计量装置的制作方法
1.本发明涉及油田开发生产相关技术领域，具体而言，涉及一种计量装置。
背景技术：
2.目前油田常用的计量方式主要有轮井计量、单井计量等，这些计量方式都是将气液进行分离之后再分别进行计量，并且井口含水只能通过人工取样化验或加装含水监测仪来监测，因此不能实时监测井口中的含水量，目前市面上的含水监测仪价格较高，并且效果不理想。采用加热集输的区块，其井口电加热器设置在井口或计量装置后，加热介质为气液混合相，混合相流速快、气量波动造成井口电加热器效率低。
3.由上可知，目前的油田的计量装置存在计量效率低的问题。
技术实现要素：
4.本发明的主要目的在于提供一种计量装置，以解决现有技术中油田的计量装置存在计量效率低的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种计量装置。计量装置包括气液分离器，气液分离器的输出端连接有气体管路和液体管路，气体管路和液体管路在汇流管处汇合，汇流管的输出端伸出到计量装置的外部；气体计量件，气体计量件安装在气体管路上；液体计量件，液体计量件安装在液体管路上，并对气液分离器分离出来的液体的质量和流量进行监测；加热元件，加热元件安装在液体管路上，并对液体进行加热。
6.进一步地，加热元件设置在液体计量件与汇流管之间；或者加热元件设置在气液分离器与液体计量件之间。
7.进一步地，加热元件为电加热器。
8.进一步地，计量装置还包括感应装置，感应装置包括第一温度传感器，第一温度传感器安装在加热元件与气液分离器之间的液体管路上，并感应加热前的液体的温度；第二温度传感器，第二温度传感器安装在加热元件与汇流管之间的液体管路上，并感应加热后的液体的温度。
9.进一步地，感应装置还包括压力传感器，压力传感器分别安装在液体管路上和气体管路上，且分别监测气液分离器分离出来的气体的压力和液体的压力。
10.进一步地，计量装置还包括显示装置；控制器，控制器电连接到显示装置、加热元件、气液分离器、气体计量件、液体计量件、计量装置的感应装置，以将加热元件、气液分离器、气体计量件、液体计量件、感应装置的状态信息显示在显示装置上。
11.进一步地，计量装置还包括流量控制器，流量控制器安装在汇流管上。
12.进一步地，计量装置为单井计量装置或者轮井计量装置。
13.进一步地，计量装置测量液体的内部的含水量，其中液体的内部的含水量的公式为示中：mw为液体的内部的水的质量，m
l
为液体计量件测得的液体的质量，
q为加热元件的加热负荷，δt为计量装置的感应装置的第二温度传感器感应的温度值和第一温度传感器感应的温度值的温度差。
14.进一步地，计量装置测量液体的内部的含水率，其中液体的内部的含水率的公式为式中：ηm为液体的内部的含水率，q为加热元件的加热负荷，m
l
为液体计量件测得的液体的质量，δt为计量装置的感应装置的第二温度传感器感应的温度值和第一温度传感器感应的温度值的温度差。
15.应用本发明的技术方案，将加热元件安装在气液分离器的输出端的液体管路上，以使加热元件对气液分离器分离出来的液体进行加热。气液混合相经气液分离器后气体和液体分别由气体管路和液体管路输出，加热元件对气液分离器分离后的液体进行加热，避免了出现气体使液体流速加快以及气量波动使液体加热效率低的问题，加热元件直接对液体进行加热，提高了加热效率，同时将加热元件安装在液体管路上成为计量装置的一部分，集成式设计安装方便且提高了空间利用率。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本发明的计量装置的结构示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：
19.1、气液分离器；2、气体计量件；3、液体计量件；4、加热元件；5、流量控制器。
具体实施方式
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
21.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
22.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
23.为了解决现有技术中油田的计量装置存在计量效率低的问题，本发明提供一种计量装置。本发明的计量装置主要应用在单井计量方式和轮井计量方式中，因此本发明的计量装置可以为单井计量装置，也可以为轮井计量装置。
24.进一步地，本发明的计量装置还可以应用在其他计量方式中。
25.如图1所示，计量装置包括气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3和加热元件4，气液分离器1的输出端连接有气体管路和液体管路，气体管路和液体管路在汇流管处汇合，汇流管的输出端伸出到计量装置的外部；气体计量件2安装在气体管路上；液体计量件3安装在液体管路上，并对气液分离器1分离出来的液体的质量和流量进行监测；加热元件4安
装在液体管路上，并对液体进行加热。
26.具体地，将加热元件4安装在气液分离器1的输出端的液体管路上，以使加热元件4对气液分离器1分离出来的液体进行加热。气液混合相经气液分离器1后气体和液体分别由气体管路和液体管路输出，加热元件4对气液分离器1分离出的液体进行加热，避免了出现气体使液体并使液体的流速加快以及气量波动使液体加热效率低的问题，加热元件4直接对液体进行加热，提高了加热效率，同时将加热元件4安装在液体管路上成为计量装置的一部分，集成式设计安装方便且提高了空间利用率。
27.在本实施例中，气液分离器1为旋流分离器，用于将原油中的液体和气体进行分离。
28.进一步地，气液分离器1还可以是其他类型的分离器，以能使气液混合相进行气体和液体分离为准。
29.在本实施例中，气体计量件2为孔板流量计，孔板计量件可监测气体的流量。
30.进一步地，气体计量件2还可以是其他类型的计量件，以能实时监测气体流量为准。
31.在本实施例中，液体计量件3为质量流量计量件，质量流量计量件以监测气液分离器1分离后的液体的流量和质量。
32.进一步地，液体计量件3还可以是其他类型的计量件，液体计量件3以能同时监测液体的质量和流量为准。
33.在本实施例中，加热元件4为电加热器，通过接通电源以实现对管路中的液体加热。
34.具体地，电加热器可以是采用电加热丝的加热方式，电加热丝盘绕在液体管路的外壁上。
35.进一步地，电加热器还可以是电加热管，当加热管设置有一根时，加热管与液体管路平行设置。当加热管设置有多根时，加热管沿液体管路的侧壁的轴向间隔设置，以使多根电加热管盘绕在液体管路的外壁上。
36.需要说明的是，加热元件4不限于上述的结构，还可以是其他结构的加热元件4，具体以能加热液体管路内部的液体为准。
37.在本实施例中，根据加热元件4安装在液体管路上的位置不同，提供了两种实施方式，具体如下。
38.如图1所示的具体实施方式中，加热元件4设置在液体计量件3与汇流管之间。
39.具体地，气液分离器1分离出来的液体经过液体计量件3进行质量和流量测量后，加热元件4对液体进行加热。此时由于气液已经分离，因此气体不会再加速液体的流速，因此在对液体进行加热的时候由于流经加热元件4时的流速慢了，增加了加热时间，提高了加热效率。
40.在一个未图示的具体实施方式中，加热元件4设置在气液分离器1与液体计量件3之间。
41.具体地，加热元件4直接对气液分离器1分离出来的液体进行加热，加热后的液体经过液体计量件3进行质量和流量测量后在汇流管与气体汇合。此时由于气液已经分离，因此气体不会再加速液体的流速，因此在对液体进行加热的时候由于流经加热元件4时的流
速慢了，增加了加热时间，提高了加热效率。
42.需要说明的是，上述两种实施方式虽然安装在液体管路上的位置不同，但是均达到了对气液分离后的液体进行加热的技术效果。
43.在本实施例中，计量装置还包括感应装置，感应装置包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器安装在加热元件4与气液分离器1之间的液体管路上，并感应加热前的液体的温度；第二温度传感器安装在加热元件4与汇流管之间的液体管路上，并感应加热后的液体的温度。
44.具体地，通过第一温度传感器监测加热前的液体的温度值，第二温度传感器监测加热后的液体的温度值，通过对比第一温度传感器监测的温度值和第二温度传感器监测的温度值，可得出液体被加热前和被加热后的温度差值。
45.进一步地，感应装置还包括压力传感器，压力传感器分别安装在液体管路上和气体管路上，且分别监测气液分离器1分离出来的气体的压力和液体的压力。
46.具体地，压力传感器包括气体压力传感器和液体压力传感器，气体压力传感器实时监测气体管路中气体的压力值，液体压力传感器实时监测液体管路中的压力值，以实时显示气压和液压值，以避免出现压力值超标却无显示的问题，加强了管路监测，提高了安全性。
47.在本实施例中，计量装置还包括显示装置和控制器，控制器电连接到显示装置、加热元件4、气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3、计量装置的感应装置，以将加热元件4、气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3、感应装置的状态信息显示在显示装置上。
48.具体地，显示装置实时显示加热元件4的热负荷即加热元件4的功率，气体的流量、液体的流量和质量，液体加热前的温度、液体加热后的温度、气体的压力值、液体的压力值，以供操作者实时观测数据。
49.进一步地，显示装置为显示屏，显示装置也可以是显示仪表，显示装置也可以是移动端的显示屏。
50.如图1所示，计量装置还包括流量控制器5，流量控制器5安装在汇流管上。
51.具体地，通过调节流量控制器5可控制汇合后的气体和液体在汇流管中向外输出的流量的大小，具体地流量大小可根据需求进行设定。
52.需要说明的是，流量控制器5也与控制器电连接，且由控制器控制流量控制器5的调节工作。
53.在本实施例中，图1中的流量控制器5中的fe代表检测元件，即流量控制器5具有检测流量的功能，流量控制器5实际与装置自动化组件为一体设置并与控制器电连接，负责将数据检测、上传到控制器，以实时了解流量信息，并且可通过控制器进行调节流量控制器5，提高可控性。
54.进一步地，控制器可远程控制显示装置、加热元件4、气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3、计量装置的感应装置是否动作，且实时将加热元件4、气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3、计量装置的感应装置反馈的数据在显示装置上进行显示，实现了高度自动化，减少了人工测试记录的工艺，减少了人工成本，提高了监测效率。
55.具体地，控制器可以是远程控制器，也可以是中控室，监测数据均通过采油井口rtu上传至中控室，实现远程监控。
56.在本实施例中，控制器通过计算加热元件4、气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3、计量装置的感应装置反馈的信息值，可计算出液体内部的含水量和含水率。
57.其中，原油含水率的计算公式为：
[0058][0059]
其中，ηm为原油含水率；mw为液体的内部的水的质量，t/h；mo为液体的内部的油的质量，t/h；mg为气体的质量。由于单井计量装置前端旋流分离器已将气体分离出去，故可以忽略气体的质量，含水率公式可近似的表示为：
[0060][0061]
其中，m
l
为液体的质量，单位为t/h，可通过液体计量件3测得。
[0062]
根据加热负荷计算公式：
[0063][0064]
式中：q——为加热元件4的加热负荷，单位kw；
[0065]
mo——液体中油的质量，单位t/h；
[0066]mw
——液体中水的质量，单位t/h；
[0067]co
——油的比热容，2.09kj/(kg
·
℃)；
[0068]cw
——水的比热容，4.18kj/(kg
·
℃)；
[0069]
δt——第一温度传感器和第二温度传感器的温度值的差。
[0070]
可以得出水量计算公式：
[0071][0072]
其中，mw为液体的内部的水的质量，t/h；m l
为液体计量件3测得的液体的质量，t/h；q为加热元件4的加热负荷，δt为计量装置的感应装置的第二温度传感器感应的温度值和第一温度传感器感应的温度值的温度差。
[0073]
将该公式带入含水率计算公式，可以得出：
[0074][0075]
式中，ηm为液体的内部的含水率；q为加热元件4的加热负荷；m
l
为液体计量件3测得的液体的质量，t/h；δt为计量装置的感应装置的第二温度传感器感应的温度值和第一温度传感器感应的温度值的温度差。
[0076]
通过液体计量件3测量出液量，已知油、水的比热容，可以通过加热负荷的变化情况的监测，计算出含水率，从而实现含水的在线监测。通过控制器计算出含水量和含水率，并在显示装置上实时显示，可随时直观的看出油田的油的含水率，代替了单独使用含水测试仪进行监测的方式，降低了施工难度，且加强了监测效率。
[0077]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0078]
1、通过将加热元件4设置在气液分离器1的输出端的液体管路上，以加热分离后的
液体，避免了气体的气量波动对加热器的影响，提高了加热效率。
[0079]
2、通过加热元件4的加热负荷的变化以及气液分离器1、气体计量件2、液体计量件3、计量装置的感应装置反馈的信息值，可实时监测并显示出液体内部的含水量和含水率。
[0080]
3、加热装置安装在液体管路上，减小在计量装置的外部单独设置加热元件4的空间，提高了空间利用率。
[0081]
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0082]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
[0083]
需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0084]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种计量装置，其特征在于，包括：气液分离器(1)，所述气液分离器(1)的输出端连接有气体管路和液体管路，所述气体管路和所述液体管路在汇流管处汇合，所述汇流管的输出端伸出到所述计量装置的外部；气体计量件(2)，所述气体计量件(2)安装在所述气体管路上；液体计量件(3)，所述液体计量件(3)安装在所述液体管路上，并对所述气液分离器(1)分离出来的液体的质量和流量进行监测；加热元件(4)，所述加热元件(4)安装在所述液体管路上，并对所述液体进行加热。2.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述加热元件(4)设置在所述液体计量件(3)与所述汇流管之间；或者所述加热元件(4)设置在所述气液分离器(1)与所述液体计量件(3)之间。3.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述加热元件(4)为电加热器。4.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置还包括感应装置，所述感应装置包括：第一温度传感器，所述第一温度传感器安装在所述加热元件(4)与所述气液分离器(1)之间的所述液体管路上，并感应加热前的所述液体的温度；第二温度传感器，所述第二温度传感器安装在所述加热元件(4)与所述汇流管之间的所述液体管路上，并感应加热后的所述液体的温度。5.根据权利要求4所述的计量装置，其特征在于，所述感应装置还包括压力传感器，所述压力传感器分别安装在所述液体管路上和所述气体管路上，且分别监测所述气液分离器(1)分离出来的气体的压力和所述液体的压力。6.根据权利要求4所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置还包括：显示装置；控制器，所述控制器电连接到所述显示装置、所述加热元件(4)、所述气液分离器(1)、所述气体计量件(2)、所述液体计量件(3)、所述计量装置的感应装置，以将所述加热元件(4)、所述气液分离器(1)、所述气体计量件(2)、所述液体计量件(3)、所述感应装置的状态信息显示在所述显示装置上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置还包括流量控制器(5)，所述流量控制器(5)安装在所述汇流管上。8.根据权利要求1至6中任一项所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置为单井计量装置或者轮井计量装置。9.根据权利要求1至6中任一项所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置测量所述液体的内部的含水量，其中所述液体的内部的含水量的公式为：示中：m
w
为所述液体的内部的水的质量，m
l
为所述液体计量件(3)测得的所述液体的质量，q为所述加热元件(4)的加热负荷，δt为所述计量装置的感应装置的第二温度传感器感应的温度值和第一温度传感器感应的温度值的温度差。10.根据权利要求1至6中任一项所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置测量所述液体的内部的含水率，其中所述液体的内部的含水率的公式为：
式中：η
m
为所述液体的内部的含水率，q为所述加热元件(4)的加热负荷，m
l
为所述液体计量件(3)测得的所述液体的质量，δt为所述计量装置的感应装置的第二温度传感器感应的温度值和第一温度传感器感应的温度值的温度差。
技术总结
本发明提供了一种计量装置。计量装置包括气液分离器，气液分离器的输出端连接有气体管路和液体管路，气体管路和液体管路在汇流管处汇合，汇流管的输出端伸出到计量装置的外部；气体计量件，气体计量件安装在气体管路上；液体计量件，液体计量件安装在液体管路上，并对气液分离器分离出来的液体的质量和流量进行监测；加热元件，加热元件安装在液体管路上，并对液体进行加热。本发明提供的计量装置能够解决现有技术中油田的计量装置存在计量效率低的问题。的问题。的问题。
