采油计量方案.doc

采油 建设目标 围绕采油生产过程的自动化数据采集、分类、传输、处理、应用，进行信息化提升改造，从而降低劳动强度，提高劳动生产率及油田精细化管理水平。 方案设计 方案1：井口功图自动采集 (1)监测参数 传统方式下，油井生产基本采用人工巡检、人工数据采集，由于油田油井分布分散，环境复杂，传统的管理模式难以保证一线生产设备的正常运转和生产数据的有效收集。为有效降低油田生产成本，提高油井的自动化管理水平，实施油井生产数据无线监测，可实现对油井生产运行实时监控，实现单井产液自动计量。 油井生产运行监控的参数主要有： ① 载荷、位移：可以用来检测油井示功图并可计算泵功图、冲程、冲次等参数； ② 温度、回压：反映工况的重要参数。 (2)系统功能 ① 自动采集抽油机井压力温度：无线压力温度采集模块自动把定时数据和超限数据传送给无线测控主机； ② 现场无线载荷变送器校准：用便携式电脑和标准测功仪定期对无线载荷变送器进行现场校准，以确保功图数据采集的准确性； ③ 报警显示：停井报警，压力温度超限报警； ④ 自动分析计算产液量：后台中心服务器通过远程采集的多组地面示功图定时自动计算出单井的日产液量； ⑤ 示功图无线远程采集：通过无线位移和载荷变送器完成功图基础数据的采集，再通过GPRS或WLAN无线网络把数据传送到中心服务器。 (3) 系统构成 油井生产运行监控系统主要有载荷位移测量仪、井口温度压力变送器与RTU控制柜组成。采油系统数据采集示意见图1，采油系统数据传输系统结构见图2。 图1 采油系统数据采集示意图 图2 采油数据传输系统结构图 无线载荷位移变送器采用锂电池供电、无线方式收发指令和数据。按一个冲次高密度的采集144-576个点的载荷，功耗低。可采用电池供电，也可采用太阳能供电方式。具有电池电量实时在线监测功能，低于设定值自动报警，提醒用户及时更换电池。电路睡眠时电流12μA，定时唤醒，唤醒间隔可以在线修改，管理人员可以根据生产需要在监控站对每一口油井的无线载荷变送器进行个性化设置。无线载荷位移变送器产品见图3。 图3 无线载荷位移变送器产品图 无线压力、温度变送器采用 “微功耗”设计，锂电池供电，设计电池使用寿命超过3年。具有数据无线发送及就地显示功能。可以根据油井工作状况现场设置压力上限和压力下限，超过或低于设定值自动报警，实现井口盗油实时报警。无线压力变送器实际数据发送时间仅需几毫秒。采用码分多址调制方式，允许在同一区域多部设备使用，稳定可靠。无线压力、温度变送器产品见图4。 图4 无线压力、温度变送器产品图 方案2：计量站旋流分离多相计量 在现有的20个计量站安装多通阀加华滨旋流分离多相计量装置实现单井产液自动计量。通过多通阀可实现油井的远程自动选井，与在流程上加装电动三通阀相比电动执行机构少，附属设施少，占用空间小，安装方便，可操控性强。 计量装置的结构主要由四大部分组成：多通阀组、管式旋流分离器、无源气液分离控制器、计量仪表。华滨旋流分离多相计量装置原理见图5，华滨旋流分离多相计量装置应用实例见图6。 图5 华滨旋流分离多相计量装置原理图 图6 华滨旋流分离多相计量装置应用实例图 管式旋流分离器是气液两相分离器，由预分离入口段，旋流段、气相和液相出口配管等组成。由一个倾角向下的管道（预分离入口段）从切线方向与一个垂直的管道（旋流段）相连，气液两相混合物依靠旋流转动产生的离心力以及气液自身重力实现气液两相的高效分离。液体沿着直管的管壁到了底端，气体到了漩涡的中央，形成一个倒圆锥型的涡流面，从顶部分离出来，从而实现油井产出物的气液分离。气体和液体分离后分别从直管的顶部和底部的出口配管流出。 无源气液分离控制器由气体调节单元、液体调节单元和液位变送控制单元等部分组成。通过气液流量同步调节来保证管式旋流分离器的液位始终处于最佳位置，避免管式旋流分离器内压力和液位的异常波动。简单的说就是通过浮子上下移动,控制气体和液体的流量，使分离器内压力平衡与液位稳定确保通过质量流量计和气体流量计的介质相对纯净,保证计量精度。 计量仪表主要包括质量流量计、气体流量计、压力变送器、温度传感器等。质量流量计计量分离后的油水混合物的质量流量、混合密度、温度；气体流量计计量分离器分离后的气体的流量；压力传感器测分离器分离前、后的压力。实际应用中，工况条件比较复杂，实际工况下油井产出液的密度、含水与温度、压力、粘度等参数具有一定的相关性，通过建立相应的数学模型对相关参数的影响进行补偿，实现密度法原油含水的测量。从计量控制器可以读取或远传液量、油量、气量、含水、压力、温度以及历史数据。 根据20个计量站计量汇聚油井数量，分别配套不同数量的15井式、11井式、8井式多通阀，并配套旋流计量装置及计量控制器。计量站