[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

本發明屬于天然氣設備技術領域，涉及井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法及系統。柱塞在套壓的壓力下托舉液柱緩慢上升，通過柱塞到達傳感器采集油壓并通過計算來判斷液柱是否達到：當液柱到達時，柱塞到達傳感器發送計量液體指令到ACF兩相流流量計開始積液計量；當液柱排泄完后，即柱塞到達頂部，柱塞到達傳感器檢測到柱塞到達，再發送計量氣體指令到ACF兩相流流量計恢復積氣計量。這種氣液計量方法，利用液體段塞到達井口的判斷方法和使用ACF兩相流流量計來實現對產氣單井的氣、液量進行有效計量，具有精確度高、結構簡單、維護方便、功能強大等特點。基于這種計量方法的系統，采用模塊化構思，一體化結構設計，具有維護、調試便捷等特點。

技術領域

本發明屬于天然氣設備技術領域，涉及天然氣井口裝置，具體涉及一種井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法及系統。

背景技術

隨著氣田的開發，管理單井逐年攀升，產水氣井日益增多，產水量逐漸增大，氣井單井產量低，攜液能力較差，造成井底積液，給氣井生產造成不利影響，排水采氣工作日益突出。

在現有技術中，大多數通過安裝柱塞氣舉排水采氣系統來解決這一問題，柱塞氣舉系統的能量主要來源于儲存在套壓管內的高壓氣體；通過柱塞機械面托舉液柱排水采氣，井底積液可以有效排除，但目前技術對于柱塞托舉的液柱部分無計量或者還是按照氣體進行計量的。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法及系統，能夠實現對產氣單井的氣、液量進行有效地計量，具有精確度高、結構簡單、維護方便、功能強大等特點。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一方面，本發明提供了一種井用柱塞氣舉裝置的氣液計量方法，具體執行如下循環：

S1、柱塞控制器根據設定的生產制度或者柱塞到達傳感器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，柱塞到達傳感器發送積液指令到ACF兩相流流量計，ACF兩相流流量計停止積氣計量，開始積液計量；

S4、當柱塞到達傳感器檢測到柱塞到達井口時，柱塞到達傳感器發送指令到ACF兩相流流量計，ACF兩相流流量計恢復積氣計量，停止積液計量；

S5、柱塞控制器根據設定的生產制度或者到達傳感器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。

進一步地，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。

進一步地，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。

進一步地，所述步驟S3中ACF兩相流流量計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。