一种单井原油油气产量直接计量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种单井原油油气产量直接计量装置，装置包括动力部分、工作部分和管路部分：动力部分由主油缸和双向活塞杆组成；工作部分由位于主油缸左右两侧对称放置的柱塞缸、左右两侧对称放置的柱塞、分别与柱塞缸和微机相连的测量设备及通过输油管道与柱塞缸相连的控制设备组成；管路部分主要为液压油管道，一端与主油缸和控制设备相连，另一端与液压站相连。本发明专利技术提供的方法及装置通过测量密闭容器压缩前后的体积、密闭容器中气体的压力与温度及油水混合物的密度能够快捷并且准确地实现原油中油、气、水的流量的计量。测量过程无需进行油、气、水三相分离，装置结构简便，在流量测量过程中还能够实现原油的冷输。

【技术实现步骤摘要】
一种单井原油油气产量直接计量装置
本专利技术涉及原油计量领域，尤其涉及一种单井原油油气产量直接计量装置。
技术介绍
油田产油量是油田性能的重要指标。对于原油的计量是油田产量的直接表示。油田在不同区域分布不同的油井进行采油。目前国内的采油企业，绝大多数采用注水采油技术。注水采油技术是利用注水设备把质量合乎要求的水从注水井注入油层，保持油层压力，驱替地下原油至油井，是一种人为地将水注入储油层孔隙中，以水作为驱替剂将更多的原油从油层中驱替出来的一种采油技术。注水可以提高油田开发速度和采收率，而且经济效益好，因此注水开采已成为众多油田开发的主要方式。自油井直接采集的原油，其含有采油时注入的水，且有从石油中分离出来的天然气，故为油水气混合物，一般还含有砂石、蜡、盐等杂质。因此，采油企业一般设置处理站，进行除砂石杂质、油水气分离、除盐等操作，并将分离得到的水重新返回油井注入地下。因此，目前油田油量计量方式采取将多口油井通过管线汇总输送至计量站进行统一计量。原油计量主要有两种方式：一种是流量计测量；另一种是储罐测量。流量计测量通常是用流量计测量出石油的体积流量，再用相应的方法测出石油的密度值、含水率以及有关的温度和压力值，以便求出不含水原油及油品在标准条件即温度是20℃，压力为一个标准大气压0.101325MPa下以质量为单位的油量，如CN103244099A公开了一种杠杆式流量计，结构紧凑，安装方便，抗干扰能力强，可在高压环境下实现井下流量的精确测量。但是，刚采出的原油含有泥沙及油气，所述泥沙和油气混在或混溶在原油的油水混合物中，因此当直接采用流量计测量时，比如转子流量计，油水混合物中的泥沙、挥发出的油气会堵塞、干扰转子流量计的测量，所述测量数据不准确，甚至所述流量计被堵塞以至于完全不能工作。储罐测量是用人工检尺或液位仪表测得储罐内油液位的高度，计算出体积量，同时按有关规程规定，测出油温、密度值和含水率，以便求出罐内不含水原油及油品以质量为单位的油量。如CN203672441U公开了一种用于石油计量的计量罐，能够完全避免人工读取玻璃液位计的数据时造成的误差，并大大提高安全性；CN103471676A公开了一种不稳定流量液体在线流量测量装置，能够对流体流量进行正确测量和调节。但是，计量站统一计量的方式无法实现单口油井产量的计量，也就无法了解单口油井的产油情况，而且对于输油管线的损失(漏油等)无法估算，造成计量值与产油量有很大的误差。对于新钻油井来说，由于是单口油井无法实现集中计量，而单独建立计量站成本太高，不经济。因此，急需能够实现单口油井计量的装置，且要求流量计量装置防爆、准确可靠、维护简单方便、成本较低、实现容易等。原油单井计量一直是一个世界性的难题，这是因为原油的直接计量有很大的挑战性：原油成分复杂；原油环境复杂；原油流动复杂。因此，研制能够满足原油开采工况的原油准确计量装置有很大的技术难度。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对现有技术的不足，提出一种单井原油油气产量直接计量方法及实现该方法的装置。本专利技术的单井原油油气产量直接计量方法可以有效地克服单井原油计量存在的困难，准确、快捷地测出原油的流量，本专利技术提供的装置结构简便，并且在计量的过程中不影响原油的运输。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种单井原油油气产量直接计量方法：所述方法为，将单井单位时间t内生产的油水混合物置于可压缩密闭容器中，测量压缩前后:密闭容器的体积，压缩前体积为V1，压缩后体积为V2；和，密闭容器中气体的压力，压缩前的压力为P1，压缩后的压力为P2；和，密闭容器中气体的温度，压缩前的温度为T1，压缩后的温度为T2；油水混合物的体积为单井油水混合物的体积流量为V液/t。优选地，可压缩密闭容器的体积由光栅尺间接测量得到。进一步地，测量所述油水混合物的密度ρ液，单井单位时间t内生产的油水混合物的质量为m液＝ρ液V液；按照公式m油＝(V液ρ水ρ油-m液ρ油)/(ρ水-ρ油)计算得出m油，则单井原油的质量流量为m油/t。所述单井原油的体积流量为V油＝m油/ρ油t，水的质量流量为(m液-m油)/t。优选地，所述油水混合物在置于可压缩密闭容器之前先进行脱除固体颗粒的预处理，所述固体颗粒是砂石杂质。本专利技术所述的单位时间t为压缩缸完成一次压缩循环所需的时间，本领域技术人员可以根据具体的现场情况及具体要求进行选择，典型但非限制性的实例包括，时间为0.1s-60s，优选0.5s-5s，进一步优选0.8-3s，如0.9s、1s、1.5s、2s、2.5s或2.8s等。本专利技术原油计量装置可适应实际中较大流量变化的工况测量，单位时间t越长，所测量原油的流量越小；反之，单位时间t越短，所测量原油的流量越大。压缩装置的压缩速度随所测量原油流量的变化而实时调整。所测原油流量大时，压缩速度快；所测原油流量小时，压缩速度降低。本专利技术所述的体积压缩可为连续循环压缩，优选为稳定的往复运动循环压缩。可测量输油管道中原油的实时流量。本领域的技术人员均知，开采出的原油在放置过程中会挥发出气体，因此本专利技术原油油气产量的直接计量采用体积压缩法，利用气体的可压缩性与液体的不可压缩性，将单井单位时间t内生产的油水混合物置于密闭容器中，该密闭容器可被压缩，密闭容器压缩前的状态为状态1，压缩后的状态为状态2。压缩前密闭容器的体积为V1，其中气体和油水混合物体积分别为V气和V液，气体的压力和温度分别为P1和T1；压缩后可体积为V2，其中气体和油水混合物体积分别为V气压缩和V液，气体的压力和温度分别为P2和T2；对于压缩前和压缩后两个状态分别有：V1＝V液+V气(1)V2＝V液+V气压缩(2)式(2)-(1)有：V2-V1＝V气压缩-V气(3)V2与V1可由测量得到，故V2与V1为已知。V气＝V气压缩+(V1-V2)(4)密闭容器内的气体在压缩前后的压力P1，P2与压缩前后的温度T1，T2分别由压力传感器与温度传感器提供，为已知数据。代入气体状态方程有：P1V气/T1＝P2V气压缩/T2(5)联立式(4)和(5)从而求得：由此可计算出油水混合物的体积V液，从而得到单井油水混合物的体积流量V液/t。通过密度计测出密闭容器内油水混合物的密度ρ液，水和油的密度为已知，分别为ρ水和ρ油，则根据如下公式：m液＝ρ液V液(8)m液＝m水+m油(9)V液＝V水+V油(10)V液＝m水/ρ水+(m-m水)/ρ油(11)可得m油＝(V液ρ水ρ油-m液ρ油)/(ρ水-ρ油)(12)求出m油，则单井在单位时间t内生产出的原油的质量流量为m油/t，体积流量为V油＝m油/ρ油t。油水混合物中水的质量m水＝m液-m油也就求出。已知标准状态下原油伴生气的密度为ρ气,sta，由气体状态方程可得标准状态下气体体积为：已知标准状态下密闭容器中的气体的密度ρ气,sta，则密闭容器中气体的质量m气＝ρ气,staV气,sta，则原油挥发出的气体的质量流量为m气/t。本专利技术的上述计算，可以通过手工计算，也可以通过人机交互，由计算机来完成。作为一种优选技术方案，本专利技术优选采用传感器直接测量上述参数，所述参数直接传输入计算单元，由计算单元分别记录每次的m油、m水、m气值，通过相应的软件程序其质量流量也可分别直接得到。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单井原油油气产量直接计量装置，其特征在于，包括：动力部分、工作部分和管路部分；所述动力部分由主油缸和双向活塞杆组成，所述双向活塞杆的活塞设于主油缸内，双向活塞杆的杆横向穿出主油缸；所述工作部分包括位于主油缸左右两侧对称放置的柱塞缸、左右两侧对称放置的柱塞、分别与柱塞缸和微机相连的测量设备及用于控制柱塞缸内原油的流入与排出的控制设备；所述对称的两个柱塞缸通过柱塞连接于双向活塞杆的两端；所述控制设备通过与柱塞缸相连通的输油管道与所述柱塞缸相连；所述管路部分主要为驱动主油缸及控制设备的液压油管道，其一端与所述主油缸和所述控制设备相连，另一端连接于液压站。

【技术特征摘要】
1.一种单井原油油气产量直接计量装置，其特征在于，包括：动力部分、工作部分和管路部分；所述动力部分由主油缸和双向活塞杆组成，所述双向活塞杆的活塞设于主油缸内，双向活塞杆的杆横向穿出主油缸；所述工作部分包括位于主油缸左右两侧对称放置的柱塞缸、左右两侧对称放置的柱塞、分别与柱塞缸和微机相连的测量设备及用于控制柱塞缸内原油的流入与排出的控制设备；所述对称的两个柱塞缸通过柱塞连接于双向活塞杆的两端；所述控制设备通过与柱塞缸相连通的输油管道与所述柱塞缸相连；所述管路部分包括驱动主油缸及控制设备的液压油管道，所述液压油管道一端与所述主油缸和所述控制设备相连，另一端连接于液压站；所述控制设备为进液液压缸、排液液压缸、安装于所述进液液压缸上的进液控制阀和安装于排液液压缸上的排液控制阀，所述进液液压缸和排液液压缸的左右两腔分别与管路部分相连，所述进液控制阀和排液控制阀垂直穿过输油管道。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管路部分通过二位四通电磁阀与液压站相连。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述柱塞缸与柱塞之间安装有导向套和耐磨环。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伯利，赵明辰，李南春，孟浩，邓卫东，余昌甲，齐文东，戴刚，王雄，陆梅，戴群特，
申请(专利权)人：荆州市明德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42