一种适用于单井多相流量控制分析系统的制作方法

1.本发明涉及控制分析系统技术领域，具体为一种适用于单井多相流量控制分析系统。


背景技术：

2.单井采出液量是油田开发的基础数据，是地质分析、开发方案设计的重要依据，随着油田进入高含水开发期，油井计量的难度越来越大，加之生产的精细分析及降低成本增加效益的需求，对单井计量技术的要求也在提高，因此单井计量技术的准确性、可靠性已成为重点关注的问题。
3.现有的测量装置一般由自然伽马测井仪的井下仪器和地面仪器组成，且井下仪由伽马射线探测器(由闪烁晶体和光电倍增管组成)、脉冲幅度鉴别器、分频器、整形器及电缆驱动器等电路组成。这几大部分组成一套完整的测井仪器。自然伽马测井仪是一种沿着井眼剖面测量岩层自然放射性活度分布的测量仪器，在测井时，闪烁晶体把地层伽马射线转变成光脉冲信号，由光电倍增管的光阴极转换为光电子，经光电倍增管放大后输出负电压脉冲，经幅度鉴别、分频、整形、功放，然后经电缆输送到地面，并下仪器沿井身自下而上移动测量，就连续记录出井剖面上岩层的自然伽马强度曲线，但γ射线的能量大，由于γ射线的波长非常短，频率高，因此具有非常大的能量，高能量的γ射线对人体的破坏作用相当大，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200－600雷姆时，人体造血器官如骨髓将遭到损坏，白血球严重地减少，内出血、头发脱落，在两个月内死亡的概率为0－80％；当辐射剂量为600－1000雷姆时，在两个月内死亡的概率为80－100％；当辐射剂量为1000－1500雷姆时，人体肠胃系统将遭破坏，发生腹泻、发烧、内分泌失调，在两周内死亡概率几乎为100％；当辐射剂量为5000雷姆以上时，可导致中枢神经系统受到破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在两天内死亡的概率为100％，因安全问题不能满足适用于单井多相流量控制分析系统的工作要求，为此提出一种适用于单井多相流量控制分析系统。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于单井多相流量控制分析系统，以解决上述的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于单井多相流量控制分析系统，包括系统外框架，所述系统外框架的表面固定安装有保温层，所述系统外框架的下部贯穿连接有油井管道，所述油井管道的右侧贯穿嵌装有振弦压力传感器，所述振弦压力传感器的上部固定安装有油管电磁阀，所述油管电磁阀的上部通过螺纹旋接有采集管电磁阀，所述采集管电磁阀的上部贯穿连接有采集管道，所述采集管道的右端开设有入口喷嘴，所述采集管道的右部贯穿连接有分离器，所述分离器的内腔上下两端均固定安装有自力式
控制系统，所述分离器的外壁上部左侧通过螺纹贯穿旋接有压力电磁阀，所述压力电磁阀的上部通过套管式贯穿连接有振弦压力传感器，所述压力电磁阀的下部通过导线连接有调节器，所述分离器的外壁上部右侧通过螺纹贯穿旋接有气管，所述气管的外壁通过螺纹固定嵌装有气体测量组件，所述分离器的外壁下部右侧通过螺纹贯穿旋接有液管，所述液管的外壁通过螺纹固定嵌装有流量控制阀，所述分离器的外壁中部右侧固定安装有数字信号处理器。
8.优选的，所述采集管道由左侧的横向采集管道、中部的纵向采集管道与上部的斜向采集管道组合而成，所述入口喷嘴呈筒壁切向上的窄矩形凹槽，所述入口喷嘴位于分离器的内腔中部左侧，所述油井管道的内腔左侧底部固定安装有多普勒超声波流量计。
9.优选的，所述自力式控制系统与调节器之间通过导线连接，所述数字信号处理器与调节器、振弦压力传感器、气体测量组件和流量控制阀之间通过导线连接。
10.优选的，所述气管呈圆柱体，所述气管的右端通过螺纹固定旋接有排气阀。
11.优选的，所述液管呈圆柱体，所述液管的右端通过螺纹固定旋接有排液阀。
12.优选的，所述气体测量组件的左侧通过法兰固定嵌装有气体流量计，所述气体流量计由两个热电阻组合而成，所述气体流量计的右侧通过法兰贯穿嵌装有气体输出泵，所述气体输出泵的右侧通过法兰贯穿嵌装有温度变送器。
13.优选的，所述流量控制阀的左侧通过法兰固定嵌装有液体流量变送器，所述液体流量变送器的右侧通过法兰贯穿嵌装有液体输出泵，所述液体输出泵的右侧通过法兰贯穿嵌装有温度变送器，所述温度变送器由下部的热电偶测量头、中部的热电极和上部的接线盒组合而成。
14.优选的，所述数字信号处理器的外壁固定嵌装有防爆层，所述防爆层由内腔中部的纤维水泥板与外部的锯齿钢板组合而成，且锯齿朝向纤维水泥板，所述数字信号处理器与分离器的之间通过螺纹旋接有支撑架，所述支撑架由上下两端横杆与中部斜杆组合而成，所述斜杆呈x型
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本发明提供了一种适用于单井多相流量控制分析系统，具备以下有益效果：
17.1、该适用于单井多相流量控制分析系统，通过加设的气管与气体测量组件的组合的方式，当气管内进气时，气体通过气体流量计进行精准的测量其流体以及流量，同时气体输出泵将其向右输送，并通过温度变送器对其温度进行测量，通过这样的方式使得单井多相流量控制分析系统的气体与油体分离后的去处得到处理，加设带有流量控制阀的液管，使得当液管内进油时，液体通过流量控制阀与液体流量变送器，进行精准的测量并控制其流体以及流量，同时液体输出泵将其向右输送，并通过温度变送器对其温度进行测量，通过这样的方式，使得单井多相流量控制分析系统能够对后续流入油管的液体进行控制以及调速，并对液体的温度进行测量以便了解其能否再这样的温度下作业，加强了单井多相流量控制分析系统的安全性、可持续性和循环使用的性能。
18.2、该适用于单井多相流量控制分析系统，通过采用振弦压力传感器与调节器组合的状态下，当位于油井管道内的振弦压力传感器与多普勒超声波流量计通过信号，将其内部的压力信号传输到数字信号处理器内，同时位于分离器外侧的振弦压力传感器通过信
号，将其内部的压力信号传输到数字信号处理器内，使得位于分离器外侧的调节器对分离器内腔的自力式控制系统进行控制，使得分离器与油井管道内的压力相同，当压力相等时油管电磁阀和采集管电磁阀同时开启，这样的设计减轻了操作人员的工作量，避免了油管内喷出液体对人员造成伤害，进一步加强了单井多相流量控制分析系统的安全性。
附图说明
19.图1为本发明单井多相流量控制分析系统的内部结构示意图；
20.图2为本发明单井多相流量控制分析系统图1中a的结构示意图；
21.图3为本发明单井多相流量控制分析系统图1中b的结构示意图；
22.图4为本发明单井多相流量控制分析系统图1中c的结构示意图；
23.图5为本发明单井多相流量控制分析系统温度变送器的结构示意图。
24.图中：1、系统外框架；2、分离器；3、数字信号处理器；4、气管；5、液管；11、保温层；12、油井管道；13、振弦压力传感器；14、油管电磁阀；15、采集管电磁阀；16、采集管道；17、入口喷嘴；18、多普勒超声波流量计；21、自力式控制系统；31、压力电磁阀；32、调节器；33、防爆层；34、支撑架；41、气体测量组件；42、排气阀；43、气体流量计；44、气体输出泵；51、流量控制阀；52、排液阀；53、液体流量变送器；54、液体输出泵；55、温度变送器；56、热电偶测量；57、热电极；58、接线盒。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.本发明提供一种技术方案，一种适用于单井多相流量控制分析系统，系统外框架1、分离器2、数字信号处理器3、气管4、液管5、保温层11、油井管道12、振弦压力传感器13、油管电磁阀14、采集管电磁阀15、采集管道16、入口喷嘴17、多普勒超声波流量计18、自力式控制系统21、压力电磁阀31、调节器32、防爆层33、支撑架34、气体测量组件41、排气阀42、气体流量计43、气体输出泵44、流量控制阀51、排液阀52、液体流量变送器53、液体输出泵54、温度变送器55、热电偶测量56、热电极57和接线盒58，请参阅图1，系统外框架1的表面固定安装有保温层11，系统外框架1的下部贯穿连接有油井管道12，采集管电磁阀15的上部贯穿连接有采集管道16，采集管道16的右端开设有入口喷嘴17，油井管道12的内腔左侧底部固定安装有多普勒超声波流量计18，采集管道16的右部贯穿连接有分离器2，分离器2的外壁上部右侧通过螺纹贯穿旋接有气管4，气管4的外壁通过螺纹固定嵌装有气体测量组件41，分离器2的外壁下部右侧通过螺纹贯穿旋接有液管5，液管5的外壁通过螺纹固定嵌装有流量控制阀51，分离器2的外壁中部右侧固定安装有数字信号处理器3，采集管道16由左侧的横向采集管道16、中部的纵向采集管道16与上部的斜向采集管道16组合而成，入口喷嘴17呈筒壁切向上的窄矩形凹槽，入口喷嘴17位于分离器2的内腔中部左侧，自力式控制系统21与调节器32之间通过导线连接，数字信号处理器3与调节器32、振弦压力传感器13、气体测量组件41和流量控制阀51之间通过导线连接，气管4呈圆柱体，气管4的右端通过螺纹固定旋
接有排气阀42，液管5呈圆柱体，液管5的右端通过螺纹固定旋接有排液阀52，流量控制阀51的左侧通过法兰固定嵌装有液体流量变送器53，液体流量变送器53的右侧通过法兰贯穿嵌装有液体输出泵54，液体输出泵54的右侧通过法兰贯穿嵌装有温度变送器55，数字信号处理器3的外壁固定嵌装有防爆层33，防爆层33由内腔中部的纤维水泥板与外部的锯齿钢板组合而成，且锯齿朝向纤维水泥板，数字信号处理器3与分离器2的之间通过螺纹旋接有支撑架34，支撑架34由上下两端横杆与中部斜杆组合而成，斜杆呈x型。
27.请参阅图2，油井管道12的右侧贯穿嵌装有振弦压力传感器13，振弦压力传感器13的上部固定安装有油管电磁阀14，油管电磁阀14的上部通过螺纹旋接有采集管电磁阀15。
28.请参阅图3，分离器2的内腔上下两端均固定安装有自力式控制系统21，分离器2的外壁上部左侧通过螺纹贯穿旋接有压力电磁阀31，压力电磁阀31的上部通过套管式贯穿连接有振弦压力传感器13，压力电磁阀31的下部通过导线连接有调节器32。
29.请参阅图4，气体测量组件41的左侧通过法兰固定嵌装有气体流量计43，气体流量计43由两个热电阻组合而成，气体流量计43的右侧通过法兰贯穿嵌装有气体输出泵44，气体输出泵44的右侧通过法兰贯穿嵌装有温度变送器55。
30.请参阅图5，温度变送器55由下部的热电偶测量头56、中部的热电极57和上部的接线盒58组合而成。
31.本装置的工作原理：通过加设的气管4与气体测量组件41的组合的方式，当气管4内进气时，气体通过气体流量计43进行精准的测量其流体以及流量，同时气体输出泵44将其向右输送，并通过温度变送器55对其温度进行测量，通过这样的方式使得单井多相流量控制分析系统的气体与油体分离后的去处得到处理，加设带有流量控制阀51的液管5，使得当液管5内进油时，液体通过流量控制阀51与液体流量变送器53进行精准的测量并控制其流体以及流量，同时液体输出泵54将其向右输送，并通过温度变送器55对其温度进行测量，通过这样的方式，使得单井多相流量控制分析系统能够对后续流入油管的液体进行控制以及调速，并对液体的温度进行测量以便了解其能否再这样的温度下作业，加强了单井多相流量控制分析系统的安全性、可持续性和循环使用的性能，在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，当然它仅仅是把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收据.发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移.由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速.进而可以得到流体的流量，其计算公式为fd＝2f/c*v*cosθ，fd：接收到的频率，f：发射的频率，c：超声波速度，θ：水流和入射波的夹角，通过采用振弦压力传感器13与调节器32组合的状态下，当位于油井管道12内的振弦压力传感器13与多普勒超声波流量计18通过信号，将其内部的压力信号传输到数字信号处理器3内，振弦压力传感器13为市面上常见的传感器，振弦压力传感器13属于频率敏感型传感器，这种频率测量具有想当高的准确度，因为时间和频率是能准确测量的物理量参数，而且频率信号在传输过程中可以忽略电缆的电阻、电感、电容等因素的影响。同时，振弦压力传感器13还具有较强的抗干扰能力，零点漂移小、温度特性好、结构简单、分辨率高、性能稳定，便于数据传输、处理和存储，容易实现仪表数字化，所以振弦压力传感器13也可以作为传感技术发展的方向之一，振弦压力传感器13的敏感元件是拉紧的钢弦，敏感元件的固有频率与拉紧力大小有关，弦的长度是固定的，弦的振动频率变化量可用来测算拉力的大小，
即输入的是力信号，输出的是频率信号。振弦压力传感器13分为上下两个部分组成，下部构件主要是敏感元件组合体。上部构件是铝壳，包含一个电子模块和一个接线端子，分成两个小室放置，这样在接线时就不会影响电子模块室的密封性，振弦压力传感器13可以选择电流输出型和频率输出型。振弦压力传感器13在运作式，振弦以其谐振频率不停振动，当测量的压力发生变化时，频率会产生变化，这种频率信号经过转换器转换为4～20ma的电流信号，数字信号处理器3为市面上常见的处理器，英文：digital signal processor是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器，数字信号处理器3是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成某种信号处理任务的处理器，它是为适应高速实时信号处理任务的需要而逐渐发展起来的，同时位于分离器2外侧的振弦压力传感器13通过信号，将其内部的压力信号传输到数字信号处理器3内，使得位于分离器2外侧的调节器32对分离器2内腔的自力式控制系统21进行控制，使得分离器2与油井管道12内的压力相同，当压力相等时油管电磁阀14和采集管电磁阀15同时开启，这样的设计减轻了操作人员的工作量，避免了油管内喷出液体对人员造成伤害，进一步加强了单井多相流量控制分析系统的安全性,加设带有入口喷嘴17的采集管道16的设计，当液体通过压力流入横向采集管道16时，液体产生的泡沫经由其内壁的倒三角，能够将泡沫进行初步戳破，同时液体流入斜向采集管道16时，由于其斜向下的设计使得在入口喷嘴17处形成初次液气分层，在进液时就进行泡沫和分层的处理，不易造成受气泡影响导致计量时误差大代发生，使得单井多相流量控制分析系统的精确得到提升，通过采用分离器2与自力式控制系统21，当自力式控制系统21在额定电压下运行时，在分离器2内腔中由于旋流作用，离心力、重力和浮力形成一个倒圆锥型的涡流面，使得密度大的液相沿铅垂管道的管壁流到分离器2底部，同时密度小的气相沿涡旋的中央上升至分离器2顶部，最终气相和液相分别从分离器2的顶部和底部排出，并通过自力式控制系统21调整液位和压力，从而实现两相充分分离，不会造成长时间工作造成的磨损以及误差大的情况的出现，使得单井多相流量控制分析系统的精准性和实用性得到进一步提升。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。