一种提高气井井口气相流量计精度的方法与流程

    技术2025-07-09  8


    本发明用于油田天然气气井井口计量工艺中,天然气流量在线连续计量领域。


    背景技术:

    1、天然气单井计量技术方案的选取不但影响地面工程投资;而且计量精度是否满足各方面要求也非常关键,因此单井计量技术方案的选取显的尤为重要;目前在国内气田应用的单井计量方式有多种,每种计量方式有各自的适用范围,计量精度、稳定性、性价比等指标各有不同。

    2、根据目前各油田气井计量现状来看,目前主要采用的原理,包括孔板、涡街、旋进漩涡、文丘里管、超声波、各种质量流量计等,这些原理都受温度、压力、气体纯净度(气液比)影响,各厂家采用各种补偿方法或计算公式来降低误差,由于天然气井口工况复杂,在气相流量计的实际运行时,由于巨大的而且不稳定的温度压力与气液比而造成的设计、检测难度,是补偿方法与计算方法解决不了的问题,计量精度得不到保证;井口计量装置综合性能差强人意,未达到《油田油气集输设计规范》gb50350-2015中“表9.3.5-2 天然气输量计量应符合下列规定”的要求,很难为气井生产运行、地质与采气工艺研究提供很可靠的数据。

    3、现有各个厂家都未从根源上解决工况复杂的问题,没有采取任何降低气相的温度、压力、气相流态、气液比等参数的波动幅度的措施。


    技术实现思路

    1、发明目的:本发明针对油田天然气气井井口计量工艺中,天然气流量在线连续计量的现状,提供了一种提高气井井口气相流量计精度的方法;解决了在天然气井口工况复杂的情况下,既要连续计量,流量计量数据又要准确的难题。

    2、技术方案:为实现以上目的,本发明运用流体动力学、热力学等理论,研究了工况复杂的主要原因,用在气相流量计前自动控制电加热带加热气相流体、并且在气相流量计后自动控制流量计出口压力的方法,使流量计后的气相流体温度与流量计前的气相流体温度的差额在0~0.1摄氏度之间,并且压力波动幅度小于±0.1mpa,来稳定气相流体的温度、压力、流态、气液比,使得流量计的工况得到最大限度地优化,流量计的实际精度得到大幅提升,计量精度优于或很接近《油田油气集输设计规范》gb50350-2015中“表9.3.5-2 天然气输量计量应符合下列规定”的要求。

    3、本发明所述的用在气相流量计前自动控制电加热带加热气相流体、并且在气相流量计后自动控制流量计出口压力的方法,用于在现有流量计前增加电加热设备,加热管道中的天然气湿气,在现有流量计后增加压力自动控制设备,使气相温度、压力、流态、气液比稳定,如图1,包括气相管道(1);电加热带(2);电加热带控制电缆(3);保温隔热套(4);前温度压力传感器(5);前温度压力传感器信号线(6);自控plc系统(7);流量计(8);保温隔热套(9);后温度压力传感器信号线(10);电源电缆(11);后温度压力传感器(12);保温隔热套(13);调节阀(14)。

    4、本发明所述的气相管道(1),如图1,是气井井口天然气湿气的流通管道;

    5、本发明所述的电加热带(2),如图1,用于加热气相管道(1),由气相管道(1)把热量传递给管道内的气相流体;一般用电加热带安装维修方便,也可以用其它加热装置;热量补充气相通过流量计的能量损失,使气相温度稳定、不能降低也不能上升超过0.1摄氏度,以保证流量计的工况稳定尤其是气液比与流态的稳定、得到足够的精度;

    6、本发明所述的电加热带控制电缆(3),如图1,用于电加热带(2)与自控plc系统(7)的电信号、供电连接;

    7、本发明所述的保温隔热套,如图1,包括保温隔热套(4)、(9)、(13),用于隔绝气相管道(1)、前温度压力传感器(5)、流量计(8)、后温度压力传感器(12)与外界环境的热交换;

    8、本发明所述的前温度压力传感器(5),如图1,用于检测流量计(8)入口的气相温度,需要足够高的精度,最好选用精度达到0.002度的传感器;

    9、本发明所述的前温度压力传感器信号线(6),如图1,用于前温度压力传感器(5)与自控plc系统(7)的电信号连接;

    10、本发明所述的自控plc系统(7),如图1,用于采集前温度压力传感器(5)与后温度压力传感器(12)的温度信号,数字化后作比较,根据温度值、温度差额来控制电加热带(2)的开闭与功率大小,以达到前温度压力传感器(5)温度波动小于0.05摄氏度、后温度压力传感器(12)与前温度压力传感器(5)的温度差额在0~0.05摄氏度以内;同时,根据后温度压力传感器(12)的实时压力值,与预设压力值对比,自动控制调节阀(14)的开度,使压力波动稳定在±0.1mpa以内;内部还有其它电子部件,用于电源稳压变压、自动控制等功能;

    11、本发明所述的流量计(8),如图1,用于检测气相流量,目前在用的各种原理的都有;

    12、本发明所述的后温度压力传感器信号线(10),如图1,用于后温度压力传感器(12)与自控plc系统(7)的电信号连接;

    13、本发明所述的电源电缆(11),如图1,用于给自控plc系统(7)供电,一般为ac220v或dc24v;

    14、本发明所述的后温度压力传感器(12),如图1,用于检测流量计(8)出口的气相温度与压力,需要足够高的精度,最好选用精度达到0.002摄氏度的温度传感器与压力精度达到0.02mpa的压力传感器;

    15、本发明所述的调节阀(14),如图1,用于自控调节流量计出口压力,使压力与预设压力值相比,波动幅度小于±0.1mpa 。

    16、有益效果:本发明公开了一种提高气井井口气相流量计精度的方法,用于油田天然气气井井口计量工艺中,天然气流量在线连续计量,与现有技术相比,具有如下的有益效果:本发明可以解决气井井口气相流态复杂而且不稳定,严重影响流量计的检测精度的现状,使流量计量精度优于或接近《油田油气集输设计规范》gb50350-2015中“表9.3.5-2 天然气输量计量应符合下列规定”的要求,为气井生产运行、地质与采气工艺研究提供很可靠的数据。

    17、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下:



    技术特征:

    1.一种提高气井井口气相流量计精度的方法,用于油田天然气气井井口计量工艺中,提高气井井口气相流量计精度,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明涉及一种提高气井井口气相流量计精度的方法,用于油田天然气气井井口计量工艺中,提高气井井口气相流量计精度,属于天然气流量在线连续计量领域;该方法包括:气相管道(1);电加热带(2);电加热带控制电缆(3);保温隔热套(4);前温度压力传感器(5);前温度压力传感器信号线(6);自控PLC系统(7);流量计(8);保温隔热套(9);后温度压力传感器信号线(10);电源电缆(11);后温度压力传感器(12);保温隔热套(13);调节阀(14);解决了各种复杂工况对流量计量精度的影响,使得流量计的工况得到最大限度地优化,流量计的实际检测精度得到大幅提升,计量精度优于或很接近《油田油气集输设计规范》GB50350‑2015中“表9.3.5‑2天然气输量计量应符合下列规定”的要求。

    技术研发人员:尹家君,朱奕晗
    受保护的技术使用者:北京益拓科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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