撬装式三相分离计量装置设计

    1　引　言

    在油田生产中,油井的油气水产量是重要的油藏分析参数,是掌握油井生产动态和分析储油层变化的重要依据,必须实时计量。但是由于中国单井产量大多在每天几吨到十几吨,为了节约成本,往往8~12口生产井设一个计量站,巡回计量每口井油气水的产量,通过采用分时段计量的方式对多个油井进行计量,以一段时间的产量来推算日产量等数据。这需要根据油井分布进行配置,如果在油井分布较为稀疏的区域,为单个油井设置计量站,则十分浪费,所以,针对油田的实际生产现状,设计一种便于移动的计量系统就显得格外必要了。

    目前已建自动计量站分两种模式:一种是采用分离法的计量站,通过多通阀(三通阀)倒井,分离器气液分离,然后用水分析仪测含水量,天然气流量计测气流量,成本较低,但换井计量时周期过长,必须把上一口井进入分离器的液量排出,避免影响下一口井的计量精度;另一种是采用三相流量计计量,通过多通阀(三通阀)倒井,然后三相流量计直接检测三相流量,此种模式成本较高。某油田结合此两种模式的特点,采用分离器实现气液分离,通过质量流量计对油水进行计量,天然气流量计测气流量,实现准确计量纯油质量、原油体积流量、污水质量与总体积量等参数。

    2　分离计量装置

    系统设计为撬装式,整套装置安装于底座上,便于使用拖车进行移动。该装置利用分离器实现气液两相分离与控制,并利用质量流量计和气体流量计实现三相计量的功能,应用紧凑的撬装式结构实现可移动的目的,从而可以用于对计量站进行流量对比或用于偏远的没有计量功能的油井流量检测,实现多井切换的计量,有助于解决多年来在单井或分队计量上存在的问题。系统由分离部分、三相计量部分、控制显示部分、计量车及连接设备等五部分组成,系统全部由计量车装载。

    2·1　总体流程

    分离计量装置总体流程如图1所示。

    油井原油经过旋流分离器进行一次分离,在离心力的作用下使气液两相进行初步分离,气液两相经两路进入分离缓冲罐。液相在入口再次经过入口分离器进行分离,流入分离缓冲罐,进入分离缓冲罐后,由于容积增大,压力降低,实现气液的进一步分离;气相经罐顶出罐,流经除雾器,将液相中的小液滴过滤下来,通过调节阀控制气路开度,经智能漩进漩涡气体流量计实现天然气计量;液相由罐底经过离心泵流出,由质量流量计进行计量;最终气液两相混合,送转接站或联合站。

    2·2　天然气计量

    天然气计量采用的是智能漩进漩涡流量计。其工作原理:进入流量计的流体通过旋涡发生器产生旋涡流,旋涡流在文丘里管中旋进,到达收缩段突然节流,使旋涡流加速,当旋涡流进入扩散段后,因回流的作用强迫进入旋进式二次旋转。旋涡流的频率与介质速度成正比并且为线性关系。由压力传感器检测的微弱电信号经处理后,可转换为流量信号。旋进旋涡流量计具有结构简单、准确度高、测量范围大、无机械可动件、安装使用方便、不受介质的密度和黏度等因素影响的优点。它具有内置式压力、温度、流量传感器,采用新型信号处理放大器和独特的滤波技术,有效地剔除了压力波动和管道振动所产生的干扰信号,大大提高了流量计的抗干扰能力,在小流量也具有出色的稳定性,并且就地显示温度、压力、瞬时流量和累积流量。