[实用新型]大口径油气水三相流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田油气水不分离油井产量计量装置技术领域，特别是一种大口径油气水三相流量测量装置。

背景技术

油井产出流体通常含有油、水、气三种组份，油井产量计量是油气生产工艺中的一个重要环节。常用的油井测量技术路线有以下二种：一是采用传统的两相分离器或三相分离器将气液或油、气、水分开，用单相流量计分别测量。二是采用不分离的多相流量计实现油气水测量。传统的分离测量分离器结构复杂，体积、重量大，投资费用高，维修量大，维护费用也大。多相流量计测量技术是当今世界上的油井测量先进技术，国内外越来越多的油田在开发中采用多相流测量技术。多年来，由于技术原因，世界范围内供应商能够提供的多相流量计口径仅限于DN50mm、DN80mm、DN100mm几种规格，这些规格的流量计通常可以用在单井测量中，对于高产的油井，或者是转油站、联合站的大流量油气水混输测量不能满足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是要提供一种结构简单、原理可行、能够测量大流量的大口径油气水三相流量测量装置。

本实用新型的技术问题采用下述技术方案解决：

一种大口径油气水三相流量测量装置：在倒装U形管上安装一文丘里与单能伽玛射线密度计一体化的组合式传感器，用于测量三相流体的总流量和含气率；在U型管的下游弯管下端安装一取样头，取样头的出口连接一流型调整器，并与流型调整器一起组成在线液体连续取样系统，用于从三相流体中取得有代表性的液体样品；所述流型调整器底端出口连接一双能含水分析仪，构成取样与含水测量系统。

所述的取样头为一开有栅格的倾斜漏斗。

在所述组合式传感器的上游段安装有压力变送器，下游段安装有温度变送器。

本实用新型采用了文丘里测量总流量、单能伽玛测量含气率，且文丘里与单能伽玛是一体化的传感器组合；采用双能伽玛传感器测量含水率；采用离心+节流的取样头与流型调整器组成取样系统以获得有代表性的液体样品。本实用新型的口径由DN150mm至DN400mm，完全满足了大流量的油气水三相混输测量需求，具有良好的测量性能和应用前景。可用于油田生产中的高产油井生产测量、转油站或联合站的油气水混输计量，改变了传统的油气集输工艺，为石油开发提供了可靠便捷的测量手段。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步详细说明：

本实用新型包括：文丘里与单能伽玛射线密度计一体化的组合式传感器1，其安装在倒U型管的进口向上的管路上，用于测量三相流体的总流量和含气率。在U型管的下游弯管下端安装一在线取样头2，该取样头利用离心和节流原理的结构组成，取样头2的出口与流型调整器3相连接，取样头2与流型调整器3组成在线液体连续取样系统，以获得有代表性的液体样品。

气液混合流体经倒装U形管，液体因离心力的作用向弯管的外侧流动，在弯管下端安装的液体取样头是一个开有栅格的倾斜漏斗，流体经倾斜漏斗与连接管进入流型调整器3，经取样头及流型调整器的作用，确保取得的样品以液体为主，用于从三相流体中取得有代表性的液体样品。流型调整器3底端出口连接一双能含水分析仪4，构成取样含水测量系统。在组合式传感器1的上游段安装有压力变送器6，下游段安装有温度变送器5，压力、温度变送器是组合式传感器的附属仪表。

本实用新型整个测量系统配备有数据采集与处理系统DAU，DAU采集所有传感器的测量信号，经处理计算得到三相流体每一相的流量。

本实用新型应用经典文丘里流量计测量油气水三相流体的总流量；分别用单能伽玛传感器和双能伽玛传感器测量流体的含气率和含水率；根据相关数学模型的运算得出三相流的每一相流体的流量。相分率与流量的测量与计算过程如下：

由经典文丘里流量计测量三相流体的总流量；

由单能伽玛传感器测量气液相分率；

由双能伽玛传感器测量经取样系统取得的液体样品的含水率；

根据以上测得的总流量、含气率、含水率由专用的数学模型可以计算出液量、气量、纯油量与水量。

本实用新型在线安装的压力与温度变送器测量工况压力与温度，用来将测量的工况流量修正为标准状态的流量。

本实用新型的工作原理如下：

当三相流体由入口进入测量系统时，倒U型管上游侧的文丘里与单能伽玛组合式传感器1即可测量出流体的总流量与含气率。

倒U型管弯管下侧安装的取样头2与流型调整器构成取样系统，可以取得有代表性的液体样品，样品经流型调整器3的底端出口进入双能含水分析仪4，从而测量出液体含水率。

DAU是数据采集处理单元，用来采集现场仪表的测量信号，进行数据处理与运算；DAU通过RS485接口可以将测量数据及处理结果传输到上位机，进行显示、储存、打印等功能；同时，通过上位机可以对下位机进行软维护，对传感器实施标定等。DAU安装在流量计橇架内的防爆箱内。