一种井口三相流体计量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井口三相流体计量装置，包括：入口接头、测量管、流量检测组件、射频探头、超声波幅度检测器和控制机箱；其中，流量检测组件、射频探头和超声波幅度检测器均设置在测量管上。入口接头的内径和测量管的内径均与油管的内径相等；测量管水平设置；控制机箱的控制电路板组件用于根据流量检测组件、射频探头、超声波幅度检测器的检测数据确定流体中的产水体积流量q

【技术实现步骤摘要】
一种井口三相流体计量装置
本专利技术属于油气井测量设备
，具体涉及一种井口三相流体计量装置。
技术介绍
原油单井产出物分相在线计量可以为掌握油井单井生产状况、提出改造措施提供依据，为油田整体的注采参数优化及生产方案调整提供基础数据，准确、即时、成本可控的井口计量设备对油田数字化管理意义重大。油井在不同开发阶段、不同井况条件下，产出物中油、气、水三相流体比例、产量差异巨大，且每相的组分、物性也有相应变化，为分相计量带来很大困难。目前三相流计量方法众多，但均有一定适用条件及局限性。就单井计量而言，常用的方法有：①三相分离计量。效果较好的三相分离装置通常需要大型撬装设备，其庞大昂贵不适合单井使用；小型简单三相或两相分离装置通常分离效果较差，计量误差较大，且结构偏复杂，在稠油、低温条件下容易出现管道堵塞等问题；②不分相计量。目前充分商品化的三相流量计多为国外产品，通常适用于流量较大情况下的计量，国内数量众多的低产直井产量通常无法达到其启动流量；③人工抽样化验。该方法结果准确，但不具备时效性，劳动密集，数字化、智能化程度较低。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种井口三相流体计量装置。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种井口三相流体计量装置，包括：入口接头、测量管、流量检测组件、射频探头、超声波幅度检测器和控制机箱；所述入口接头，靠近井口，一端与油管连接且连通，另一端与所述测量管的一端连通，内径与所述油管的内径相等；所述测量管，水平设置，内径与所述油管的内径相等；所述流量检测组件，设置在所述测量管上，与所述测量管内部连通；所述射频探头，固设在所述测量管的管壁上，与所述测量管内部连通；所述超声波幅度检测器，固设在所述测量管的管壁上，与所述测量管内部连通；所述控制机箱设置在所述井口处，所述流量检测组件、射频探头、超声波幅度检测器均与所述控制机箱内的控制电路板组件电连接；所述控制电路板组件，用于根据所述流量检测组件、所述射频探头、所述超声波幅度检测器的检测数据和相应的辅助参数分别确定所述测量管内流体的体积流量Q、持水率w、所述测量管截面上流体的持气率β，还用于根据所述体积流量Q、所述持水率w、所述持气率β确定所述流体中的产水体积流量qw、产气体积流量qg和产油体积流量qo。在本专利技术的一个实施例中，所述流量检测组件，包括：热脉冲发生器和温度传感器组件；所述热脉冲发生器，固设在所述测量管的管壁上，与所述测量管内部连通，用于定时向所述测量管内的流体释放热脉冲；所述温度传感器组件，固设在所述测量管的管壁上，与所述测量管内部连通，用于测量所述测量管内被所述热脉冲发生器加热后的流体的温度；所述控制电路板组件，用于根据所述温度传感器组件的检测数据和相应的辅助参数确定所述体积流量Q。在本专利技术的一个实施例中，所述温度传感器组件，包括：第一温度传感器和第二温度传感器；所述第一温度传感器和所述第二温度传感器间隔设置，且位于所述热脉冲发生器的下游位置。在本专利技术的一个实施例中，所述控制电路板组件用于根据所述温度传感器组件的检测数据和相应的辅助参数确定所述测量管内流体的体积流量Q包括：根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器监测的相邻两次温度峰值之间时间间隔ΔTp、所述测量管的内径D、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器之间的距离ΔL确定所述体积流量Q。在本专利技术的一个实施例中，所述测量管，包括中间接头和测量主管段；所述流量检测组件，包括：第一超声波收发器和第二超声波收发器；所述中间接头，与所述测量主管段同轴且连通，内径与所述测量主管段的内径相等；所述第一超声波收发器和所述第二超声波收发器固设在所述中间接头内，且位于所述中间接头径向的两端；所述第一超声波收发器的超声波换能器和所述第二超声波收发器的超声波换能器同轴且轴向的连线与所述测量主管段的流向的夹角θ为35°～55°；所示射频探头和所述超声波幅度检测器均固设在所述测量主管段的管壁上。在本专利技术的一个实施例中，所述控制电路板组件用于根据所述流量检测组件的检测数据和相应的辅助参数确定所述测量管内流体的体积流量Q包括：所述控制电路板组件根据所述第一超声波收发器和所述第二超声波收发器超声波在流体中顺流与逆流通过的时间差Δt、所述测量主管段内的流体中的声速c、所述夹角θ、所述测量主管段的内径D确定所述流体沿所述测量主管段的平均流速v以及体积流量Q。在本专利技术的一个实施例中，所述超声波幅度检测器，包括：第三超声波收发器和第四超声波收发器；所述第三超声波收发器和所述第四超声波收发器固设在所述测量管上，且位于所述测量管的径向的两端；所述第三超声波收发器的超声波换能器和所述第四超声波收发器的超声波换能器同轴且轴向与所述测量管的轴向垂直。在本专利技术的一个实施例中，所述控制电路板组件用于根据所述超声波幅度检测器检测数据和相应的辅助参数所述测量管截面上流体的持气率β包括：所述控制电路板组件用于根据所述第三超声波收发器或所述第四超声波收发器测量到的超声波幅度电压信号Uus、所述第三超声波收发器或所述第四超声波收发器测量到的时差信号ΔTus和三个超声波标定系数b1,b2,b3确定所述持气率β。在本专利技术的一个实施例中，所述控制电路板组件用于根据所述射频探头检测数据和相应的辅助参数确定所述测量管内流体的持水率w包括：基于所述射频探头测量到的射频电压信号Ua和三个射频标定系数k1,k2,k3确定所述持水率w。在本专利技术的一个实施例中，还包括，弯管段；所述弯管段，一端与所述测量管的另一端连通，所述弯管段向上弯曲。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在井口设置本专利技术的三相流体计量装置，可以在油、气、水不分相的情况下进行检测并计量出单相流量(产油体积流量、产水体积流量和产气体积流量)，结构简单，提高了装置的可靠性，可以对单井的三相流体实时测量，自动化程度较高，提高了单井三相流体的计量效率。以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种井口三相流体计量装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种井口三相流体计量装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的又一种井口三相流体计量装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的又一种井口三相流体计量装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的控制机箱的外部结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的控制机箱的内部结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的控制机箱的电路元件示意框图。附图标记说明：10-入口接头；20-测量管；21-中间接头；22-测量主管段；23-弯管段；24-接箍；30-流量检测组件；31-热脉冲发生器；32-第一温度传感器；33-第二温度传感器；34-第一超声波收发器；35-第二超声波收发器；40-射频探头；50-超声波幅度检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井口三相流体计量装置，其特征在于，包括：入口接头(10)、测量管(20)、流量检测组件(30)、射频探头(40)、超声波幅度检测器(50)和控制机箱(60)；/n所述入口接头(10)，靠近井口，一端与油管连接且连通，另一端与所述测量管(20)的一端连通，内径与所述油管的内径相等；/n所述测量管(20)，水平设置，内径与所述油管的内径相等；/n所述流量检测组件(30)，设置在所述测量管(20)上，与所述测量管(20)内部连通；/n所述射频探头(40)，固设在所述测量管(20)的管壁上，与所述测量管(20)内部连通；/n所述超声波幅度检测器(50)，固设在所述测量管(20)的管壁上，与所述测量管(20)内部连通；/n所述控制机箱(60)设置在所述井口处，所述流量检测组件(30)、射频探头(40)、超声波幅度检测器(50)均与所述控制机箱(60)内的控制电路板组件(61)电连接；/n所述控制电路板组件(61)，用于根据所述流量检测组件(30)、所述射频探头(40)、所述超声波幅度检测器(50)的检测数据和相应的辅助参数分别确定所述测量管(20)内流体的体积流量Q、持水率w、所述测量管(20)截面上流体的持气率β，还用于根据所述体积流量Q、所述持水率w、所述持气率β确定所述流体中的产水体积流量q...

【技术特征摘要】
1.一种井口三相流体计量装置，其特征在于，包括：入口接头(10)、测量管(20)、流量检测组件(30)、射频探头(40)、超声波幅度检测器(50)和控制机箱(60)；
所述入口接头(10)，靠近井口，一端与油管连接且连通，另一端与所述测量管(20)的一端连通，内径与所述油管的内径相等；
所述测量管(20)，水平设置，内径与所述油管的内径相等；
所述流量检测组件(30)，设置在所述测量管(20)上，与所述测量管(20)内部连通；
所述射频探头(40)，固设在所述测量管(20)的管壁上，与所述测量管(20)内部连通；
所述超声波幅度检测器(50)，固设在所述测量管(20)的管壁上，与所述测量管(20)内部连通；
所述控制机箱(60)设置在所述井口处，所述流量检测组件(30)、射频探头(40)、超声波幅度检测器(50)均与所述控制机箱(60)内的控制电路板组件(61)电连接；
所述控制电路板组件(61)，用于根据所述流量检测组件(30)、所述射频探头(40)、所述超声波幅度检测器(50)的检测数据和相应的辅助参数分别确定所述测量管(20)内流体的体积流量Q、持水率w、所述测量管(20)截面上流体的持气率β，还用于根据所述体积流量Q、所述持水率w、所述持气率β确定所述流体中的产水体积流量qw、产气体积流量qg和产油体积流量qo。


2.根据权利要求1所述的一种井口三相流体计量装置，其特征在于，所述流量检测组件(30)，包括：热脉冲发生器(31)和温度传感器组件；
所述热脉冲发生器(31)，固设在所述测量管(20)的管壁上，与所述测量管(20)内部连通，用于定时向所述测量管(20)内的流体释放热脉冲；
所述温度传感器组件，固设在所述测量管(20)的管壁上，与所述测量管(20)内部连通，用于测量所述测量管(20)内被所述热脉冲发生器(31)加热后的流体的温度；
所述控制电路板组件(61)，用于根据所述温度传感器组件的检测数据和相应的辅助参数确定所述体积流量Q。


3.根据权利要求2所述的一种井口三相流体计量装置，其特征在于，所述温度传感器组件，包括：第一温度传感器(32)和第二温度传感器(33)；
所述第一温度传感器(32)和所述第二温度传感器(33)间隔设置，且位于所述热脉冲发生器(31)的下游位置。


4.根据权利要求3所述的一种井口三相流体计量装置，其特征在于，所述控制电路板组件(61)用于根据所述温度传感器组件的检测数据和相应的辅助参数确定所述测量管(20)内流体的体积流量Q包括：根据所述第一温度传感器(32)和所述第二温度传感器(33)监测的相邻两次温度峰值之间时间间隔ΔTp、所述测量管(20)的内径D、所述第一温度传感器(32)和所述第二温度传感器(33)之间的距离ΔL确定所述体积流量Q。


5.根据权利要求1或2所述的一种井口三相流体计量装置，其特征在于，所述测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑向勇，邵金海，曹峰，党博，党瑞荣，
申请(专利权)人：陕西延长石油金石钻采设备有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61