[發明專利]一種井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法及系統

在審

• 申請號: 201911150273.3
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110878689A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 王士興;劉濤;史寧輝
• 申請（專利權）人: 西安安森智能儀器股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

1.一種井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法，其特征在于，具體包括執行如下循環：

S1、柱塞控制器(1)根據設定的生產制度或者柱塞到達傳感器(2)采集的油壓數據信息控制氣井的開井；

S2、判斷液柱是否到達井口；

S3、當液柱到達井口時，柱塞到達傳感器(2)發送計量液體指令到ACF兩相流流量計(3)，ACF兩相流流量計(3)停止積氣計量，開始積液計量；

S4、當柱塞到達傳感器(2)檢測到柱塞到達井口時，柱塞到達傳感器(2)發送計量氣體指令到ACF兩相流流量計(3)，ACF兩相流流量計(3)恢復積氣計量，停止積液計量；

S5、柱塞控制器(1)根據設定的生產制度或者柱塞到達傳感器(2)采集到的油壓數據信息關井，返回步驟S1進行下一輪氣液計量。

2.根據權利要求1所述的井用柱塞氣舉系統的氣液計量方法，其特征在于，所述步驟S2、判斷液柱是否到達井口，具體包括如下步驟：

S2.1、通過柱塞到達傳感器(2)采集的油壓數據信息計算標準偏差值S，并確定標準偏差閾值A；

S2.2、計算樣本油壓平均值、油壓比較值B，所述油壓比較值B等于實時采集的油壓值減去樣本油壓平均值；

S2.3、當標準偏差值S大于標準偏差閾值A且油壓比較值B大于零時，則判斷液柱到達井口。

3.根據權利要求2所述的井用柱塞氣舉系統的氣液計量方法，其特征在于，所述步驟S2.1中標準偏差值S的計算公式如下：

式⑴中，為樣本X₁，X₂，X₃，……，X_n油壓平均值。

4.根據權利要求1所述的井用柱塞氣舉系統的氣液計量方法，其特征在于，所述步驟S3中ACF兩相流流量計(3)進行積液計量的計算公式如下：

式⑵中，Qm為液體質量流量，C為流出系數，ε為膨脹系數，β為節流裝置的直徑比d/D，α為節流裝置的開孔直徑，D為管道直徑M，△P為差壓，ρ₁為液體密度。

5.根據權利要求1所述的井用柱塞氣舉系統的氣液計量方法，其特征在于，所述步驟S4中ACF兩相流流量計(3)進行積氣計量的計算公式如下：

式⑶中，Qv為氣體體積流量，C為流出系數，ε為膨脹系數，β為節流裝置的直徑比d/D，α為節流裝置的開孔直徑，D為管道直徑M，△P為差壓，ρ₂為氣體密度。

6.一種應用權利要求1-5任一項所述的井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法的系統，其特征在于，包括：

柱塞控制器(1)，用于根據生產制度或者柱塞到達傳感器(2)采集的油壓數據信息控制氣井的開關；柱塞到達傳感器(2)，用于實時采集油壓的數據信息；ACF兩相流流量計(3)，用于積液和積氣的計量；

所述柱塞控制器(1)包括柱塞控制表頭，所述柱塞控制表頭包括表頭第一接口(101)、表頭第二接口(102)、表頭第三接口(103)、表頭第四接口(104)；所述表頭第一接口(101)為預留接口，用于安裝堵頭；所述表頭第二接口(102)與柱塞遠傳裝置連接；所述表頭第三接口(103)與控制開關井閥門連接；所述表頭第四接口(104)與柱塞到達傳感器(2)的傳感第二接口(202)連接，所述傳感第二接口(202)與ACF兩相流流量計(3)的流量接口(301)連接，所述流量接口(301)還與柱塞到達傳感器(2)的傳感第二接口(202)連接；所述柱塞到達傳感器(2)的傳感第一接口(201)用于實時測量油壓壓力。

7.根據權利要求6所述的井用柱塞氣舉裝置的氣液計量系統，其特征在于，所述柱塞控制器(1)安裝于氣田井口套壓端的取壓法蘭上。

8.根據權利要求6所述的井用柱塞氣舉裝置的氣液計量系統，其特征在于，所述柱塞到達傳感器(2)安裝于采氣樹的上端。

9.根據權利要求6所述的井用柱塞氣舉裝置的氣液計量系統，其特征在于，所述ACF兩相流流量計(3)安裝于截斷閥和外輸閘閥之間。