单井产液量计量装置及系统的制作方法

本申请涉及石油生产技术领域，尤其涉及一种单井产液量计量装置及系统。

背景技术：

单井产液量是反映地层原油分布情况的重要依据，如果某井产液量高，则表明该井所在区域原油含量较高，如果某井产液量低，则表明该井所在区域原油含量较低。其中，单井日产液量使用较为普遍。

目前，常通过人工配合分离器的方式计量单井日产液量。具体地，分离器的侧壁上设置有液位计上接口和液位计下接口，液位计的一端与液位计上接口连接，液位计的另一端与液位计下接口连接。随着单井产液向分离器的注入，分离器中液面逐渐升高。当液位计指示分离器中液面到达第一刻度时操作人员开始计时，当液位计指示分离器中液面达到第二刻度时操作人员停止计时，将开始计时时对应的时间记为第一时刻，将停止计时时对应的时间记为第二时刻。然后，将第一刻度与第二刻度差确定为预设产液高度；将预设产液高度和分离器的横截面积相乘，得到预设产液量；将第一时刻与第二时刻差确定为预设时间段。由此，便可确定预设时间段的预设产液量。最后，将预设时间段与24小时的比例系数乘以预设产液量，即可计算出单井日产液量。

然而，人工计时难免存在误差，计时准确度较低，确定出的单井日产液量的精确度也将较低。

技术实现要素：

本申请提供了一种单井产液量计量装置及系统，可以解决相关技术中人工计时准确度低，确定出的单井日产液量精确度较低的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供一种单井产液量计量装置，所述单井产液量计量装置包括：磁控传感器、变送器、mcu(microcontrollerunit，微控制单元)控制器、网络模块和开关电源模块；

所述磁控传感器与非磁性腔体固定连接，所述磁控传感器还与所述变送器的输入端电连接，所述变送器的输出端与所述mcu控制器的输入端电连接，所述mcu控制器的第一输出端与所述网络模块的输入端电连接，所述网络模块的输出端与站控系统网络连接，所述非磁性腔体与分离器的内腔连通，所述分离器用于储存单井产液；

所述磁控传感器、所述变送器、所述mcu控制器和所述网络模块均与所述开关电源模块电连接；

其中，所述磁控传感器用于在通电后，感应所述分离器内的液面高度，根据所述液面高度向所述变送器输出电阻信号；所述变送器用于根据接收到的所述电阻信号，向所述mcu控制器发送电流信号；所述mcu控制器用于在接收所述电流信号的过程中，从所述液面高度到达量油起始位置开始计时，直至所述液面高度到达量油结束位置结束计时，根据计时得到的时长确定单井产液量，将所述单井产液量发送给所述网络模块。

可选地，所述mcu控制器包括第一存储空间，所述第一存储空间用于存储不同单井对应的技术参数。

可选地，所述mcu控制器包括第二存储空间，所述第二存储空间用于存储不同分离器对应的技术参数。

可选地，所述单井产液量计量装置还包括：报警设备；

所述mcu控制器和所述电源模块均与所述报警设备连接。

可选地，所述报警设备包括：低音蜂鸣器；

所述低音蜂鸣器与所述mcu控制器的第二输出端连接，所述低音蜂鸣器用于在所述液面高度达到量油结束位置时，发出第一报警音。

可选地，所述报警设备还包括：高音蜂鸣器；

所述高音蜂鸣器与所述mcu控制器的第三输出端连接，所述高音蜂鸣器用于在所述液面高度达到危险高度时，发出第二报警音。

可选地，所述单井产液量计量装置还包括：交互模块；

所述mcu控制器的第四输出端和所述开关电源模块均与所述交互模块连接，所述交互模块用于显示所述mcu控制器发送的数据，所述交互模块还用于向用户提供交互界面，以设置参数。

另一方面，提供一种单井产液量计量系统，所述单井产液量计量系统包括：分离器、非磁性腔体、磁性浮球和上述第一方面所示的单井产液量计量装置；

所述分离器的侧壁上设置有进液口、第一接口和第二接口，所述非磁性腔体的第一端与所述第一接口连接，所述非磁性腔体的第二端与所述第二接口连接；

所述磁性浮球位于所述非磁性腔体内，所述磁控传感器根据所述磁性浮球在所述非磁性腔体中的位置感应所述分离器内的液面高度。

可选地，所述单井产液量计量系统包括：磁翻板液位计；

所述磁翻板液位计与所述非磁性腔体的外壁接触，所述磁翻板液位计内设置有多个滚动件，所述多个滚动件中的每个滚动件包括磁性部分和非磁性部分，所述多个滚动件用于根据感应到的所述磁性浮球的位置进行液位指示。

可选地，所述非磁性腔体的外壁上设置有卡子，所述磁控传感器通过所述卡子与所述非磁性腔体连接。

本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

本申请实施例中，单井产液量计量装置配合分离器、非磁性腔体和磁性浮球实现单井产液量的计量时，磁控传感器与非磁性腔体固定连接，磁控传感器可以感应磁性浮球在非磁性腔体中所处的高度，因而磁控传感器可以感应分离器内的液面高度。磁控传感器可以在通电后，根据感应的液面高度向变送器输出对应的电阻信号。相应地，变送器可以接收磁控传感器发送的电阻信号，并根据接收到的电阻信号持续向mcu控制器发送对应的电流信号。相应地，mcu控制器可以接收变送器发送的电流信号，并在接收电流信号的过程中，从液面高度达到量油起始位置开始计时，直至液面高度到达量油结束位置结束计时。之后，mcu控制器可以根据从量油开始至量油结束过程中的计时确定单井产液量，将确定出的单井产液量发送给网络模块。本申请可以通过mcu控制器可以实现自动准确计时，且mcu控制器可以根据在量油过程中的计时自动确定单井产液量(即，自动算产)，并将确定出的单井产液量发送给网络模块，这样，操作人员便可以直接从网络模块获取单井产液量，无需现场人工计时，也无需根据计时再去人工计算单井产液量，提高了确定单井产液量的效率和准确率。且本申请实施例提供的计量装置可以很方便对接站控系统，使得无纸化办公、合并岗位、减员增效易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种单井产液量计量装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种单井产液量计量系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种单井产液量计量装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种单井产液量计量系统的结构示意图。

附图标记：

01：磁控传感器，02：变送器，03：mcu控制器，04：网络模块，05：开关电源模块，06：报警设备，07：交互模块，08：分离器，09：非磁性腔体，10：磁性浮球，11：磁翻板液位计，110：滚动件，110a：磁性部分，110b：非磁性部分，061：低音蜂鸣器，062：高音蜂鸣器，081：进液口，082：第一接口，083：第二接口。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是本申请实施例提供的一种单井产液量计量装置的结构示意图，如图1所示，该单井产液量计量装置包括：磁控传感器01、变送器02、微控制单元mcu控制器03、网络模块04和开关电源模块05。磁控传感器01与非磁性腔体09固定连接，磁控传感器01还与变送器02的输入端电连接，变送器02的输出端与mcu控制器03的输入端电连接，mcu控制器03的第一输出端与网络模块04的输入端电连接，网络模块04的输出端与站控系统网络连接，非磁性腔体09与分离器08的内腔连通，分离器08用于储存单井产液；磁控传感器01、变送器02、mcu控制器03和网络模块04均与开关电源模块05电连接。其中，磁控传感器01用于在通电后，感应分离器08内的液面高度，根据液面高度向变送器02输出电阻信号；变送器02用于根据接收到的电阻信号，向mcu控制器03发送电流信号；mcu控制器03用于在接收电流信号的过程中，从液面高度到达量油起始位置开始计时，直至液面高度到达量油结束位置结束计时，根据计时得到的时长确定单井产液量，将单井产液量发送给网络模块04。

本申请实施例提供的计量装置可以配合分离器08、非磁性腔体09和磁性浮球10实现单井产液量的计量。

其中，如图2所示，分离器08的侧壁上可以设置有进液口081，单井产液可以从该进液口081进入分离器08的内腔。分离器08的侧壁上还可以设置有第一接口082和第二接口083，非磁性腔体09的第一端与第一接口082连接，非磁性腔体09的第二端与第二接口083连接，以实现非磁性腔体09与分离器08的内腔的连通。这样，当单井产液进入分离器08的内腔时，非磁性腔体09内的液面高度将与分离器08的内腔中的液面高度保持一致。非磁性腔体09内可以设置有磁性浮球10，磁性浮球10漂浮在非磁性腔体09内的液体上，磁性浮球10在非磁性腔体09中所处的高度随着非磁性腔体09中液面的变化而变化。

磁控传感器01与非磁性腔体09连接，磁控传感器01在通电后，便可以感应磁性浮球10在非磁性腔体09中所处的高度，因而磁控传感器01可以感应分离器08内的液面高度。随着单井产液的不断注入，分离器08内的液面高度逐渐上升，磁控传感器01可以根据感应的当前液面高度持续向变送器02输出对应的电阻信号。相应地，变送器02可以接收磁控传感器01发送的电阻信号，并根据接收到的电阻信号持续向mcu控制器03发送对应的电流信号。相应地，mcu控制器03可以接收变送器02发送的电流信号，并在接收电流信号的过程中，从液面高度达到量油起始位置开始计时，直至液面高度到达量油结束位置结束计时(其中，mcu控制器03的计时可以精确到毫秒级)。之后，mcu控制器03可以根据从量油开始至量油结束过程中的计时确定单井产液量，将确定出的单井产液量发送给网络模块04。这样，操作人员便可以直接从网络模块04获取单井产液量。

需要说明的是，非磁性腔体09上可以设置有卡子，磁控传感器01可以通过该卡子固定在非磁性腔体09上。当然，磁控传感器01也可以通过其他方式与非磁性腔体09连接，只要保证磁控传感器01与非磁性腔体09的外壁接触，便于磁控传感器01感应分离器08内的液面高度即可。

另外，磁控传感器01内可以设置有多个电阻和干簧管。其中，某个干簧管在感应到磁性浮球10靠近时会导通，从而将这个干簧管以下的电阻短路，磁控传感器01可以根据当前未短路的电阻确定分离器08内的液面高度，并可以根据未短路的电阻，向变送器02发送当前液面高度对应的电阻信号。也即，磁控传感器01可以根据液面高度向变送器02输出对应的电阻信号。磁控传感器01的型号可以为htl1000。

另外，变送器02内可以存储有电阻信号与电流信号的对应关系。变送器02在接收到磁控传感器01发送的电阻信号之后，可以根据电阻信号在该对应关系中查找当前电阻信号对应的电流信号，将查找出的电流信号发送给mcu控制器03。其中，该电流信号可以是4～20ma(毫安)的电流信号。

另外，开关电源模块05用于给磁控传感器01、变送器02、mcu控制器03和网络模块04供电，且可以为磁控传感器01、变送器02、mcu控制器03和网络模块04等提供24v(伏特)的直流电。开关电源中开关电源的型号可以为chys-100-24。开关电源模块05可以一直处于工作状态，实时为磁控传感器01、变送器02、mcu控制器03和网络模块04供电。当然，开关电源模块05也可以处于远程唤醒状态，当需要供电时再被唤醒以正常供电，本申请实施例对此不做具体限定。

再者，mcu控制器03的型号可以为nk-col-44-zlu-4。mcu控制器03可以是32位mcu控制器03，可以包括4路16位的模拟量采集通道，用于接收电流信号，还可以包括2路独立的rs485通讯通道，支持modbusrtu协议，用于传输信号。另外，mcu控制器03可以包括第一存储空间和第二存储空间。其中，第一存储空间可以是300字节的参数存储空间，第一存储空间用于存储不同单井对应的技术参数，例如，可以存储不同单井对应的标识、原油含水率等，实现不同单井的差异化管理。第二存储空间可以是100字节的参数存储空间，第二存储空间可以存储不同分离器08对应的技术参数、液位计的量程、量油起始位置、量油结束位置、报警值等，例如，可以存储不同分离器08的标识、容积等。其中，量油起始位置和量油结束位置可以根据选用的分离器08的容积和单井的实际产液情况设置。

mcu控制器03可以在接收变送器02发送的电流信号的过程中，从液面高度达到其存储的量油起始位置开始计时，直至液面高度到达其存储的量油结束位置结束计时。mcu控制器03在结束计时之后，可以根据在量油过程中的计时，以及mcu控制器03中存储的量油起始位置和量油结束位置等技术参数，通过逻辑与浮点运算等确定单井产液量。例如，在该计量装置配合a分离器08计量a井的产液量的情况下，mcu控制器03可以根据在量油过程中的计时、量油起始位置和量油结束位置的间距和a分离器08的容积，确定a井的日产液量。在确定出a井的日产液量之后，还可以根据a井中原油的含水率和a井的日产液量，确定a井的日产油量。

最后，网络模块04可以通过网络接口与站控系统的上位机连接。网络模块04可以将mcu控制器03确定出的单井产液量、产油量等数据传给站控系统，便于操作人员远程获取量油结果。网络模块04的型号可以为nk-sw4e-11。

本申请实施例中，单井产液量计量装置配合分离器08、非磁性腔体09和磁性浮球10实现单井产液量的计量时，磁控传感器01与非磁性腔体09连接，磁控传感器01可以感应磁性浮球10在非磁性腔体09中所处的高度，因而磁控传感器01可以感应分离器08内的液面高度。磁控传感器01可以在通电后，根据感应的液面高度向变送器02输出对应的电阻信号。相应地，变送器02可以接收磁控传感器01发送的电阻信号，并根据接收到的电阻信号持续向mcu控制器03发送对应的电流信号。相应地，mcu控制器03可以接收变送器02发送的电流信号，并在接收电流信号的过程中，从液面高度达到量油起始位置开始计时，直至液面高度到达量油结束位置结束计时。之后，mcu控制器03可以根据从量油开始至量油结束过程中的计时确定单井产液量，将确定出的单井产液量发送给网络模块04。本申请可以通过mcu控制器03自动准确计时，且mcu控制器03可以根据在量油过程中的计时自动确定单井产液量(即，自动算产)，并将确定出的单井产液量发送给网络模块04，这样，操作人员便可以直接从网络模块04获取单井产液量，无需现场人工计时，也无需根据计时再去人工计算单井产液量，提高了确定单井产液量的效率和准确率。且本申请实施例提供的计量装置可以很方便对接站控系统，使得无纸化办公、合并岗位、减员增效易于实现。

在一些实施例中，如图3所示，该单井产液量计量装置还可以包括：报警设备06。mcu控制器03和电源模块均与报警设备06连接。

需要说明的是，报警设备06可以包括：低音蜂鸣器061和高音蜂鸣器062。其中，低音蜂鸣器061与mcu控制器03的第二输出端连接，低音蜂鸣器061用于在液面高度达到量油结束位置时，发出第一报警音。低音蜂鸣器061的型号可以为sfm-27-1。高音蜂鸣器062与mcu控制器03的第三输出端连接，高音蜂鸣器062用于在液面高度达到危险高度时，发出第二报警音。高音蜂鸣器062的型号可以为cpd001-24。

其中，第一报警音的音高可以低于第二报警音的音高。当液面高度达到量油结束位置时，控制低音蜂鸣器061发出第一报警音，可以提醒操作人员量油结束，便于及时停止向分离器08继续注入产液。当液面高度达到危险高度时，控制高音蜂鸣器062发出第二报警音，可以提醒操作人员及时关闭分离器08上的闸门，停止注入产液。其中，危险高度可以高于量油结束位置的高度，且可以低于分离器08的总高，例如，危险高度可以是分离器08内液面高度达到分离器08总高的三分之二时的高度等。

值得说明的是，低音蜂鸣器061的设置可以便于提醒操作人员量油结束。高音蜂鸣器062的设置可以便于提醒操作人员液面高度已经达到危险高度，便于操作人员及时作出关闭闸门等处理，有效避免因操作人员未及时发现液面高度超标而发生液体喷出的事故发生。由于液面高度达到危险高度时，可以自动控制高音蜂鸣器062发出第二报警音，所以不需要专人实时守在分离器08旁，很大程度上解放了人力，可以达到单井产液量计量过程无人看管的效果。

在一些实施例中，如图3所示，该单井产液量计量装置还可以包括：交互模块07。mcu控制器03的第四输出端和开关电源模块05均与交互模块07连接，交互模块07用于显示mcu控制器03发送的数据，交互模块07还用于向用户提供交互界面，以设置参数。

需要说明的是，交互模块07可以包括7寸的电阻屏，其分辨率可以为800*480，型号可以为lev1700e。交互模块07的画面简洁、明朗，操作人员可以在交互模块07上很方便的设置参数。交互模块07上可以显示有开始计量键，当需要通过本申请实施例提供的计量装置计量单井产液量时，可以先在交互模块07上设置好预量油的单井井号及该单井的相关参数，然后在倒流程(即，控制分离器08上的阀门打开，使产液开始进入分离器08的内腔)后点击开始计量键。也可以在设置好参数后先点击开始计量键，后倒流程。

另外，交互模块07具有量油记录功能，可以将量油结果存储一段时间，便于操作人员对量油结果进行分析，根据分析结果进行监督管理。

在mcu控制器03计时期间，mcu可以将液面的实时高度和记录的时间实时发送给交互模块07，交互模块07可以在量油过程中，将接收到的液面的实时高度和时间显示出来，便于操作人员了解当前量油进度。在mcu控制器03计时结束，确定出单井产液量和单井产油量等数据时，可以将确定出的单井产液量和单井产油量等数据发送给交互模块07，交互模块07在接收到mcu控制器03发送的单井产液量和单井产油量等数据时，也可以将这些数据显示出来，便于操作人员了解量油结果。

值得注意的是，本申请实施例提供的计量装置中的磁控传感器01和变送器02作为传感器部分，可以设置在非磁性腔体09旁，mcu控制器03作为控制部分可以设置在中控室，交互模块07也可以设置在中控室，传感器部分和交互模块07均与控制部分电连接。mcu控制器03在确定出单井产液量和产油量时，可以将这些结果通过交互模块07显示出来，也可以通过网络模块04将这些数据传至中控系统。因此操作人员不仅可以从交互模块07读取量油结果，也可以从中控系统获取量油结果。

本申请实施例中，单井产液量计量装置配合分离器08、非磁性腔体09和磁性浮球10实现单井产液量的计量时，磁控传感器01与非磁性腔体09连接，磁控传感器01可以感应磁性浮球10在非磁性腔体09中所处的高度，因而磁控传感器01可以感应分离器08内的液面高度。磁控传感器01可以在通电后，根据感应的液面高度向变送器02输出对应的电阻信号。相应地，变送器02可以接收磁控传感器01发送的电阻信号，并根据接收到的电阻信号持续向mcu控制器03发送对应的电流信号。相应地，mcu控制器03可以接收变送器02发送的电流信号，并在接收电流信号的过程中，从液面高度达到量油起始位置开始计时，直至液面高度到达量油结束位置结束计时。之后，mcu控制器03可以根据从量油开始至量油结束过程中的计时确定单井产液量，将确定出的单井产液量发送给网络模块04。本申请可以通过mcu控制器03自动准确计时，且mcu控制器03可以根据在量油过程中的计时自动确定单井产液量(即，自动算产)，并将确定出的单井产液量发送给网络模块04，这样，操作人员便可以直接从网络模块04获取单井产液量，无需现场人工计时，也无需根据计时再去人工计算单井产液量，提高了确定单井产液量的效率和准确率。且本申请实施例提供的计量装置可以很方便对接站控系统，使得无纸化办公、合并岗位、减员增效易于实现。

图2是本申请实施例提供的一种单井产液量计量系统的结构示意图，如图2所示，该单井产液量计量系统包括：分离器08、非磁性腔体09、磁性浮球10和上述实施例所示的单井产液量计量装置。分离器08的侧壁上设置有进液口081、第一接口082和第二接口083，非磁性腔体09的第一端与第一接口082连接，非磁性腔体09的第二端与第二接口083连接；磁性浮球10位于非磁性腔体09内，磁控传感器01根据磁性浮球10在非磁性腔体09中的位置感应分离器08内的液面高度。

需要说明的是，非磁性腔体09的外壁上可以设置有卡子，磁控传感器01可以通过该卡子与非磁性腔体09连接。

另外，单井产液量计量装置的结构描述可以参考前述实施例，此处不再赘述。

在一些实施例中，如图4所示，该单井产液量计量系统还可以包括：磁翻板液位计11。磁翻板液位计11与非磁性腔体09的外壁接触，磁翻板液位计11内设置有多个滚动件110，多个滚动件110中的每个滚动件110包括磁性部分110a和非磁性部分110b，多个滚动件110用于根据感应到的磁性浮球10的位置进行液位指示。

需要说明的是，磁翻板液位计11可以通过非磁性腔体09的外壁上设置的卡子固定在非磁性腔体09的外壁上。

磁性浮球10位于非磁性腔体09内，多个滚动件110沿磁翻板液位计11的长度方向顺次排列在磁翻板液位计11内，磁翻板液位计11与非磁性腔体09的外壁接触，因此多个滚动件110可以感应磁性浮球10的位置。

参照图4，滚动件110的磁性部分110a用白色示出，滚动件110的非磁性部分110b用黑色示出，将磁翻板液位计11安装在非磁性腔体09的外壁上，磁性浮球10没有靠近滚动件110时，磁翻板液位计11内的多个滚动件110的磁性部分110a均背离非磁性腔体09，多个滚动件110的非磁性部分110b均朝向非磁性腔体09。随着分离器08内产液的注入，分离器08的内腔和非磁性腔体09内的液面高度均不断上升，非磁性腔体09内的磁性浮球10的高度也不断增加，当磁性浮球10靠近某个滚动件110时，这个滚动件110的磁性部分110a(白色部分)会被磁性浮球10吸附，从而这个滚动件110发生翻转，使得白色的磁性部分110a朝向非磁性腔体09，黑色的非磁性部分110b背向非磁性腔体09。最后呈现出的是，液面以下的滚动件110的白色磁性部分110a均朝向非磁性腔体09，黑色非磁性部分110b均背向非磁性腔体09，而液面以上的滚动件110的白色磁性部分110a均背向非磁性腔体09，黑色非磁性部分110b均朝向非磁性腔体09。由此，位于分离器08周围的操作人员还可以通过该磁翻板液位计11内滚动件110的指示获知分离器08内的液面高度。

本申请实施例中，单井产液量计量装置配合分离器08、非磁性腔体09和磁性浮球10实现单井产液量的计量时，磁控传感器01与非磁性腔体09固定连接，磁控传感器01可以感应磁性浮球10在非磁性腔体09中所处的高度，因而磁控传感器01可以感应分离器08内的液面高度。磁控传感器01可以在通电后，根据感应的液面高度向变送器02输出对应的电阻信号。相应地，变送器02可以接收磁控传感器01发送的电阻信号，并根据接收到的电阻信号持续向mcu控制器03发送对应的电流信号。相应地，mcu控制器03可以接收变送器02发送的电流信号，并在接收电流信号的过程中，从液面高度达到量油起始位置开始计时，直至液面高度到达量油结束位置结束计时。之后，mcu控制器03可以根据从量油开始至量油结束过程中的计时确定单井产液量，将确定出的单井产液量发送给网络模块04。本申请可以通过mcu控制器03自动准确计时，且mcu控制器03可以根据在量油过程中的计时自动确定单井产液量(即，自动算产)，并将确定出的单井产液量发送给网络模块04，这样，操作人员便可以直接从网络模块04获取单井产液量，无需现场人工计时，也无需根据计时再去人工计算单井产液量，提高了确定单井产液量的效率和准确率。且本申请实施例提供的计量装置可以很方便对接站控系统，使得无纸化办公、合并岗位、减员增效易于实现。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。