[發明專利]一種高精度石油三相自動計量裝置及其計量方法

有效

• 申請號: 201510074913.2
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104763408B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 段正勇;郭俊杰;孫興國
• 申請（專利權）人: 南陽理工學院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/34
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

1.一種高精度石油三相自動計量裝置，包括一罐體，其特征在于：所述罐體包括上罐體和下罐體，所述上罐體和下罐體通過緊固件連接，所述上罐體側壁分別設有入口管道和電子倉，所述入口管道連接有石油輸送管道，所述電子倉外部設有電子倉蓋，內部設有測控電路，所述上罐體上部分別設有連接端和排氣管道，其中所述連接端連接有氣壓平衡閥，所述排氣管道連接有氣體計量器，所述上罐體內部分別設有氣壓平衡管、分離傘、中間隔板及導線引出管，所述氣壓平衡管穿過所述分離傘與所述中間隔板相連，所述分離傘上設有溢流杯，所述中間隔板上方設有溫度傳感器，下方分別設有壓力傳感器和連接端，所述連接端連接有上端電磁閥；所述下罐體側壁設有支架，下部分別設有出口管道和排污管道，所述出口管道連接有石油輸出管道，所述下罐體內部設有量罐托架，所述量罐托架一側設有連接端，所述連接端連接有下端電磁閥，所述量罐托架上固定有多個測力傳感器，所述測力傳感器頂端設有量罐，所述量罐外壁連接有液位計，且所述液位計測量端與所述量罐內壁相通，所述量罐四周設有限位擋塊，所述限位擋塊固定于所述量罐托架上；所述分離傘、所述中間隔板及所述量罐托架將所述罐體分割成第一容積區、第二容積區、第三容積區及第四容積區，所述分離傘底部下沿設有多個溢流孔；所述測力傳感器、所述溫度傳感器、所述壓力傳感器、所述上端電磁閥、所述下端電磁閥及所述液位計的導線均從所述罐體內部通過所述導線引出管進入所述電子倉與測控電路相連，所述氣體計量器的導線從所述罐體外部進入所述電子倉與所述測控電路相連，所述測控電路在所述罐體外部連接有自動測控裝置，所述自動測控裝置具有數據實時顯示、存儲及傳輸功能。

2.根據權利要求1所述的高精度石油三相自動計量裝置的計量方法，其特征在于包括以下步驟：

1)石油經過所述高精度石油三相自動計量裝置的入口管道流入所述溢流杯，待填滿所述溢流杯后，從其上沿溢流流出，實現氣、液初步分離，再流經所述分離傘的傘面實現氣、液的再次分離，最后經所述溢流孔流入所述第二容積區，實現氣、液的三次分離，從而得到油水混合液；

2)所述油水混合液經所述上端電磁閥的控制從第二容積區流入所述量罐，此時所述上端電磁閥處于開啟狀態,所述下端電磁閥處于關閉狀態，當所述量罐的液位達到所述液位計設置的上位H₁時，所述測控電路給出三個控制信號：關閉所述上端電磁閥、記錄所述測力傳感器測得的所述量罐的總重量G₁及開啟所述下端電磁閥，此時所述量罐中的油水混合液經所述下端電磁閥的控制進入第四容積區，再經所述排出管道流出所述罐體進入所述石油輸出管道中；

3)當所述量罐的液位達到所述液位計設置的低位H₂時，所述測控電路同樣給出三個控制信號：關閉下端電磁閥、記錄所述測力傳感器測得的此時的量罐的總重量G₂及開啟上端電磁閥，此時所述油水混合液經所述上端電磁閥的控制從第二容積區流入所述量罐進行下一個計量循環周期，設定所述量罐內壁截面積為A,則計量一次量罐中排出的油水混合液的體積為：

V＝A(H₁-H₂)，重量則為G＝G₁-G₂，設每次量罐中油的體積為V_o，水的體積為V_w，則有：

上式中，ρ_o、ρ_w分別為油和水的密度，在特定的溫度和壓力下是已知的，通過求解以上方程組，即可得到計量一次的油和水的體積，將每次計量進行累加，即可實現在油、水不分離的情況下對兩者的精確計量。