本實(shí)用新型屬于流量測量的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于氣田井口氣液兩相不分離計量裝置，尤其適用于井口段塞流的流量測量。

背景技術(shù)：

氣井產(chǎn)量計量是天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域重要的技術(shù)問題之一，產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量等生產(chǎn)資料是監(jiān)控地層出水、優(yōu)化氣田配產(chǎn)、確保氣藏合理開采的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是進(jìn)行開發(fā)地質(zhì)分析和制定生產(chǎn)決策的重要依據(jù)。目前，主要應(yīng)用的測量方法為分離計量和井口在線計量，最成熟的天然氣單井計量方法是采用分離器將各相分離后單獨(dú)計量，氣相計量精度高，但生產(chǎn)流程復(fù)雜，工藝建設(shè)成本高、設(shè)備龐大，不能在線計量。

近年來，國內(nèi)氣田應(yīng)用了各類氣液兩相不分離計量裝置，直接用于氣井井口氣液兩相計量，如錐形孔板氣液兩相流量計、雙節(jié)流件雙差壓式氣液兩相流量計等，這些流量計在測量連續(xù)穩(wěn)定出液氣井時準(zhǔn)確度較高，但低產(chǎn)氣井在開采過程中，為帶出井底積液，保證氣井正常生產(chǎn)，常采用泡沫排水采氣或柱塞氣舉采氣措施，該類措施井氣液出液規(guī)律為間歇出液，出液時井口氣液混合流體流態(tài)主要為段塞流，給井口不分離氣液兩相在線計量帶來困難。

專利號為201010208042.6，申請了“錐型孔板流量計”，包括錐型孔板、壓力變送器、差壓變送器、溫度傳感器和流量計算機(jī)，其特征是在錐型孔板前端設(shè)置有壓力變送器，在錐型孔板上方設(shè)置有差壓變送器，在錐型孔板后端設(shè)置有溫度傳感器，壓力變送器、差壓變送 器和溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線與流量計算機(jī)連接。但該專利所涉及的錐形孔板流量計容易使氣井井口流動不規(guī)則性增大，進(jìn)而增大誤差，且該專利中的錐形孔板密封方式只適合中低壓氣井計量，使用范圍較窄；另外，該流量計結(jié)構(gòu)采用分體式，即將一次儀表采集壓力、差壓、溫度信號通過信號線傳輸至獨(dú)立的流量計算儀，結(jié)構(gòu)分散復(fù)雜。

比如中國專利ZL201220380321.5，公開了一種天然氣單井氣液產(chǎn)量在線計量裝置，包括與管徑匹配的法蘭A連接前計量直管，前計量直管前端設(shè)有整流器、取壓控制閥L和壓力傳感器，后端連接計量裝置本體法蘭C；與本體法蘭C相對應(yīng)的本體法蘭D連接后計量直管，后計量直管后端設(shè)有溫度傳感器，并連接與管徑匹配的法蘭B；本體法蘭C通過取壓控制閥M連接一體化儀表，本體法蘭D通過取壓控制閥N連接一體化儀表，本體法蘭C端面連接徑向的密封墊E，本體法蘭D端面連接徑向的密封墊F；帶雙喇叭孔的節(jié)流孔板設(shè)在密封墊E和密封墊F之間，以突出孔板一側(cè)端面的中心柱體連接于本體法蘭C孔內(nèi)，中心柱體內(nèi)設(shè)有兩個方向相反的、縮徑口同徑且相通的喇叭孔，前向喇叭孔的擴(kuò)徑口與本體法蘭C內(nèi)孔同徑；節(jié)流孔板上設(shè)有檢查操作手柄。

本實(shí)用新型計量裝置通過法蘭A、B安裝于輸氣管線。天然氣井產(chǎn)物先通過整流器整流，將流體頻繁變換的單井管輸流態(tài)整理簡化為霧狀流和段塞流流態(tài)，被整流后的流體再經(jīng)前計量直管紊流和節(jié)流孔板節(jié)流，形成差壓，壓差數(shù)據(jù)由弱電與低功率的一體化儀表內(nèi)的流量計算模塊通過取壓控制閥M和N控制并采集；通過前計量直管上的壓 力傳感器和取壓控制閥控制采集壓力；通過后計量直管上的溫度傳感器控制采集溫度，將數(shù)據(jù)傳入一體化儀表計算出的工況氣、液產(chǎn)量，再轉(zhuǎn)化為標(biāo)況下單井的產(chǎn)氣量及產(chǎn)液量。

該流量計實(shí)現(xiàn)氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集及遠(yuǎn)傳，在測量連續(xù)穩(wěn)定出液氣井時準(zhǔn)確度較高，但對于氣井間歇出液，流態(tài)為段塞流時誤差大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種氣井井口氣液兩相計量裝置，在氣液兩相流量計前段增設(shè)小型緩沖罐，使段塞流來液在緩沖罐滯留后緩慢流經(jīng)氣液兩相流量計，解決了現(xiàn)有氣液兩相流量計適用于氣井相對平穩(wěn)出液工況的計量，對突然出液的段塞流無法計量的問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種氣井井口氣液兩相計量裝置，包括緩沖罐和氣液兩相流量計，所述的氣液兩相流量計包括上游計量管段和下游計量管段，上游計量管段和下游計量管段之間安裝有錐形孔板，所述的緩沖罐安裝在上游計量管段上，緩沖罐罐內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板將緩沖罐隔離成上游腔室和下游腔室，上游腔室和下游腔室在緩沖罐底部連通。

所述的錐形孔板上端分別通過第一導(dǎo)壓管連接有差壓傳送器，通過第二導(dǎo)壓管連接有流量計量儀。

所述的上游計量管段內(nèi)設(shè)置有流動調(diào)整器，下游計量管段內(nèi)設(shè)置有溫度變送器，且溫度變送器與流量計量儀電聯(lián)接。

所述的錐形孔板的入口端和出口端均為倒錐形敞口，出口端的開 口角度小于入口端的開口角度。

所述的流動調(diào)整器上設(shè)置有過流孔。

所述的上游計量管段的兩端分別設(shè)置有第一連接法蘭和第二連接法蘭，下游計量管段的兩端分別設(shè)置有第三連接法蘭和第四連接法蘭。

所述的第一導(dǎo)壓管設(shè)置在第二連接法蘭的頂端，第二導(dǎo)壓管設(shè)置在第三連接法蘭的頂端。

所述的第一導(dǎo)壓管、第二導(dǎo)壓管上分別設(shè)置有導(dǎo)壓控制閥。

所述的導(dǎo)流板安裝在靠近緩沖罐罐出口1/5罐直徑處。

所述的緩沖罐底部側(cè)壁上設(shè)有排污口。

當(dāng)氣井突然帶液，出現(xiàn)段塞流時，氣液混合流體首先流入緩沖罐上腔室，因容積突然增大，流體流速突然降低，液體通過重力作用沉降在罐內(nèi)，當(dāng)氣流從罐底部上游腔室流向下游腔室后，流體通道突然變小，氣流流速增大，下游腔室向上流動的氣流將下游腔室液體逐漸攜帶出緩沖罐，上游腔室液體逐漸流向下游腔室補(bǔ)充，這樣就避免了段塞流直接流經(jīng)氣液兩相流量計出現(xiàn)計量誤差大的問題。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型在氣液兩相流量計前端設(shè)置緩沖罐，使井口段塞流中的大量液體首先在緩沖罐沉降滯留，然后逐漸被氣流帶出流經(jīng)氣液兩相流量計計量，避免段塞流直接流經(jīng)氣液兩相流量計，解決了氣井出現(xiàn)段塞流時計量誤差大的問題。

附圖說明

圖1為氣井井口氣液兩相計量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為氣液兩相流量計的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為氣井井口氣液兩相計量裝置安裝流程圖；

圖4為錐形孔板的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

a-流體流動方向

1-緩沖罐，2-導(dǎo)流板，3-排污口，4-氣液兩相流量計，5-流量計量儀，6-差壓傳送器，7-錐形孔板，701-入口端，702-出口端，703-鋼圈，8-流動調(diào)整器，9-溫度變送器，10-導(dǎo)壓管路系統(tǒng)，101-第一導(dǎo)壓管，102-第二導(dǎo)壓管，11-上游計量管段，12-下游計量管段，13-第一連接法蘭，14-第二連接法蘭，15-第三連接法蘭，16-第四連接法蘭，17-導(dǎo)壓控制閥，18-氣井井口，19-截斷閥，20-氣液兩相計量裝置，21-閘閥，22-采氣管線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種氣井井口氣液兩相計量裝置，包括緩沖罐1和氣液兩相流量計4，所述的氣液兩相流量計4包括上游計量管段11和下游計量管段12，上游計量管段11和下游計量管段12之間安裝有錐形孔板7，所述的緩沖罐1安裝在上游計量管段11上，緩沖罐1罐內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板2，導(dǎo)流板2將緩沖罐1隔離成上游腔室和下游腔室，上游腔室和下游腔室在緩沖罐1底部連通。

本實(shí)用新型在氣液兩相流量計前端設(shè)置緩沖罐1，罐內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流 板2，導(dǎo)流板2將緩沖罐隔離成上、下游兩個腔室，上、下游兩個腔室在罐底部連通，流體的流向如圖1中箭頭a所示的方向，流體從緩沖罐上部進(jìn)入罐上游腔室后沿導(dǎo)流板流向罐底部，然后從罐底部流向緩沖罐下游腔室，從下游腔室底部上流至罐出口，然后流經(jīng)氣液兩相流量計進(jìn)行計量，導(dǎo)流板安裝位置靠近罐出口1/5罐直徑處，使流體在下腔室流速遠(yuǎn)大于上腔室流速。當(dāng)氣井突然帶液，出現(xiàn)段塞流時，氣液混合流體首先流入緩沖罐上腔室，因容積突然增大，流體流速突然降低，液體通過重力作用沉降在罐內(nèi)，當(dāng)氣流從罐底部上游腔室流向下游腔室后，流體通道突然變小，氣流流速增大，下游腔室向上流動的氣流將下游腔室液體逐漸攜帶出緩沖罐，上游腔室液體逐漸流向下游腔室補(bǔ)充，這樣就避免了段塞流直接流經(jīng)氣液兩相流量計出現(xiàn)計量誤差大的問題。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，圖2所示，所述的氣液兩相流量計4為錐形孔板式氣液兩相流量計，其包括上游計量管段11和下游計量管段12，上游計量管段11和下游計量管段12之間安裝有錐形孔板7，錐形孔板7的上端通過導(dǎo)壓管路系統(tǒng)10連接有差壓傳送器6和流量計量儀5，所述的導(dǎo)壓管路系統(tǒng)10包括第一導(dǎo)壓管101和二導(dǎo)壓管102，錐形孔板7的上端通過第一導(dǎo)壓管101連接有差壓傳送器6，通過第二導(dǎo)壓管102連接有流量計量儀5。所述上游計量管段11內(nèi)設(shè)置有流動調(diào)整器8，下游計量管段12內(nèi)設(shè)置有溫度變送器9，且溫度變送器9與流量計量儀5電聯(lián)接。

如圖4所示，所述的錐形孔板7與上游計量管段11和下游計量管段12分別通過鋼圈703緊密配合，鋼圈703具有密封功能，可滿足高壓氣井井口計量，所述的錐形孔板7的入口端701和出口端702均為倒錐形敞口，出口端702的開口角度小于入口端701的開口角，在遇到井口非潔凈流體時，可以利用氣流沖刷作用進(jìn)行清潔。

所述的流動調(diào)整器8上設(shè)置有過流孔，可降低井口流體擾動，調(diào)整氣液兩相流動的不規(guī)則性，進(jìn)而使氣液兩相均勻混合，提高氣液兩相流量計的計量精度，實(shí)現(xiàn)氣液兩相不分離在線計量。

所述的上游計量管段11的兩端分別設(shè)置有第一連接法蘭13和第二連接法蘭14，下游計量管段12的兩端分別設(shè)置有第三連接法蘭15和第四連接法蘭16。所述的導(dǎo)壓管路系統(tǒng)10包括設(shè)置在第二連接法蘭14頂端的第一導(dǎo)壓管101和設(shè)置在第三連接法蘭15頂端的第二導(dǎo)壓管102。所述的第一導(dǎo)壓管101、第二導(dǎo)壓管102上分別設(shè)置有導(dǎo)壓控制閥。第一導(dǎo)壓管101和第二導(dǎo)壓管102將氣液流體引入管內(nèi)，通過差壓傳送器6檢測差壓、壓力信號，導(dǎo)壓控制閥17起到截斷氣源目的，當(dāng)對流量計量儀5或差壓傳送器6需要拆下維護(hù)時，可關(guān)閉導(dǎo)壓控制閥17，還可通過導(dǎo)壓控制閥17吹掃導(dǎo)壓管線。

實(shí)施例3：

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖3所示，從氣井井口18出來的氣液兩相流體經(jīng)一系列彎頭、閥門(如截斷閥19)后進(jìn)入氣液兩相計量裝置20，然后經(jīng)閘閥21進(jìn)入去采氣管線22。

從氣井井筒出來的氣液兩相流體經(jīng)一系列彎頭、閥門后進(jìn)入氣液 兩相計量裝置，首先通過緩沖罐1，當(dāng)流體為段塞流時，流體進(jìn)入緩沖罐后與導(dǎo)流板2發(fā)生碰撞，加上容積突然增加，流體流速急劇降低，大部分液體通過重力沉降至罐底，從而避免段塞流流經(jīng)氣液兩相流量計4而無法計量，氣流根據(jù)倒流板作用改變流動方向，將沉降至罐底的液體逐漸攜帶出罐內(nèi)流經(jīng)氣液兩相流量計計量，實(shí)時采集氣液兩相流量計測得的總質(zhì)量流量、混合流體工況密度、溫度參數(shù)，壓力傳感器測得的壓力參數(shù)，輸入的氣液單相密度參數(shù)，計算出氣液各相體積流量，計量完成后，氣液流體經(jīng)過閘閥等進(jìn)入去采氣管線。