油井在线截流计量装置.pdf

本发明公开了一种油井在线截流计量装置，包括计量外壳，在计量外壳上、下端分别设有进油口和出油口，隔板设在计量外壳内中部并将计量外壳内腔分成留存腔和计量腔；在隔板上设有连通留存腔和计量腔的溢流管和计量入口；称重料斗通过称重传感器支撑在所述计量腔内，称重料斗上口敞开且与计量入口对应相通，在称重料斗底面设有计量出口；控制装置包括两个悬垂布置且分别对应计量入口和计量出口的重力阀，控制装置与称重传感器电连接，用于根据称重传感器测量的数据执行交替控制计量入口和计量出口的开关动作。有益效果是：计量精度高，无需人工值守，能够实时计量产液量，能够代替人工计量，并可实现承压计量，工作可靠性高，使用寿命长。

权利要求书
1.  一种油井在线截流计量装置，包括计量外壳，在计量外壳上、 下端分别设有进油口和出油口，其特征在于：
隔板，设在计量外壳内中部并将计量外壳内腔分成上、下两个腔， 分别为留存腔和计量腔；在隔板中部及一侧分别设有连通留存腔和计 量腔的溢流管和计量入口；
称重传感器，设置在所述计量外壳的计量腔内；用于支撑称重料 斗；
所述称重料斗通过称重传感器支撑在所述计量腔内，称重料斗上 口敞开且与计量入口对应相通，在称重料斗底面设有计量出口；用于 承载油液实现称重；
控制装置，设置在所述计量外壳上并插入到其内腔，包括两个悬 垂布置且分别对应计量入口和计量出口的重力阀，控制装置与称重传 感器电连接，用于根据称重传感器测量的数据执行交替控制计量入口 和计量出口的开关动作。

2.  根据权利要求1所述的油井在线截流计量装置，其特征在于： 所述计量外壳是由圆筒状的外壳主体和上盖连接而成，外壳主体底面 为圆弧状，所述进油口为垂直插入到上盖一侧的进油管形成。

3.  根据权利要求1或2所述的油井在线截流计量装置，其特征 在于：所述进油口和计量入口分别位于溢流管的两侧。

4.  根据权利要求3所述的油井在线截流计量装置，其特征在于： 在隔板下端面对应计量入口处固定有液体下流管，液体下流管插入到 称重料斗内。

5.  根据权利要求1所述的油井在线截流计量装置，其特征在于： 所述称重传感器为二个且对称布置在称重料斗两侧与计量外壳内壁 之间，称重传感器的数据线由计量外壳侧壁密封引出。

6.  根据权利要求1或5所述的油井在线截流计量装置，其特征 在于：所述控制装置包括控制器、驱动装置和执行机构，所述控制器 的信号输入端与称重传感器电连接，控制器的控制输出端与驱动装置 电连接，驱动装置输出轴与执行机构传动连接。

7.  根据权利要求6所述的油井在线截流计量装置，其特征在于： 所述执行机构包括一根主轴，主轴可旋转安装在计量外壳上并插入留 存腔内，在主轴内端固定有摆轴，所述两个重力阀分别通过悬绳连接 在摆轴两端，用于执行交替控制计量入口和计量出口的开关动作。

8.  根据权利要求7所述的油井在线截流计量装置，其特征在于： 在隔板上端面位于计量入口处以及在称重料斗内底面位于计量出口 处分别围设有多根限位栏杆，用于实现重力阀的限位。

9.  根据权利要求6所述的油井在线截流计量装置，其特征在于： 在计量外壳上位于所述主轴外围设有三个限位开关，限位开关与控制 器的信号输入端电连接，在主轴上设有用于触发限位开关的限位杆， 所述限位杆旋转到三个限位开关位置时分别对应计量入口和计量出 口的一开一关及同时关闭。

10.  根据权利要求1或7所述的油井在线截流计量装置，其特征 在于：所述两个重力阀为质量相同的实心铁球。

说明书油井在线截流计量装置
技术领域
本发明涉及一种计量装置，特别涉及一种油井在线截流计量装 置。
背景技术
目前油田采油油井计量大多采用翻斗计量、计量间人工计量，流量 计等计量方式。在实际应用中人工计量虽然计量精度较高但计量速度慢， 而且必须由人工进行实时看守，不仅耗时耗费人工，而且更换井口计量 时倒阀门十分费力，不能实时计量产液量，只有等计量结束时才能计算 出产液量，计量比较繁琐。采用翻斗计量方式，短时间计量误差较大， 同时翻斗的频繁翻转会造成工作可靠性下降，因此需要经常维护，造成 维修工作量大。采用流量计计量方式计量则不适合计量原油，由于原油 粘度较高，因此会造成流量计经常性损坏。
总之由于目前没有一个较好的油井在线计量装置，大大制约了原油 在线计量工作的进行，给生产管理带来了诸多不变，同时也增大了生产 能耗，给节约减排带来了不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种计量精度高，无需人工值 守，能够实时计量产液量，工作可靠性高，使用寿命长的油井在线截 流计量装置。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种油井在线截流计量装置，包括计量外壳，在计量外壳上、下 端分别设有进油口和出油口，
隔板，设在计量外壳内中部并将计量外壳内腔分成上、下两个腔， 分别为留存腔和计量腔；在隔板中部及一侧分别设有连通留存腔和计 量腔的溢流管和计量入口；
称重传感器，设置在所述计量外壳的计量腔内；用于支撑称重料 斗；
所述称重料斗通过称重传感器支撑在所述计量腔内，称重料斗上 口敞开且与计量入口对应相通，在称重料斗底面设有计量出口；用于 承载油液实现称重；
控制装置，设置在所述计量外壳上并插入到其内腔，包括两个悬 垂布置且分别对应计量入口和计量出口的重力阀，控制装置与称重传 感器电连接，用于根据称重传感器测量的数据执行交替控制计量入口 和计量出口的开关动作。
优选的是，所述计量外壳是由圆筒状的外壳主体和上盖连接而 成，外壳主体底面为圆弧状，所述进油口为垂直插入到上盖一侧的进 油管形成。
优选的是，所述进油口和计量入口分别位于溢流管的两侧。
优选的是，在隔板下端面的计量入口处固定有液体下流管，液体 下流管插入到称重料斗内。
优选的是，所述称重传感器为二个且对称布置在称重料斗两侧与 计量外壳内壁之间，称重传感器的数据线由计量外壳侧壁密封引出， 以提高工作可靠性。
优选的是，所述控制装置包括控制器、驱动装置和执行机构，所 述控制器的信号输入端与称重传感器电连接，控制器的控制输出端与 驱动装置电连接，驱动装置输出轴与执行机构传动连接。
优选的是，所述执行机构包括一根主轴，主轴可旋转安装在计量 外壳上并插入留存腔内，在主轴内端固定有摆轴，所述两个重力阀分 别通过悬绳连接在摆轴两端，用于执行交替控制计量入口和计量出口 的开关动作。
优选的是，在隔板上端面位于计量入口处以及在称重料斗内底面 位于计量出口处分别围设有多根限位栏杆，用于实现重力阀的限位。
优选的是，在计量外壳上位于所述主轴外围设有三个限位开关， 限位开关与控制器的信号输入端电连接，在主轴上设有用于触发限位 开关的限位杆，所述限位杆旋转到三个限位开关位置时分别对应计量 入口和计量出口的一开一关及同时关闭。
优选的是，所述两个重力阀为质量相同的实心铁球。
优选的是，所述驱动装置是由驱动电机和减速机连接而成，驱动 装置通过一个电机座固定在计量外壳上。
本发明的有益效果是：
1、由于计量外壳内腔通过隔板分为留存腔和计量腔，通过控制 装置能够交替控制计量入口和计量出口的开关，因此该装置可实现在 计量转换的过程中流动的液体被截流保存在留存腔内，计量转换完成 后通过控制装置打开计量入口释放液体继续计量，这样即实现了无损 耗连续实时计量，大大提高了计量精度。
2、通过控制装置控制两个悬垂布置的重力阀进行计量液体的截 流和释放，操作控制简单可靠，无需人工值守；计量称重时重力阀及 料斗重量可准确测量排除，不会影响计量精度。
3、由于称重料斗通过称重传感器支撑在计量腔内，既可计量瞬 时值，也可计量平均值，能够完全代替人工计量，并可实现承压计量。
4、整个装置旋转部件及磨损部件少，在恶劣环境下也可长时间 运行，工作可靠性高，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是本发明的控制原理图。
图中：计量外壳1，进油口101，出油口102，留存腔103，计量 腔104，外壳主体2，称重料斗3，计量出口301，隔板4，计量入口 401，第一重力阀5，主轴6，悬绳7，摆轴8，限位开关9，上盖10， 限位杆11，进油管12，溢流管13，称重传感器14，限位栏杆15， 第二重力阀16，排油管17，液体下流管18，伺服电机19，减速机 20，电机座21，密封轴承22，控制器23，驱动装置24。
具体实施方式
如图1-图3所示，本发明涉及的一种油井在线截流计量装置， 包括计量外壳1，在计量外壳1上、下端分别设有进油口101和出油 口102。所述计量外壳1是由圆筒状的外壳主体2和圆弧顶上盖10 通过法兰和圆周均布的螺栓连接而成，外壳主体2的底面为圆弧状， 所述进油口101为垂直插入到上盖10一侧的进油管12形成。在计量 外壳1下端的出油口102通过法兰连接有排油管17。
在计量外壳1内中部固定焊接一块隔板4，隔板4将计量外壳1 内腔分成上、下两个腔，分别为留存腔103和计量腔104。在隔板4 中部及一侧分别设有连通留存腔103和计量腔104的溢流管13和计 量入口401，所述溢流管13垂直布置留存腔103内。作为优选，所 述进油口101和计量入口401分别位于溢流管13的两侧。
在所述计量外壳1的计量腔104内设有称重传感器14，用于支 撑称重料斗3。所述称重料斗3为圆桶状且通过称重传感器14支撑 在所述计量腔104内，称重料斗3上口敞开且与计量入口401对应相 通，在称重料斗3底面设有计量出口301；用于承载油液实现称重。 作为优选，所述称重传感器14为二个且对称布置在称重料斗3两侧 与计量外壳1内壁之间，称重传感器14的数据线由计量外壳1侧壁 密封引出，以提高工作可靠性。在隔板4下端面的计量入口401处固 定有液体下流管18，液体下流管18插入到称重料斗3内。在隔板4 上端面位于计量入口401处以及在称重料斗3内底面位于计量出口 301处分别沿圆周方向均布围设有多根限位栏杆15，用于实现重力阀 的限位。
该油井在线截流计量装置还设有控制装置，所述控制装置包括控 制器23、驱动装置24和执行机构，所述控制器23优选为PLC，控 制器23的信号输入端与称重传感器14电连接，控制器23的控制输 出端与驱动装置24电连接，驱动装置24输出轴与执行机构传动连接。 所述执行机构包括一根主轴6，主轴6通过密封轴承22可旋转安装 在计量外壳1上并插入到留存腔103内，在主轴6内端固定有摆轴8， 摆轴8中部焊接在主轴6上，在摆轴8两端分别通过悬绳7连接一个 重力阀，分别为第一重力阀5和第二重力阀16。第一重力阀5和第 二重力阀16通过悬绳7悬垂布置且分别对应计量入口401和计量出 口301，用于根据称重传感器14测量的数据执行交替控制计量入口 401和计量出口301的开关动作。作为优选，所述两个重力阀为大小 相等、质量相同的实心铁球。所述连接第二重力阀16的悬绳7由溢 流管13穿过。
作为优选，所述驱动装置24是由伺服电机19和减速机20连接 而成，驱动装置24通过一个电机座21固定在计量外壳1上，所述减 速机20输出轴与主轴6外端通过联轴器连接。
在计量外壳1上位于所述主轴6外围安装有三个限位开关9，限 位开关9与控制器23的信号输入端电连接，在主轴6上沿径向固定 有用于触发限位开关9的限位杆11，所述限位杆11旋转到三个限位 开关9位置时分别对应计量入口401和计量出口301的一开一关及同 时关闭。
使用时，该油井在线截流计量装置通过进油管12和排油管17连 接到油田采油系统中。初始时通过第一重力阀5开启计量入口401， 通过第二重力阀16关闭计量出口301，当油液由进油口101流入时， 通过隔板4上的计量入口401和液体下流管18流入称重料斗3，通 过称重传感器14实时测量流入油液的重量并传送给控制器23。当流 入称重料斗3内的油液容量增加到通过控制器23设定的最大值时， 控制器23发出控制信号给驱动装置24，伺服电机19启动，带动主 轴6和摆轴8逆时针旋转，使第一重力阀5下落将计量入口401关闭， 油液停止流入称重料斗3并储存在留存腔103中，此时通过控制器 23记录当时称重油液的重量，该重量为称重油液、称重料斗3和第 二重力阀16的总重量。随后通过控制器23控制第二重力阀16打开， 被称重的油液由计量出口301经出油口102排出，当油液全部流出后 关闭第二重力阀16，此时第一重力阀5和第二重力阀16全部处于关 闭状态，通过称重传感器14记录称重料斗3和第二重力阀16的初始 值，再由控制器23用前面测量的总重量减去称重料斗3和第二重力 阀16的重量，便可得到排出油液的重量。然后通过执行机构打开第 一重力阀5，油液又流入称重料斗3，称重传感器14执行称重，并与 油液相应的留存时间对比，便可得出该段时间的产液量。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和 实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域， 对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背 离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的 细节和这里示出与描述的图例。