温差式单井产液量计量装置的研制

论文摘要

油井产量计量是指对单井所生产的油量的测量，是油田生产管理中的一项重要工作，对油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。目前国内外油田在单井计量方面主要应用计量分离器、软件量油、翻斗量油和高架罐量油这四种方式。而外围油田由于产量较低，主要采用翻斗量油技术进行单井计量，虽然能够较为准确的计量单井产液量，但是翻斗设备的投资较高，维修维护工作量较大，冬季易发生冻堵现象。为了解决这一系列问题，首先对现有的六种常用流量计量仪器进行分析，通过论证发现均不适用于大庆油田低产井的连续计量需求，因此提出了温差式单井计量装置的设计。温差式单井产液量计量装置的工作原理是：通过测量流体流过计量装置的温升值△T,折合计算出油井的产液量。因为被测量流体为油、气、水组成的三相流体，根据大庆油田采油九厂油井产液量和油气比的实际参数，对流体的比热容计算进行了修正，修正后忽略气相对流体比热容的影响，确定流体比热容只需要输入流体含水值即可。在温差式单井产液量计量装置研制中，首先确定了计量装置的结构，采用垂直外加热结构作为第一代样机的制造方案。为满足高精度、低成本设计要求，选择了铠装热电偶温度传感器作为温度数据的采集元件，同时采用了岩棉保温设计，确保设备能够满足冬季室外测量要求。综合考虑加热器运行寿命和运行能耗等因素，设计并确定了加热器的加热功率。温差式单井计量装置采用了89C51单片机作为核心部件，设计了温度采集处理模块、加热功率控制及采集模块、数据存储回放模块、 RS232接口模块和键盘显示模块，实现了连续的数据采集处理和存储回放功能。根据室内实验及现场试验情况，对计量装置进行了四次升级改进，使其能够更好的满足现场测量需要，同时设计了适用于不同油井工艺流程的标准化安装图集。温差式单井计量装置经过室内标定实验、现场实验验证，达到了规定的各项技术指标。计量装置性能稳定可靠，能够准确采集进出口温度等参数，正确计算出油井产液量数值，在实现了油井产液量连续计量的同时设备投资也得到了有效控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 单井计量技术在国内外发展现状
• 1.2.1 计量分离器
• 1.2.2 软件量油
• 1.2.3 翻斗量油
• 1.2.4 高架罐量油
• 1.3 课题的目的和意义
• 1.4 课题的主要研究内容
• 第2章 计量装置总体方案确定
• 2.1 引言
• 2.2 现有计量装置的适用性分析
• 2.2.1 涡轮计量装置适用性分析
• 2.2.2 多普勒计量装置适用性分析
• 2.3 温差法测量技术的可行性
• 2.3.1 温差法测量原理
• 2.3.2 混合液比热容计算
• 2.4 本章小结
• 第3章 温差式单井产液量计量装置研制
• 3.1 引言
• 3.2 温差式单井计量装置结构设计
• 3.3 温度测量元件的选择
• 3.3.1 热电偶
• 3.3.2 热电阻
• 3.3.3 集成温度传感器
• 3.3.4 综合评价
• 3.4 加热器加热功率计算
• 3.5 温度采集处理模块设计
• 3.6 加热控制及功率采集模块设计
• 3.7 数据存储回放模块设计
• 3.8 RS232 接口模块设计
• 3.9 键盘显示模块及 CPU 模块设计
• 3.10 保温材料的选择
• 3.11 样机的试制及改进
• 3.12 井口安装工艺标准化设计
• 3.13 本章小结
• 第4章 应用效果分析
• 4.1 引言
• 4.2 室内标定
• 4.2.1 室内标定流程及方法
• 4.2.2 室内标定结果
• 4.3 现场应用情况
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 装置的现场应用
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历