装置4中，第一气液分离装置1内的液体液位逐渐下降，直至下降至第一低液位监测装置19时，触发第一液体电动阀2和气体电动阀11关闭，第一气液分离装置1内分离得到的气体经第一单向阀7通过气体回流管路10进入第三气液分离装置6，为第三气液分离装置6内的液体排出提供驱动力；

(ⅱ)二级气液分离：第一气液分离装置1内分离得到的液体经第一液体电动阀2和破气装置3流入第二气液分离装置4中，在第二气液分离装置4中进行二级气液分离过程，分离得到的气体经第二单向阀8和气体回流管路10进入气体检测管路9，在气体检测管路9中依次流经气体电动阀11、气体流量检测装置12和气体压差单向阀13后排出，流经气体流量检测装置12时对气体流量进行检测；在第二气液分离装置4进行气液分离的过程中，第二液体电动阀5处于关闭状态，气液分离得到的液体在第二气液分离装置4内不断累积，直至第二级气液分离装置内的液体液位达到第二高液位监测装置20时，触发第二液体电动阀5开启，第二气液分离装置4内分离得到的液体经第二液体电动阀5流入第三气液分离装置6；随着第二气液分离装置4内的液体逐渐流入第三气液分离装置6，第二气液分离装置4内的液体液位逐渐下降，直至下降至第二低液位监测装置21时，触发第二液体电动阀5和气体电动阀11关闭，第二气液分离装置4内分离得到的气体经第二单向阀8和气体回流管路10进入第三气液分离装置6，为第三气液分离装置6内的液体排出提供驱动力；

(ⅲ)三级气液分离：随着第二气液分离装置4内的液体逐渐流入第三气液分离装置6中，第三气液分离装置6内的液体液位升高，当升至终极液位监测装置22时，触发气体电动阀11开启，第三气液分离装置6内分离得到的气体通过气体回流管路10进入气体检测管路9，流经气体流量检测装置12时检测其气体流量，分离得到的液体通过液体出口管路16流经气体流量检测装置12检测混合液流量以及混合液中的油水比例。

步骤(ⅲ)结束后将气体检测管路9排出的气体与液体出口管路16排出的液体混合后统一回收。

多次运行后抽样检验，气液分离效率达99％以上；将分离后的气体和混合液经实验室取样化验，并与油田采样得到的气液混合物中的气体混合物体积数据对比得到，气体的体积误差为1.2％，混合液的体积误差为0.4％，含水体积误差为3％。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。