阅读说明：本技术 一种计重法油井自动计量器 (Oil well automatic meter using weighing method ) 是由 徐成军 申法举 刘仲锋 常学义 李伟 于 2020-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种计重法油井自动计量器,该计量器尤其适于大气量油井计量应用。该计量器由测量罐、储罐、电动阀、差压变送器、自动控制器、气体流量计、止回阀、管汇等组成,各电动器件及仪表均与自动控制器连接。油井来液进入测量罐,由差压变送器配合自动控制器实时测得罐内液量的质量值,待达到预定值,下部的电动阀开启,在气体的推动下,测量罐内的液体会快速排入储罐。每次测量罐的充液,会测量出充液值及充液时间,由此取得该罐的瞬时流量值。经过多次测量罐的充液及排液,通过积算及相应的数学补偿,即可取得该时间段的油井的液体流量。该计量器配套气体流量计及相应的管线,进行产气量测量。(The invention discloses an oil well automatic meter adopting a weighing method, which is particularly suitable for the metering application of an oil well with large air volume. The meter consists of a measuring tank, a storage tank, an electric valve, a differential pressure transmitter, an automatic controller, a gas flowmeter, a check valve, a manifold and the like, wherein all electric devices and instruments are connected with the automatic controller. The liquid that comes into the oil well gets into the measuring tank, measures the quality value of jar interior liquid measure in real time by differential pressure transmitter cooperation automatic control, waits to reach the predetermined value, and the electric valve of lower part opens, and under gaseous promotion, the liquid in the measuring tank can discharge into the storage tank fast. Each time the liquid filling of the tank is measured, the liquid filling value and the liquid filling time are measured, and the instantaneous flow value of the tank is obtained. The liquid filling and discharging of the tank are measured for many times, and the liquid flow of the oil well in the time period can be obtained through integration and corresponding mathematical compensation. The meter is matched with a gas flowmeter and a corresponding pipeline to measure the gas production.)

一种计重法油井自动计量器

技术领域

本发明涉及一种对油井的产液量、产气量进行自动计量的设备及技术，属于油田油井生产计量技术领域。

背景技术

各油田的油井的原油开采，大多已进入了二次采油阶段，很多油井采用气驱 (注入二氧化碳或者氮气)、火驱(井底控制燃烧)、蒸汽驱(注入蒸汽)等方法进行原油举升生产。以上的油井开采方法及过程中，气产量大(气液比大于50)，生产出的原油粘稠度高，在原油中混合的气泡多且不容易分离。该类油井的产液量，若用体积计量的方式误差很大，需要用重量法对油井产液量进行准确测量。

发明内容

本发明针对大气量油井的计量问题，提供一种计重方式的油井产液自动计量器，该计量器利用油井产气量大的特点，采用一个罐体存液及快速排空模式反复测量，解决了气驱(注入二氧化碳或者氮气)、火驱(井底控制燃烧)、蒸汽驱(注入蒸汽)等大气量、高粘稠度油井的计量问题，同时具有体积小、结构简单、经济耐用的优点。

本发明的计重法油井自动计量器，采用下述技术方案：

计量器采用上下两个罐体结构，上部为测量罐，下部为储罐，两个罐体的上部用管线连通。在测量罐安装差压变送器，差压变送器的下端传感器安装在罐体的底部排液口高度处，上端传感器安装在罐体的顶部；差压变送器配合自动控制器用于测量及计算罐体内液体的质量。

在测量罐的底部安装电动阀与管线，管线通入储罐，电动阀由自动控制器控制动作。在电动阀门关闭的情况下，油井管道来的油井混合液进入测量罐，由差压变送器配合自动控制器实时测得进罐液体的质量值及相应的时间。待进液量到预先设定的差压变送器数值，自动控制器控制电动阀打开，使测量罐内的液体快速自行流入下部储罐。

油井原油混合液进入储罐后，在气体的作用下，液体通过储罐底部出液管排出至生产干线，储罐仍会整个形成全气体的空间，为接收下一次测量罐的液体做好准备。

测量罐采用立式结构，采用垂直方向上截面积不变的筒形、矩形或方形罐体，其罐内液体质量的计算公式为：

M＝ΔP*S/98

其中：M—罐内液体质量，kg

ΔP—差压变送器测量值，kPa

S—罐体的截面积，cm²

自动控制器根据差压变送器数值测量出测量罐体内的充液的总质量m_i，及本次充液时间t_i；同时测量该罐液体排空过程中的时间t_i’(差压值变为0即表示测量罐内液体全部排空)。

在本次排空时间t_i’内的油井即时流量质量值m_i’按照以下补偿计算：

m_i’＝m_i*(t_i’/t_i)

由此，自动控制器计算出本次时间段内(t_i+t_i’)的液体量：

W_i＝m_i+m_i*(t_i’/t_i)kg

其中：W_i—测量罐在第i次充液及排空中的油井产液总量，kg

m_i---测量罐第i次充液时间段内的测得的液体量，kg

m_i’---测量罐第i次排空时间段内的补偿流量值，kg

t_i---测量罐第i次充液需要的时间，s

t_i’---测量罐第i次排空需要的时间，s

上述为测量罐一次充液及排液时间中的油井产液量，在T(小时)时间段内，计量器完成了这样的动作n次，油井的T(小时)时间段内的产液量：

W＝∑W_i kg

其中：i＝1,2,3……n。

由此，自动控制器换算出油井日产液量：

Q_d＝(24/T)*(W/1000)t/d

从测量罐到储罐的正向连通管路上安装止回阀和气体流量计，进行油井产气量的测量。

附图说明

图1是本发明一种计重法油井自动计量器结构示意图。

其中：1-进液管道、2-测量罐、3-差压变送器、4-自动控制器、5-电动阀、 6-正向连通管、7-止回阀、8-气体流量计、9-逆向连通管、10-止回阀、11-储罐、12-出液管道

本发明创造的

具体实施方式

1、进液管1接通油井管道来液，出液管道12接入干线。

2、油井管道来液通过管道1进入测量罐2，此时电动阀5处于关闭状态。

3、自动控制器4利用差压变送器3实时测得测量罐2内液量的质量值，并同时测得液体进罐的时间值。一般测量罐为筒形罐或者矩形罐，罐内液体质量的计算公式为：

M＝ΔP*S/98

其中：M—罐内液体质量，kg

ΔP—差压变送器测量值，kPa

S—罐体的截面积，cm²

4、待测量罐2内的进液量达到预设的差压数值，控制箱4控制电动阀5开启，由于油井气量大，能促使测量罐内的液体快速流入储罐11，随后从排液管道12 连续排走。此时，自动控制器4自动计量测量罐的排空时间。

在测量罐2内的液体排入储罐11的过程中，液体会挤压储罐气体，气体通过逆向连通管9和止回阀10进入测量罐，保证液体流动不堵塞。

5、在测量罐2排液过程中，自动控制器4实时采集差压变送器3的数值，待到数值为0，此时取得本次测量罐的排空时间，并同时控制电动阀5关闭。测量罐进入下一次进液及排液的测量过程。

6、测量罐2内的液体进入储罐11后，气体留存在储罐1上部，液体会通过排液管12先排出，储罐仍会形成是全气体的空间，这样为接收测量罐2的下一次的液体做好了准备。

7、自动控制器根据差压变送器数值测量出第一罐体内的充液的总质量m_i，及本次充液时间t_i；同时测量该罐液体排空过程中的时间t_i’。

在本次排空时间t_i’内的油井即时流量质量值m_i’按照以下补偿计算：

m_i’＝m_i*(t_i’/t_i)

由此，自动控制器计算出本次时间段内(t_i+t_i’)的液体量：

W_i＝m_i+m_i*(t_i’/t_i)kg

其中：W_i—测量罐在第i次充液及排空中的油井产液总量，kg

m_i---测量罐第i次充液时间段内的测得的液体总量，kg

m_i’---测量罐第i次排空时间段内的补偿流量值，kg

t_i---测量罐第i次充液需要的时间，s

t_i ^’---测量罐第i次排空需要的时间，s 8、上述为测量罐一次充液及排液时间中的油井产液量计算，在T(小时)时间段内，计量器完成了这样的动作n次，油井的T(小时)时间段内的产液量：

W＝∑W_i kg

其中：i＝1,2,3……n。

由此，自动控制器换算出油井日产液量：

Q_d＝(24/T)*(W/1000)t/d

9、在测量罐到储罐之间的正向连通管路6上，装有止回阀7和气体流量计8，在测量罐2进液的过程中，同时进行油井产气量的测量。

由于气体流量计是累积标况显示，自动控制器4直接采集气体流量计8的起、止数值，即可计算该时间段内的气体产量。

以上所述仅是本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。凡在本发明的技术实质和原则之内所做的任何修改、补充、等同替换等，均仍在本发明的保护范围内。