本发明专利技术提供一种井下泵泵送流量计量装置及计量方法，该计量装置包括文丘里管，文丘里管包括收缩段、喉管和扩散段，收缩段对应的开口处设有下接头，扩散段对应的开口处设有上接头；收缩段和喉管的内部均设有压力传感器和温度传感器，以在气水混合物经过文丘里管时测量收缩段和喉管之间气水混合物的压差和温差，和/或扩散段和喉管的内部均设有压力传感器和温度传感器，以在气水混合物经过文丘里管时测量扩散段和喉管之间气水混合物的压差和温差；计量装置还包括处理设备，处理设备通过内部的计算程序运算得到气水混合物总流量中水的流量。本发明专利技术提供的计量装置和计量方法均可以解决现有技术中井下泵泵送的水的流量计量的技术问题。术问题。术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种井下泵泵送流量计量装置及计量方法
[0001]本专利技术涉及监测井下泵系统泵送流量
，具体涉及测量井下泵泵送的气水混合物总流量中水的流量的装置及方法。
技术介绍
[0002]目前，井下泵在石油生产领域被广泛应用，例如潜油电泵，在油井、气井的开采中，潜油电泵作为一种井下多级离心泵，工作时潜油电机带动叶轮高速旋转，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下被抽送至地面。在气井的开采中，潜油电泵主要用于举升地层水，而监控潜油电机的举出液体量对井的生产制度调整与泵的正常运行具有指导意义。若潜油电泵将地层水举升到地面，则只需在潜油电泵的出口处加装一个液体流量计就可以对举出液量进行计量，但是将地层水举升到地面需要对地层水进行处理，否则就会对环境造成污染。目前常用的办法有拉运和管线输送，而这两种方法均会消耗较高的成本，尤其是气田进入到开采的中后期，采出的液体中含水量非常高，这一问题更加突出。
[0003]为解决这一问题，气井在开采中使用同井采注工艺，即在井下将水气井的产出液进行分离，然后将分离出的水在井下回注到另一水层中或枯竭气层中，此时潜油电泵不需要将地层水举升到地面，监控潜油电泵举出液体量就需要在井下安装一个井下流量计进行计量。
[0004]例如，在授权公告号为CN105888646B、授权公告日为2019年03月12日的中国专利技术专利中公布了一种毛细管测压电泵井在线流量实时计量系统与方法，该计量系统在测量流量时需要在井下安装井下毛细管单点测压装置和井口压力温度测量装置，并结合功率平衡法和井筒多相流计算方法，实现电泵井在线流量实时计量。该计量系统虽然可以完成对潜油电泵举出液体量的计量，但是利用毛细管进行测压易出现因漏失导致的失效问题，因此不适合在生产中推广。
[0005]为此，授权公告号为CN 212843775 U、授权公告日为2021年03月30日的中国技术专利中提供了一种新型一体化文丘里管的气液两相流量计，该流量计包括文丘里管，该文丘里管包括收缩段、喉管和扩散段，在文丘里管的延伸方向上，收缩段的内部间隔布置有第一压力取压测点和第二压力取压测点，喉管的内部布置有第三压力取压测点。该流量计在测量时先测量出湿气的总流量，再计算湿气总流量中液相的含率。但是，该专利文件中并未记录液相含率的具体计算方法。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种井下泵泵送流量计量装置，以解决现有技术中井下泵泵送的水的流量计量的技术问题。同时，本专利技术还提供一种井下泵泵送流量计量方法，以解决上述问题。
[0007]本专利技术中井下泵泵送流量计量装置采用如下技术方案：
[0008]该井下泵泵送流量计量装置包括文丘里管，所述文丘里管包括收缩段、喉管和扩
散段，所述收缩段对应的开口处设有用于与井下泵的泵送出口连接的下接头，所述扩散段对应的开口处设有用于与抽气管路连接的上接头；所述收缩段和所述喉管的内部均设有压力传感器和温度传感器，以在气水混合物经过文丘里管时测量收缩段和喉管之间气水混合物的压差和温差，和/或所述扩散段和所述喉管的内部均设有压力传感器和温度传感器，以在气水混合物经过文丘里管时测量扩散段和喉管之间气水混合物的压差和温差；计量装置还包括处理设备，所述处理设备与各温度传感器和各压力传感器均连接以接收测量到的数据并根据测得的温差、压差与气液混合物的密度的关系，通过内部的计算程序运算得到气水混合物总流量中水的流量。
[0009]有益效果：本专利技术提供的井下泵泵送流量计量装置使用时，先将下接头连接在井下泵的泵送出口处，将上接头连接至抽气管路上，启动井下泵，通过文丘里管内对应位置处的温度传感器和压力传感器测量出气水混合物在相应段的压差和温差，处理设备内部的计算程序先根据测得的压差和温差判断出气水混合物中气体的含量，然后根据气水混合物中气体的含量计算出气液混合物的密度，接着根据测得的温差、压差与气液混合物的密度的关系计算出气水混合物总流量，并最终计算得到气水混合物总流量中水的流量。相较于现有技术中需要在井下安装井下毛细管单点测压装置和井口压力温度测量装置的方式来说，本专利技术提供的井下计量装置结构简单，安全可靠，比较适合在生产中推广。而且，由于本专利技术提供的井下计量装置是根据测得的温差、压差与气水混合物的密度的关系去计算气水混合物总流量中水的流量，因此计量精度较高。
[0010]进一步地，所述收缩段与所述喉管内部的压力传感器和温度传感器为温压一体化传感器。
[0011]有益效果：压力传感器和温度传感器采用温压一体化传感器可以减少传感器的安装个数，从而提高传感器的安装效率。
[0012]进一步地，所述处理设备包括布置在地面上的处理器，所述处理器与各温度传感器和各压力传感器之间相连接，以接收各温度传感器和各压力传感器测得的数据并对接收的数据进行运算。
[0013]有益效果：由于井下的环境比较复杂，处理器布置在井下需要提供较好防护结构，这样势必导致处理设备的尺寸过大，增加处理设备的布置难度，而将处理器布置在地面时防护的需求会降低，方便安装的同时降低了生产成本。
[0014]进一步地，所述上接头为油管接箍，所述下接头为油管公扣。
[0015]有益效果：这样设置一是为了方便拆装，二是为了提高连接时的密封性。
[0016]进一步地，所述处理设备还连接有显示屏以对运算得到的水的流量进行显示。
[0017]有益效果：通过显示屏对运算结果进行显示，可以方便工作人员更加直观地观测水的流量。
[0018]本专利技术中井下泵泵送流量计量方法采用如下技术方案：
[0019]该井下泵泵送流量计量方法，具体包括以下步骤：
[0020]步骤1：在实验室条件下，在文丘里管的收缩段和喉管之间，或者在文丘里管的喉管和扩散段之间，测出不同压差、不同含气率条件下气水混合物经过文丘里管时的温差，由此得出气水混合物的含气率与经过文丘里管产生的压差、温差的关系；
[0021]步骤2：在井下泵的泵送出口处连接文丘里管，在气水混合物经过文丘里管时，测
量在文丘里管的收缩段和喉管之间气水混合物的压差和温差，或者测量在文丘里管的喉管和扩散段之间测量气水混合物的压差和温差；根据测量到的气水混合物的压差和温差对照步骤1中测得的含气率与压差和温差的关系，确定气水混合物的含气率；
[0022]步骤3：计算气水混合物的密度：
[0023]ρ＝F
g
ρ
g
+(1
‑
F
g
)ρ
L
ꢀꢀ
(1)
[0024]式(1)中，ρ为气水混合物的密度，F
g
为气水混合物的含气率，ρ
g
为气水混合物中气体的密度，ρ
L
为气水混合物中液体的密度；
[0025]步骤4：计算气水混合物的总流量：
[0026][0027]式(2)中，Q为气水混合物的总流量，C为文丘里管的流出系数，A为文丘里管的喉部处的横截面积，β为气水混合物的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种井下泵泵送流量计量装置，包括文丘里管(1)，所述文丘里管(1)包括收缩段(11)、喉管(14)和扩散段(15)，其特征在于，所述收缩段(11)对应的开口处设有用于与井下泵(4)的泵送出口连接的下接头(3)，所述扩散段(15)对应的开口处设有用于与抽气管路(6)连接的上接头(2)；所述收缩段(11)和所述喉管(14)的内部均设有压力传感器和温度传感器，以在气水混合物经过文丘里管(1)时测量收缩段(11)和喉管(14)之间气水混合物的压差和温差，和/或所述扩散段(15)和所述喉管(14)的内部均设有压力传感器和温度传感器，以在气水混合物经过文丘里管(1)时测量扩散段(15)和喉管(14)之间气水混合物的压差和温差；计量装置还包括处理设备，所述处理设备与各温度传感器和各压力传感器均连接以接收测量到的数据并根据测得的温差、压差与气水混合物的密度的关系，通过内部的计算程序运算得到气水混合物总流量中水的流量。2.根据权利要求1所述的井下泵泵送流量计量装置，其特征在于，所述收缩段(11)与所述喉管(14)内部的压力传感器和温度传感器为温压一体化传感器。3.根据权利要求2所述的井下泵泵送流量计量装置，其特征在于，所述处理设备包括布置在地面上的处理器，所述处理器与各温度传感器和各压力传感器之间相连接，以接收各温度传感器和各压力传感器测得的数据并对接收的数据进行运算。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的井下泵泵送流量计量装置，其特征在于，所述上接头(2)为油管接箍，所述下接头(3)为油管公扣。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的井下泵泵送流量计量装置，其特征在于，所述处理设备还连接有显示屏以对运算得到的水的流量进行显示。6.一种井下泵泵送流量计量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：在实验室条件下，在文丘里管(1)的收缩段(11)和喉管(14)之间，或者在文丘里管(1)的喉管(14)和扩散段(15)之间，测出不同压差、不同含气率条件下气水混合物经过文丘里管(1)时的温差，由此得出气水混合物的含气率与经过文丘里管(1)产生的压差、温差的关系；步骤2：在井下泵(4)的泵送出口处连接文丘里管(1)，在气水混合物经过文丘里管(1)时，测量在文丘里管(1)的收缩段(11)和喉...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岳龙，张立强，李克智，吴伟然，邓学峰，赵润冬，刘广英，熊佩，王薇，刘学全，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司华北油气分公司，
类型：发明
国别省市：
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