输油管内油气水三相含量一体化在线测量装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了输油管内油气水三相含量一体化在线测量装置及使用方法，属于油气自动化计量技术领域。本发明专利技术所述设备包括：油气水三相分离柱、恒压恒速泵、活塞式储气罐、多点位电导率测定仪、电动搅拌器、温度/压力传感器及相应的自动阀与管线。本发明专利技术同时公开了采用所述装置测量输油管道内油气水三相含量的方法。本发明专利技术结构简单、测试损耗小，能够及时准确地测试出带压输油管道内油气水三相的含量，且测试过程自动化程度高、降低了人员工作量。降低了人员工作量。

【技术实现步骤摘要】
输油管内油气水三相含量一体化在线测量装置及使用方法


[0001]本专利技术属于油气自动化计量
，具体涉及输油管内油气水三相含量一体化在线测量装置及使用方法。

技术介绍

[0002]原油是一种极为重要的化石能源，同时也是重要的化工原料，被誉为“工业血液”。安全、高效地进行管道输油可以大幅降低石油行业的运行成本、节能降耗。对于原油管道输送而言，油气水三相的含量是一个主要参数，其不仅关系到石油产品输送时的节能降耗问题，还是后续地面处理工艺选择及采取管道防腐蚀措施的重要依据。
[0003]目前，原油管道内油气水三相含量的计量方法主要分为两种，一种是直接采用多相流量计进行计量，另一种是取样后再进行油气水的分相计量。采用多相流量计直接计量较为便捷，能够实时反馈油气水三相含量的变化，但其存在仪表价格高、对应用环境的要求苛刻、缺少认证的标准与规范等问题；而采用金属罐、槽车等分相后计量的计量精度高，但其面临着计量损耗大、测试时间久、操作稳定性较差等问题。
[0004]由此可见，一种经济高效的在线测量输油管道内油气水三相含量的装置，可以及时掌握输油管道内油气水三相含量的变化，降低人员工作强度，对于保障管道的安全经济运行，具有重要的工程意义，但至今未见有此类装置的报道。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种方便、经济的输油管道内油气水三相含量的一体化在线测量装置及其使用方法，用于实时测量原油管输过程中油气水三相的含量变化。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种输油管道内油气水三相含量的一体化在线测量装置，它包括恒压恒速泵、油气水三相分离柱、活塞式储气罐、多点位电导率测定仪、电动搅拌器、搅拌叶轮、温度/压力传感器及相应的自动阀与管线，其中，所述恒压恒速泵与输油管线相连，以保证实时在线取得样品，所述恒压恒速泵与油气水三相分离柱相连，以控制进入油水分离柱内的样品体积，所述搅拌叶轮处于油气水三相分离柱内并与所述电动搅拌器相连，以低速搅拌加速气液分离与油水分层，所述活塞式储气罐与所述油气水三相分离柱相连，以降低油气水三相分离柱内的压力并收集溢出的气体，所述多点位电导率测定仪的测量点位处于所述油气水三相分离柱内，以反映油水分层后的油水界面位置，所述温度/压力传感器处于所述油水分离柱与所述活塞式储气罐内，以测试气液分离过程中温度/压力参数的变化。
[0007]优选地，所述油气水三相分离柱采用立式结构，体积不小于50升，长径比为5:1～10:1。
[0008]优选地，所述搅拌叶轮为“Y”型或“U”型，搅拌转速小于50转每分钟。
[0009]优选地，所述所述多点位电导率测定仪有5到10个测量点位，测量点位纵向分布于所述油气水三相分离柱高度1/10至7/10之间。
[0010]本专利技术所提供的输油管道内油气水三相含量的一体化在线测量方法，具体包括以下步骤：
[0011]1、样品进注：利用所述恒压恒速泵控制进样流量，从输油管线中取得样品注入所述油气水三相分离柱内，达到预设体积后停止所述恒压恒速泵，利用所述温度/压力传感器测得所述油气水三相分离柱内的温度、压力数据；
[0012]2、气液分离：利用所述电动搅拌器通过所述搅拌叶轮低速搅拌样品加速气液分离，利用所述活塞式储气罐降低所述油气水三相分离柱内的压力，并收集溢出气体，利用所述温度/压力传感器测得活塞式储气罐内的温度、压力数据后，排出收集到的气体，并重复这一过程，直至所述油气水三相分离柱内压力降至大气压，通过真实气体状态方程，算得单次分离出气体的体积＝储气罐变化的容积
×
(测得压力/常压)
×
(常温/测得温度)/压缩因子，气体总体积＝历次分离出气体的体积之和－分离柱内液体的总体积
×
(分离柱压力/常压)
×
(常温/分离柱温度)/压缩因子；
[0013]3、油水分层：利用所述电动搅拌器通过所述搅拌叶轮低速搅拌样品加速油水分层，利用所述多点位电导率测定仪测量所述油气水三相分离柱内不同位置处的电导率参数变化，结合所述油气水三相分离柱尺寸，算得输油管道内游离水含量＝电导率增大的最高点位高度
×
分离柱的横截面积/分离柱内液体的总体积
×
100％；
[0014]4、分离柱排空：测试完成后，利用所述活塞式储气罐对所述油气水三相分离柱增压，将测试后的样品回注输油管线或排出。
[0015]本专利技术适用于带压多相混输条件下，输油管道内油气水三相含量的在线测量。由于本专利技术的结构简单、自动化程度高，能够准确地测量出油气水三相的含量，且在测量过程中计量周期短、计量损耗小，为实现输油管道内油气水三相含量的在线测量提供技术手段。
附图说明
[0016]图1是本专利技术提供的输油管道内油气水三相含量的一体化在线测量装置示意图。
[0017]图2是油气水三相分离柱内不同点位的电导率随着油水分层时间的变化示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合附图对本专利技术作进一步地说明，但应该理解，本专利技术的范围并不限于此。
[0019]如图1所示，本专利技术所提供输油管道内油气水三相含量的一体化在线测量装置，包括：所述恒压恒速泵1、油气水三相分离柱2、活塞式储气罐3、多点位电导率测定仪4、电动搅拌器5、搅拌叶轮6、温度/压力传感器甲7、温度/压力传感器乙8、进油阀9、进液保护阀10、气体调节阀11、泄压阀12、排液阀13。
[0020]所述恒压恒速泵1通过进油阀9与输油管线相连，通过进液保护阀10与油气水三相分离柱2相连，所述搅拌叶轮6处于油气水三相分离柱2内，与电动搅拌器5相连，所述多点位电导率测定仪4与温度/压力传感器甲7的测量点处于油气水三相分离柱2内，所述活塞式储气罐3通过气体调节阀11与油气水三相分离柱2相连，所述温度/压力传感器乙8的测量点处于活塞式储气罐3内，活塞式储气罐3通过泄压阀12泄压，油水分离柱2通过排液阀13排液。
[0021]测试实验开始前保持所述油气水三相分离柱2与地面垂直，保持所述活塞式储气
罐3处于最小容积状态(0L)，保证所有阀处于关闭状态，所述油气水三相分离柱2容积为50L，所述活塞式储气罐3容积为20L，所述多点位电导率测定仪4的5个点位分别处于容积为11L、12L、13L、14L、15L处。
[0022]样品进注：进油阀9、进液保护阀10、气体调节阀11自动打开，利用所述恒压恒速泵1将40L、1MPa下的溶气长庆原油样品注入所述油气水三相分离柱2内，进油阀9、进液保护阀10自动关闭，利用所述温度/压力传感器甲7测得油气水三相分离柱2内的温度、压力参数；
[0023]气液分离：利用所述电动搅拌器5通过所述搅拌叶轮6以20r/min的搅拌速率对样品进行搅拌加速气液分离，将所述活塞式储气罐3容积调节至最大容积20L以降低所述油气水三相分离柱2内的压力，并收集溢出的气体，气体调节阀11自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.输油管内油气水三相含量一体化在线测量装置及使用方法，包括恒压恒速泵(1)、油气水三相分离柱(2)、活塞式储气罐(3)、多点位电导率测定仪(4)、电动搅拌器(5)、搅拌叶轮(6)、温度/压力传感器(7)(8)及相应的自动阀与管线，其特征在于，所述恒压恒速泵(1)与输油管线相连，与油气水三相分离柱(2)相连，所述搅拌叶轮(6)处于油气水三相分离柱(2)内，与电动搅拌器(5)相连，所述多点位电导率测定仪(4)与所述温度/压力传感器(7)的测量点位处于油气水三相分离柱(2)内，所述活塞式储气罐(3)与油水分离柱(2)相连，与输油管线相连，所述温度/压力传感器(8)的测量点位处于活塞式储气罐(3)内。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述油气水三相分离柱(2)采用立式结构，体积不小于50升，长径比为5:1～10:1。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌叶轮(6)为“Y”型或“U”型，搅拌转速小于50转每分钟。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多点位电导率测定仪(4)有5到10个测量点位，测量点位纵向分布于所述油气水三相分离柱(2)高度1/10至7/10之间。5.一种输油管道内油气水三相含量的在线测量方法，采用权利要求1
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4之任一项所述的输油管道内油气水三相含量的一体化在线测量装置，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.样品进注：利用所述恒压恒速泵(1)控制进样流量，从输油管线中取得样品注入所述油气水三相分离柱(2)内，达到预...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爽，李传宪，邓志安，杨飞，刘岱卫，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：