[发明专利]一种测量煤层气井产出液的装置及方法

说明书

本申请是申请人于2011年3月30日递交的申请号为201110077529.X、发明名称为“一种测量煤层气井产出液的装置及方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于液体测量领域，具体讲涉及一种测量煤层气井产出液的装置及方法。

背景技术

尽管人们知晓煤层气井产出液体的主要成分是水，也含有少量的煤粉和气体，煤粉和气体对液体的计量准确度都有较大的影响，但煤层气井现场仍广泛使用一般的液体流量计，这种计量方法存在的主要问题有：

1、煤粉会附着在流量计的叶轮上，由于影响叶轮的正常转动导致计量不准确。

2、气体在地层内被压缩而呈小气泡状态与液体一同被排向地面的过程中，气泡从井底向地面流动过程中受到的压力不断降低，气泡体积会不断加大，当到达地面水管线后，压力降至最小，气体的体积也达到最大，这时的气体和液体在管内会呈现出段塞流或分层流等流动形态。无论哪种流动形态都会由于气体的存在大大地影响流量计叶轮的转速，从而导致液体计量的准确度出现问题。

3、当产出液的量较少时，可能会出现产出液不能充满装有流量计的地面测量管段，这时会出现虽然有液体流过但叶轮转动变慢，从而导致液体计量的准确度出现问题。如果液面低于流量计的叶轮，叶轮就不会转动，这时是无法进行液体计量的。

上述情况的出现不仅会影响液体的计量准确度，更重要的是上述三种情形容易导致人们误判煤层气井的生产状态，尤其是当液体中的气体量较多或产液量较低时其测量准确度误差更大从而导致人们对煤层气井的生产状态严重误判，容易产生无法挽回的重大经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种准确计量煤层气井的产出液体的装置和方法，该测量方法使液体在通过液体流量计前与固相煤粉、气体得以分离，分离后的液体通过液体流量计，从而改善计量准确度，当产液量很少时，利用U形管结构的物理原理提高了计量准确度，本发明提供的装置安装、操作、使用和维护非常简便。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种测量煤层气井产出液的装置，其改进之处在于：一种测量煤层气井产出液的装置，所述装置包括缓冲罐、液体流量计、第一连接管和第二连接管；其改进之处在于：所述缓冲罐设置有入口和出口，所述缓冲罐顶部设出口，其底部设置另一出口；液体流量计的一端与缓冲罐液体出口连接的第一连接管连接，另一端与连接第二连接管一端连接，所述第二连接管的另一端为测量液体出口；所述第一连接管、液体流量计和所述第二连接管共同构成U形管路，所述液体流量计位于所述U形管路的底部；排气管的一端与设于所述缓冲罐顶部出口的阀门出口端相连接，其另一端与所述测量液体出口相连接。

本发明的另一优选技术方案为：所述缓冲罐的上部为圆柱体，底部为锥形体；所述锥形体的高度为缓冲罐柱体高度的四分之一至七分之一，所述锥形体的底端为固相出口。

本发明的再一优选技术方案为：所述缓冲罐内设置有内胆，所述内胆形状为不带上圆盖的圆柱体，包括侧面和带有筛孔的底面，所述内胆的上边沿焊接于缓冲罐入口圆周线处，焊缝低于缓冲罐入口底边的水平面，所述缓冲罐与所述内胆形成环隙空间；所述内胆的侧面上嵌有螺旋状的管线，所述管线的一端与缓冲罐入口相连，另一端相接于内胆底面并与锥形体腔体连通，所述管线上布置有筛孔；所述内胆上筛孔的大小和密度与所述螺旋状的管线上筛孔的大小和密度相同，所述管线上的筛孔呈螺旋状均匀分布；缓冲罐入口所在水平面低于缓冲罐液体出口所在的水平面，缓冲罐液体出口距离缓冲罐顶部的高度小于缓冲罐柱体高度的三分之一。

本发明的又一优选技术方案为：第一连接管和第二连接管的底部是水平直管，所述液体流量计就安装在两根连接管的水平直管之间；所述水平直管的直径与液体流量计直径相同，第一连接管的水平直管的长度不小于液体流量计直径的十倍，第二连接管的水平直管的长度不小于液体流量计直径的五倍，U形管路的垂直高度不小于所述第一和第二连接管直径的两倍。

本发明的再一优选技术方案为：煤层气井产出液通过缓冲罐入口进入缓冲罐，产出液在进入螺旋状的管线后进行气、液、固三相自动分离；当产出液从气体出口溢出时，关闭所述气体出口处的阀门，分离后的气体与液体一同经过缓冲罐液体出口进入U形管路中，并由液体流量计进行计量；气体出口无产出液溢出时，打开所述气体出口处的阀门，分离后的气体通过气体出口和排气管排出缓冲罐，分离后的液体经过缓冲罐液体出口进入U形管路中，并由液体流量计进行计量；分离后的固体能够通过固相出口排出缓冲罐。