一种油井产液量计量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种油井产液量计量装置及方法，其中所述装置包括壳体、压力传感器和电路；其中，所述壳体包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；所述压力传感器设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；所述电路设置在所述元件腔内，其包括数据处理模块和信息输出模块，所述数据处理模块与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；所述信息输出模块与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。本发明专利技术提高了油井产液量的计算精度，简化了数学计算模型，结构简单、多样，可以适应各种油井产液量的计量环境。

A metering device and method for oil well liquid production

【技术实现步骤摘要】
一种油井产液量计量装置及方法
本专利技术涉及石油开采
，特别地涉及一种油井产液量计量装置及方法。
技术介绍
在石油开采过程中，地面采油设备，如抽油机，从地层中汲取出油、气、水的混合液，并通过地面管路进行输送，例如输送到储油罐中暂时储存。其中，为了输送安全，需要通过测量各种参数，如井口输出的混合液的压力、温度及流量等等；为了了解油井的产量，需要安装计量装置来计量油井产量。在现有技术中，一般通过安装各种仪表来测量对应的参数，例如，在地面管路中打孔接入压力传感器用以测量地面管路中液体对管道的压力，热电偶或贴片式温度传感器来获取温度数据；采用流量计来测量地面管路内的流量等。在计量产量时，通常在管路中安装涡街流量计、超声波流量计、金属浮子流量计等装置，通过测量得到的流量，经过换算得到油井的产量；或者采用油井称重计量装置，利用称重传感器及翻斗翻转次数计算油井的产液量；或者采集油井示功图，根据油井示功图计算油井产液量。根据油井的出液特点，在上冲程过程中，液体一股一股流出，在下冲程过程中，基本不出液，因而导致前述的涡街流量计、超声波流量计、涡轮流量计、金属浮子流量计等装置的计量误差大，不能满足油田现场生产需要。而采用油井称重计量装置计量时，由于其为间断性的测量，例如三天测量一次，从而导致推算出的油井产液量误差大，并且，当油井出现异常情况时，不能及时发现问题。采用油井示功图计算油井产液量时，虽然改善了产液量误差大的问题，但是仍然无法判断出油管漏等异常情况，并且此种计量方式对稠油井及特殊井无法使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提出了一种油井产液量计量装置及方法，用以提高油井产液量的计量准确度，简化设备。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种油井产液量计量装置，包括壳体、压力传感器和电路。其中，所述壳体包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；所述压力传感器设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；所述电路设置在所述元件腔内，包括：数据处理模块和信息输出模块，所述数据处理模块与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；所述信息输出模块与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种油井产液量计量方法，其中包括以下步骤：在仪表内，通过压力传感器获取地面管路内液体的流动时产生的压力；根据压力与时间的对应关系获取出液时间；以及根据利用所述出液时间和抽油泵及油井参数，按照公式1-1计算抽油泵产液量；其中，Q(i)为第i个抽油机周期的油井产液量，Sk为抽油泵横截面积；L为抽油机冲程；tn为出液时间；T为抽油机周期；B0为油气体积比。本专利技术利用压力传感器获取地面管路内液体压力，结合抽油机和油井的参数计算产液量，提高了油井产液量的计算精度，简化了数学计算模型，结构简单、多样，安装方便，可以适应各种油井产液量的计量环境。附图说明下面，将结合附图对本专利技术的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：图1是根据本专利技术的一个实施例的油井产液量计量装置与地面管路的连接示意图；图2是根据本专利技术实施例一的油井产液量计量装置的电气原理框图；图3是图2中数据处理模块的电气原理框图；图4A-4B是根据本专利技术图2所示实施例中的压力时间曲线图；图5是图2所示实施例一提供的油井产液量计量方法流程图；图6是根据本专利技术实施例二的油井产液量计量装置的电气原理框图；图7是振动量随时间的变化曲线图。图8是图6所示实施例二提供的油井产液量计量方法流程图；图9是根据本专利技术实施例三的油井产液量计量装置与外部装置连接的电气原理框图；图10是根据图9提供的实施例三提供的油井产液量计量方法流程图；图11是根据本专利技术实施例四的油井产液量计量装置的电气原理框图；图12是根据本专利技术实施例四的显示电路板的示意图；图13是根据本专利技术一个实施例的霍尔开关的电路原理图；图14A-14B是根据本专利技术一个实施例的一体式油井产液量计量装置的壳体结构图；图15A-15B是根据本专利技术一个实施例的分体式油井产液量计量装置的表头结构图；图15C是根据本专利技术一个实施例的分体式油井产液量计量装置的底座结构图；以及图15D根据本专利技术一个实施例的分体式油井产液量计量装置表头和底座在地面管路上的安装示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。图1是根据本专利技术一个实施例的油井产液量计量装置与地面管路的连接示意图。本专利技术提供的油井产液量计量装置1连接在地面管道1A中。油井产液量计量装置1包括壳体和内置于壳体的电器元件，电器元件包括压力传感器、构成数据处理模块及显示器或数据传输模块的电子芯片及其外围电路等。压力传感器位于壳体的传感器腔内，传感器腔与地面管道1A连通。当液体在地面管道1A中流动时，压力传感器能够感测到液体的压力，数据处理模块通过所述压力可以得到该油井的产液量，可通过显示器显示，或通过数据传输模块发送给外部装置，如服务器、上位机等。实施例一图2是根据本专利技术一个实施例的油井产液量计量装置的电气原理框图。油井产液量计量装置的电气部分包括压力传感器11和电路，所述电路包括数据处理模块12和信息输出模块13。压力传感器11与地面管路1A连通，地面管路1A与油井内的抽油管路连通。本专利技术中的压力传感器11在结构组成上包括敏感元件和对应的转换元件。敏感元件可采用压阻元件、压容元件等，转换元件将敏感元件感测的被测量转换成适宜的电信号。在另一些实施例中，本专利技术中的压力传感器11还可以采用敏感元件和转换元件在结构为一体的传感器，也称为压力变换器。有的压力传感器11输出的电信号为毫伏级电压，有的为伏级电压。根据需要，可在信号处理电路中增加放大电路，用以放大压力传感器11输出的电信号，便于后续的处理。例如，压力传感器灵敏度参数为1mv/V，量程为0-3MPa，供电电压为3.3V。当采用3.3V直流电供电时，压力传感器输出的最大压力值为3.3mv，通过放大器对毫伏级电压放大，此处对其放大500本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油井产液量计量装置，其中包括：/n壳体，其包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；/n压力传感器，其设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；以及/n电路，其设置在所述元件腔内，包括：/n数据处理模块，其与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；以及/n信息输出模块，其与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。/n

【技术特征摘要】
1.一种油井产液量计量装置，其中包括：
壳体，其包括元件腔和传感器腔，所述传感器腔与地面管路连通；
压力传感器，其设置在所述传感器腔内，经配置以感测地面管路内液体流动时产生的液体压力；以及
电路，其设置在所述元件腔内，包括：
数据处理模块，其与所述压力传感器电连接，经配置以至少部分基于所述压力传感器感测到的所述地面管路内的所述液体压力获得油井产液量；以及
信息输出模块，其与所述数据处理模块相连接，经配置以输出所述油井产液量的指示。


2.根据权利要求1所述的油井产液量计量装置，其中所述壳体包括表头，其经配置以可视化方式展示所述油井产液量的指示。


3.根据权利要求2所述的油井产液量计量装置，其中所述表头包括显示面和显示单元，所述显示面由透明板材构成；所述显示单元安装在所述表头内，可通过所述显示面显示内容。


4.根据权利要求3所述的油井产液量计量装置，其中所述显示单元为指针式或者数字式。


5.根据权利要求1所述的油井产液量计量装置，其中数据处理模块至少包括：
ADC单元，经配置以对来自所述压力传感器的电信号进行采样，以得到所述液体压力的数字信号；以及
压力信号处理单元，经配置以根据压力与电压/电流的关系，对所述液体压力的数字信号进行信号处理得到液体压力数据。


6.根据权利要求5所述的油井产液量计量装置，其中数据处理模块还包括出液时间获取单元，经配置以分析所述压力数据，根据压力与时间的对应关系确定抽油泵出液时间。


7.根据权利要求6所述的油井产液量计量装置，其中数据处理模块包括：计算单元，经配置以根据抽油泵及油井参数和抽油泵出液时间，按照公式1-1计算一个抽油机周期的油井产液量；



其中，Q(i)为第i个抽油机周期的产液量；Sk为抽油泵横截面积；L为抽油机冲程；tn为出液时间；T为抽油机周期；B0为油气体积比。


8.根据权利要求6所述的油井产液量计量装置，其中还包括振动传感器，其经配置用于采集地面管路的振动量；其中所述出液时间获取单元经配置以根据地面管路的振动量复核抽油泵出液时间。


9.根据权利要求8所述的油井产液量计量装置，其中所述出液时间获取单元经配置以剔除间或出现的基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间之间的差异大于预定阈值的数据。


10.根据权利要求8所述的油井产液量计量装置，其中所述出液时间获取单元经配置以响应于基于压力传感器与基于振动传感器的抽油泵出液时间之间的差异持续大于预定阈值，发出警报。


11.根据权利要求8所述的油井产液量计量装置，其中所述出液时间获取单元经配置以根据基于振动传感器的抽油泵出液时间调整基于压力传感器的抽油泵出液时间。


12.根据权利要求7所述的油井产液量计量装置，其中所述计算单元进一步根据公式1-2计算日/时产液量：



其中，Q为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海峰，李新华，王建林，
申请(专利权)人：山东天工石油装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37