[发明专利]高含水低产气油井产液三相计量装置与方法

说明书

本发明公开了高含水低产气油井产液三相计量装置与方法，其中装置包括自下而上依次连接的一级旋流装置、气核取样管、二级旋流装置、疏水器、旋流式油水分离器、阻水滤网式除油器、滤水孔板、分离油缓冲罐，所述气核取样管中设置气液旋流分离器。本发明利用多级旋流装置，采用旋流强制流动的手段，增加了油田产出液分离适用范围，不仅适用于低流速下的分层流、波状分层流，还适用于高流速下的环状流和弹状流。还包括分离出气体温度传感器和压力传感器，主管道油水的温度和压力传感器，以获得温度值和压力值，对油气水三相流体的密度、体积参数进行校验。

技术领域

本发明涉及油田三相流测量技术，具体地说是高含水低产气油井产液三相计量装置与方法。

背景技术

油田生产过程中，油井采出液主要含有原油、油田伴生气、水等，产出液在井下油管和地面管道中流动过程中，其流量和相含量的测量都属于典型多相流计量问题。由于多相流动的复杂性，油气水多相流量计的研制有较大的难度，目前存在多种多相流量计的研制技术路线。

在两相流测量技术中，分离法是最早应用于多相流测试方法，但是由于其分离困难、体积大，现场推广难度大。如中国专利ZL200710046862.8，ZL200810112558.3等都是采用大型容器作为油气水三相分离系统，然后在采用单相计量的方法。因为这种方法是把多相流体中油气水三相流体分离成单相气体和油和水后，再分别用单相流量计测量各相流量，因而避免流型变化和流动不稳定等因素对测量的影响。但是实际多相流体测量中，很多流体有时无法做到经济有效的完全分离，这个多相计量带来了很多的麻烦。在此基础上也产生了很多其它完全分离的形式，美国专利US5390547和US7311001公开了一种利用多相流体管道本身构成一种的分离系统测量系统，该系统放弃了传统的分离器，但采用外置式旋风分离方式，因此实质上它与传统的分离法并没有实质的区别。在此基础上，研究人员采用分相分离技术，如中国专利ZL98113068.2采用部分分离法，缩小分离器尺寸，但不是将全部三相流彻底分离成单相流，影响了计量精度。美国专利US6128962也采用了类似的一种分流分相式测量方法，但是当两相流中的液相或气相的流量很小(低含气率或高含水率)时，经过分流，从分离器流出的气相或油相流量就更小，无法代表整体，导致计量误差大。近年来，随着相关研究工作的进展，多相检测的新技术不断出现，以采用放射性的在线测试方式为主，也有采用电或磁的方式进行在线测量的，但由于放射性的原因，价格高、维护难，现场推广受限制。因此，目前完全分离方法依旧是最可靠和精度最高的多相流在线测试技术。

发明内容

本发明的目的在于提供高含水低产气油井产液三相计量装置与方法，利用多级旋流装置62，采用旋流强制流动的手段，增加了油田产出液分离适用范围，不仅适用于低流速下的分层流、波状分层流，还适用于高流速下的环状流和弹状流。还包括分离出气体温度传感器和压力传感器，主管道油水的温度和压力传感器，以获得温度值和压力值，对油气水三相流体的密度、体积参数进行校验。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，高含水低产气油井产液三相计量装置，包括自下而上依次连接的一级旋流装置、气核取样管、二级旋流装置、疏水器、旋流式油水分离器、阻水滤网式除油器、滤水孔板、分离油缓冲罐，所述气核取样管中设置气液旋流分离器。

所述气液旋流分离器下端连接油水排出管，上端连接气相排出管，所述气相排出管再连接在混合出管底端；所述疏水器下端口为油核取样口，所述疏水器侧边开口并通过第二分离水出管连接混合出管中部；分离油缓冲罐顶部通过油相出口连接混合出管。

所述混合出管上设置气相阻力件、气水阻力件，所述气相阻力件高于气相排出管和混合出管的连接口，低于第二分离水出管和混合出管的连接口，所述气水阻力件高于第二分离水出管和混合出管的连接口，低于油相出口和混合出管的连接口。

所述气核取样管和二级旋流装置之间为油水温压测量段，油水温压测量段设置温度传感器和压力传感器；所述气相排出管上设置气相流量计、气相温度计、气相压力计；所述第二分离水出管上设置水相流量计；所述油相出口上设置油相流量计。