井口流量测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种井口流量测量装置，包括可以旋接在油管中的外筒体，外筒体的中段旋接有电容安装筒，电容安装筒的内壁嵌装有两道电容测量外环，两电容测量外环以电容安装筒的中截面为中心对称分布；外筒体的内腔设有与外筒体共轴线的测量体，测量体面向流体的前段为半椭圆形截面的导流段，测量体的中段为圆柱段，圆柱段的外壁嵌装有两道电容测量内环，两电容测量内环与相应的电容测量外环正对构成前测量电容和后测量电容；测量体的尾段的横截面沿轴向向后直径逐渐缩小，使测量体整体呈纺锤形。沿圆柱段轴线设有中心测量孔，中心测量孔后侧安装有绝对压力传感器和温度传感器，中心测量孔前侧设有差压传感器。该装置可准确测量多相流的流速。

Wellhead flow measurement device

【技术实现步骤摘要】
井口流量测量装置
本技术涉及一种采油井计量工具，尤其涉及一种井口流量测量装置，属于油井计量工具

技术介绍
目前对于抽油井的单井计量问题，大多数油田仍采用传统做法，即采用卫星式计量站方式，通过管汇切换，巡回检查每口油井，经计量分离器分离成油相、水相和气相，再采用各单相测量仪表或装置获得三组分的各自含量，然后再混合输送到泵站进行生产处理。这样每片油区都需要建设计量站，每口井都需铺设管道连接计量站，就会导致占用大量土地，需要维护大量的管道，这在油田的生产成本中占到了很大的比例。当前流量计的种类繁多，有差压式流量计、电磁流量计、质量流量计、涡街流量计、超声波流量计、叶轮式流量计等。但每种流量计或受限于自身的测量原理，或因为原油组成的复杂性，或难以适应现场的复杂环境，没有一种流量计能够很好地解决井口流量的测量问题。而且目前没有在线计量多项流流体分项计量装置，都是单一计量，不能适应油井生产参数的计量需要。在采油过程中油管内流动的是一种多相流，是原油、水、气的混合物，有些还夹杂一些固态物质。其中油的相对介电常数为2.24左右，而水的相对介电常数为80左右，气体的相对介电常数约为1左右，三者介电常数差别很大。三相流在管道内流动时，在流道的横截面上油、气、水的比例是不断变化的，因而在流道横截面上的介电常数也是变化的。三相流混合物在油管内流动的不均匀和不平稳可以看成是流体流动中的噪声，这些噪声携带了流体的流动信息。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种井口流量测量装置，能够很方便地安装于井口，能够实时测量出油井的出液速度，并计算出油井的产液量。为解决以上技术问题，本技术的一种井口流量测量装置，包括可以旋接在油管中的外筒体，所述外筒体的中段旋接有电容安装筒，所述电容安装筒的内壁嵌装有两道电容测量外环，两电容测量外环以电容安装筒的中截面为中心对称分布；所述外筒体的内腔设有与外筒体共轴线的测量体，所述测量体面向流体的前段为半椭圆形截面的导流段，所述测量体的中段为圆柱段，所述圆柱段的外壁嵌装有两道电容测量内环，两电容测量内环与相应的电容测量外环正对构成前测量电容和后测量电容；所述测量体的尾段的横截面沿轴向向后直径逐渐缩小，使测量体整体呈纺锤形。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：纺锤形的测量体起到导流、节流和稳流的作用，减小流体流经测量装置时的流动阻力，多相流流经电容安装筒与测量体的圆柱段之间的环形空间时，流动更加平稳，且流速增快，减小两测量电容之间的流相差异。沿井口油管流动前进的多相流流经该测量装置时，经导流段导流后，沿电容安装筒与测量体的圆柱段之间的环形空间前进，即依次从前测量电容和后测量电容的两极板之间平稳流过，由于三相流混合物流动时油、气、水比例的波动，流体介电常数始终处于波动状态，电容连续测得的电容量是一条变化的曲线，即前测量电容与后测量电容会测得两条电容量变化曲线。由于前测量电容与后测量电容相距很近，流体的变化不是很大，因而这两条电容量曲线的形状相似，两测量电容之间的流动越平稳，两电容量曲线之间的相关性越好。如果前测量电容的前电容量曲线出现峰值，则经过时差△t后，后测量电容的后电容量曲线也会出现峰值；由于知道前测量电容与后测量电容中心点之间的距离L，这样就可以计算出流体的流速V=L/△t，进而计算出流体的体积流量，如此测得的体积流量真实可靠，不受油、气、水比例波动的影响。应用于生产中，可以及时发现油井的井下故障，长期监测可以发现油井的出油规律。作为本技术的改进，沿所述测量体的圆柱段的轴线设有中心测量孔，所述圆柱段的中截面上对称设有四个径向孔，四个径向孔的内端口均与所述中心测量孔相贯通，四个径向孔的外端口位于两电容测量内环之间；沿所述测量体的尾段轴线设有测量体后腔，所述测量体后腔的前端与所述中心测量孔相贯通，所述测量体后腔中安装有绝对压力传感器。流体经过四个径向孔进入中心测量孔中，绝对压力传感器可以测得经测量装置节流后的绝对压力。作为本技术的进一步改进，所述测量体的导流段的内腔安装有差压传感器，所述导流段设有沿轴线贯通的前取压孔，所述前取压孔的后端口与所述差压传感器的前压力感应面相通，所述差压传感器的后压力感应面与所述中心测量孔相通。差压传感器可以测得流体经测量装置节流前后的压差。作为本技术的进一步改进，测量体后腔中还安装有温度传感器，所述温度传感器位于所述绝对压力传感器的后侧。温度传感器可以测出井口流体的温度。作为本技术的进一步改进，所述测量体的前段、中段和尾段之间分别通过螺纹相互旋接。便于分解及差压传感器、绝对压力传感器和温度传感器的安装。作为本技术的进一步改进，所述电容测量内环的外径为40mm，所述电容测量外环的内径为54mm，电容测量内环与电容测量外环的长度均为5mm，所述前测量电容与后测量电容之间的轴向距离为15mm。这样在油井产液量为2m³/d－40m³/d时，流体的平均速度为3.28cm/s－65.5cm/s，流体在前测量电容与后测量电容之间的渡越时间为38.17ms－763.36ms。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。图1为本技术井口流量测量装置的主视图。图2为本技术的测量原理图。图中：1.外筒体；2.电容安装筒；3.电容测量外环；4a.导流段；4a1.前取压孔；4b.圆柱段；4b1.径向孔；4b2.中心测量孔；4c.尾段；5.电容测量内环；6.差压传感器；7.绝对压力传感器；8.温度传感器；C1.前测量电容；C2.后测量电容。具体实施方式如图1所示，本技术的井口流量测量装置包括可以旋接在油管中的外筒体1，外筒体1的中段旋接有电容安装筒2，电容安装筒2的内壁嵌装有两道电容测量外环3，两电容测量外环3以电容安装筒2的中截面为中心对称分布；外筒体1的内腔设有与外筒体共轴线的测量体，测量体面向流体的前段为半椭圆形截面的导流段4a，测量体的中段为圆柱段4b，圆柱段4b的外壁嵌装有两道电容测量内环5，两电容测量内环5与相应的电容测量外环3正对构成前测量电容C1和后测量电容C2；测量体的尾段4c的横截面沿轴向向后直径逐渐缩小，使测量体整体呈纺锤形，测量体的前段、中段和尾段4c之间分别通过螺纹相互旋接。沿井口油管流动前进的多相流流经该测量装置时，纺锤形的测量体起到导流、节流和稳流的作用，减小流体流经测量装置时的流动阻力，多相流流经电容安装筒2与测量体的圆柱段4b之间的环形空间时，流动更加平稳，且流速增快，减小两测量电容之间的流相差异。经导流段4a导流后，沿电容安装筒2与测量体的圆柱段4b之间的环形空间前进，即依次从前测量电容C1和后测量电容C2的两极板之间平稳流过，由于三相流混合物流动时油、气、水比例的波动，流体介电常数始终处于波动状态，电容连续测得的电容量是一条变化的曲线，即前测量电容C1与后测量电容C2会测得两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井口流量测量装置，包括可以旋接在油管中的外筒体，其特征在于：所述外筒体的中段旋接有电容安装筒，所述电容安装筒的内壁嵌装有两道电容测量外环，两电容测量外环以电容安装筒的中截面为中心对称分布；所述外筒体的内腔设有与外筒体共轴线的测量体，所述测量体面向流体的前段为半椭圆形截面的导流段，所述测量体的中段为圆柱段，所述圆柱段的外壁嵌装有两道电容测量内环，两电容测量内环与相应的电容测量外环正对构成前测量电容和后测量电容；所述测量体的尾段的横截面沿轴向向后直径逐渐缩小，使测量体整体呈纺锤形。/n

【技术特征摘要】
1.一种井口流量测量装置，包括可以旋接在油管中的外筒体，其特征在于：所述外筒体的中段旋接有电容安装筒，所述电容安装筒的内壁嵌装有两道电容测量外环，两电容测量外环以电容安装筒的中截面为中心对称分布；所述外筒体的内腔设有与外筒体共轴线的测量体，所述测量体面向流体的前段为半椭圆形截面的导流段，所述测量体的中段为圆柱段，所述圆柱段的外壁嵌装有两道电容测量内环，两电容测量内环与相应的电容测量外环正对构成前测量电容和后测量电容；所述测量体的尾段的横截面沿轴向向后直径逐渐缩小，使测量体整体呈纺锤形。


2.根据权利要求1所述的井口流量测量装置，其特征在于：沿所述测量体的圆柱段的轴线设有中心测量孔，所述圆柱段的中截面上对称设有四个径向孔，四个径向孔的内端口均与所述中心测量孔相贯通，四个径向孔的外端口位于两电容测量内环之间；沿所述测量体的尾段轴线设有测量体后腔，所述测量体后腔的前端与所述中心测量孔相贯通，所述测量体后...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国辉，刘松林，姚新玲，吴修维，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32