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申请/专利权人：西安长庆科技工程有限责任公司;中国石油天然气集团有限公司

摘要：本发明属于气田丛式井场计量技术领域，具体涉及一种气田丛式井场轮换计量集气装置及系统。本发明充分利用多通路轮换流通阀，实现不同气井的计量流程切换，仅设置1台流量计即可满足所有气井的计量要求，可实现远程轮换计量切换，每口井的高低压紧急切断和整个井场的外输远程关断，流程简单，设备少，可实现无人值守，远程控制，大大减少了人工现场操作和管理点，降低了工程投资，满足气井精细化管理的要求。

主权项：1.一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：包括多通路轮换流通阀（4），多通路轮换流通阀（4）设置有多个输入端口和两个输出端口，所述的多通路轮换流通阀（4）采用的是电动多通路轮换流通阀；阀组（16），阀组（16）至少设置两组且每个阀组的输出端分别与多通路轮换流通阀（4）的不同输入端口连接；计量单元（5），计量单元（5）的输入端与多通路轮换流通阀（4）的一个输出端口连接；外输单元（6），外输单元（6）的输入端与多通路轮换流通阀（4）的另一个输出端口连接，外输单元（6）的输出端连接在计量单元（5）输出的管线上；控制单元，控制单元与多通路轮换流通阀（4）、计量单元（5）和阀组（16）电信号连接；还包括第六球阀（14）；第六球阀（14）的输入端连接在计量单元（5）和外输单元（6）连接的管路上，第六球阀（14）采用的是电动球阀；第六球阀（14）与控制单元电信号连接；所述的阀组（16）包括井场高低压紧急截断阀（7）、止回阀（8）和第一球阀（9），所述的止回阀（8）连接在井场高低压紧急截断阀（7）和第一球阀（9）之间，所述的第一球阀（9）的输出端与多通路轮换流通阀（4）的输入端口连接；所述的第一球阀（9）采用的是电动球阀；电动第一球阀（9）与控制单元电信号连接；所述的计量单元（5）包括第二球阀（10）、第三球阀（11）和流量计（15）；所述的流量计（15）连接在第二球阀（10）和第三球阀（11）之间；所述的第二球阀（10）的输入端与多通路轮换流通阀（4）的输出端口连接；所述的第三球阀（11）的输出端与第六球阀（14）的输出端连接；所述的第二球阀（10）和第三球阀（11）采用的是电动球阀；第二球阀（10）和第三球阀与控制单元电信号连接；所述的流量计（15）采用单相或多相流量计；所述的外输单元（6）输出端连接有第四球阀（12），所述的第四球阀（12）采用的是电动球阀；第四球阀（12）与控制单元电信号连接；所述的第六球阀（14）的输入端还连接有第五球阀（13），所述的第五球阀（13）采用的是电动球阀；第五球阀（13）与控制单元电信号连接；所述的井场高低压紧急截断阀7的输入端与气井采气树连接。

全文数据：一种气田丛式井场轮换计量集气装置及系统技术领域本发明属于气田丛式井场计量技术领域，具体涉及一种气田丛式井场轮换计量集气装置及系统。背景技术目前，以“井下节流”方式开发的上古天然气井，越来越多的采用了丛式井场的建设方式。丛式井场内气井数量，目前最多达到23口，通常都在2口以上。各丛式井场主要采用了单井分别计量的方式，每口井均设置一个流量计，流程复杂，设备及阀门管件多，现场安装工作量大；或者整个井场设置一路总计量，不能进行每口气井的分别计量，更无法掌握产液量，不能满足现场精细化管理和简化工艺、低成本开发的要求。例如某气田某区块开发建设采用了H2、H4、C1H2、C1H4、C1H5、C1H6、C2H2、C2H5、C3H3、C4H3、C9H5等12种井丛。各井场设置一体化智能流量计，对单井天然气进行计量，丛式井中2～4口井共用1台流量计，无法掌握每口单井的具体产气量，更无法掌握产液量。发明内容本发明提供了一种气田丛式井场轮换计量集气装置及系统，目的在于提供一种能够满足对每口井单独计量的要求，且能够优化简化井场工艺流程，以适应对气井动态管理、精细化管理的需求。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种气田丛式井场轮换计量集气装置，包括多通路轮换流通阀，多通路轮换流通阀设置有多个输入端口和两个输出端口，所述的多通路轮换流通阀采用的是电动多通路轮换流通阀；阀组，阀组至少设置两组且每个阀组的输出端分别与多通路轮换流通阀的不同输入端口连接；计量单元，计量单元的输入端与多通路轮换流通阀的一个输出端口连接；外输单元，外输单元的输入端与多通路轮换流通阀的另一个输出端口连接，外输单元的输出端连接在计量系统输出的管线上；控制单元，控制单元与多通路轮换流通阀、计量单元和阀组电信号连接。还包括第六球阀；第六球阀的输入端连接在计量单元和外输单元连接的管路上，第六球阀采用的是电动球阀；第六球阀与控制单元电信号连接。所述的第六球阀的输入端还连接有第五球阀，所述的第五球阀采用的是电动球阀；第五球阀与控制单元电信号连接。所述的阀组包括井场高低压紧急截断阀、止回阀和第一球阀，所述的止回阀连接在井场高低压紧急截断阀和第一球阀之间，所述的第一球阀的输出端与多通路轮换流通阀的输入端口连接；所述的井场高低压紧急截断阀的输入端与气井采气树连接。所述的第一球阀采用的是手动或电动球阀；电动第一球阀与控制单元电信号连接。所述的计量单元包括第二球阀、第三球阀和流量计；所述的流量计连接在第二球阀和第三球阀之间；所述的第二球阀的输入端与多通路轮换流通阀的输出端口连接；所述的第三球阀的输出端与第六球阀的输出端连接；所述的第二球阀和第三球阀采用的是电动球阀；第二球阀和第三球阀与控制单元电信号连接。所述的流量计采用单相计或多相流量计。所述的外输单元输出端连接有第四球阀，所述的第四球阀采用的是电动球阀；第四球阀与控制单元电信号连接。还包括第六球阀；第六球阀的输入端连接在计量单元和外输单元连接的管路上，第六球阀采用的是电动球阀；第六球阀与控制单元电信号连接；所述的阀组包括井场高低压紧急截断阀、止回阀和第一球阀，所述的止回阀连接在井场高低压紧急截断阀和第一球阀之间，所述的第一球阀的输出端与多通路轮换流通阀的输入端口连接；所述的第一球阀采用的是电动球阀；电动第一球阀与控制单元电信号连接；所述的计量单元包括第二球阀、第三球阀和流量计；所述的流量计连接在第二球阀和第三球阀之间；所述的第二球阀的输入端与多通路轮换流通阀的输出端口连接；所述的第三球阀的输出端与第六球阀的输出端连接；所述的第二球阀和第三球阀采用的是电动球阀；第二球阀和第三球阀与控制单元电信号连接；所述的流量计采用单相或多相流量计；所述的外输单元输出端连接有第四球阀，所述的第四球阀采用的是电动球阀；第四球阀与控制单元电信号连接；所述的第六球阀的输入端还连接有第五球阀，所述的第五球阀采用的是电动球阀；第五球阀与控制单元电信号连接。一种气田丛式井场轮换计量集气系统，包括一种气田丛式井场轮换计量集气装置；所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置的阀组的输入端与气井采气树的输出端连接，一种气田丛式井场轮换计量集气装置的第六球阀的输出端与井场外输采气管线连接；所述的阀组设置的组数与气田丛式井的井口数匹配。有益效果：本发明充分利用多通路轮换流通阀，实现不同气井的计量流程切换，仅设置1台流量计即能够满足所有气井的计量要求，能够实现远程轮换计量切换；每口井的高低压紧急切断和整个井场的外输远程关断，流程简单，设备少，可实现无人值守，远程控制，大大减少了人工现场操作和管理点，降低了工程投资，满足了气井精细化管理的要求。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明以3井式丛式井为例的结构示意图；图2是本发明以3井式丛式井为例的井场计量集气工艺流程示意图。图中：1-第一气井采气树；2-第二气井采气树；3-第三气井采气树；4-多通路轮换流通阀；5-计量单元；6-外输单元；7-井场高低压紧急截断阀；8-止回阀；9-第一球阀；10-第二球阀；11-第三球阀；12-第四球阀；13-第五球阀；14第六球阀；15-流量计；16-阀组。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，一种气田丛式井场轮换计量集气装置，包括多通路轮换流通阀4，多通路轮换流通阀4设置有多个输入端口和两个输出端口，所述的多通路轮换流通阀4采用的是电动多通路轮换流通阀；阀组16，阀组16至少设置两组且每个阀组的输出端分别与多通路轮换流通阀4的不同输入端口连接；计量单元5，计量单元5的输入端与多通路轮换流通阀4的一个输出端口连接；外输单元6，外输单元6的输入端与多通路轮换流通阀4的另一个输出端口连接，外输单元6的输出端连接在计量单元5输出的管线上；控制单元，控制单元与多通路轮换流通阀4、计量单元5和阀组16电信号连接。优选的是还包括第六球阀14；第六球阀14的输入端连接在计量单元5和外输单元6连接的管路上，第六球阀14采用的是电动球阀；第六球阀14与控制单元电信号连接。在实际使用时，各气井首先通过阀组16接入多通路轮换流通阀4，多通路轮换流通阀4内部结构分为计量管路腔和生产管路腔，气井接入后充分利用阀门内部结构实现需要计量的气井单独进入计量管路腔和其余气井混合后进入生产管路腔，在计量腔出口连接计量单元5，生产管路腔连接外输单元6，最终两路汇合后经第六球阀14进入井场采气管线输往下游站场。控制单元通过远程控制多通路轮换流通阀4，实现不同气井分别进入计量管路腔和生产管路腔；控制单元通过远程控制第六球阀14，实现整个丛式井场采气管线的远程紧急切断。本实施例中的控制单元是通过采用现有技术的计算机来完成的。多通路轮换流通阀4进口可根据不同井场井数的实际情况设置2-14路，满足2-14口气井的轮换计量需要，多通路轮换流通阀4出口仅为2路，满足计量和生产两种需要；阀门前后均设有截断球阀，便于阀门维修和更换时的截断。本发明充分利用多通路轮换流通阀4，实现不同气井的计量流程切换，仅设置1台流量计即可满足所有气井的计量要求，能够实现远程轮换计量切换；每口井的高低压紧急切断和整个井场的外输远程关断，流程简单，设备少，可实现无人值守，远程控制，大大减少了人工现场操作和管理点，降低了工程投资，满足了气井精细化管理的要求。实施例二：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例一不同之处在于：所述的阀组16包括井场高低压紧急截断阀7、止回阀8和第一球阀9，所述的止回阀8连接在井场高低压紧急截断阀7和第一球阀9之间，所述的第一球阀9的输出端与多通路轮换流通阀4的输入端口连接；所述的井场高低压紧急截断阀7的输入端与气井采气树连接。在实际使用时，止回阀8设置在多通路轮换流通阀4进口管线球阀上游，目的是防止其他气井管线通过多通路轮换流通阀进口反向流入该路管线。高低压紧急截断阀7设置在止回阀8进口管线上游，目的是防止上下游压力超过低于设定的高低压力值时实现自动紧急切断，达到关闭气井，保护下游管道和设备的目的。第一球阀9设置在止回阀8出口管线下游和多通路轮换流通阀4进口管线上游，充分实现了所属气井的开、关生产状态。为保证生产的安全性和持续稳定性，高低压紧急截断阀7及上游管线设计压力为25MPa，下游阀门及管线设计压力为6.3MPa。实施例三：根据图2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例二不同之处在于：所述的第一球阀9采用的是手动或电动球阀；电动第一球阀9与控制单元电信号连接。在实际使用时，第一球阀9与采用手动球阀时，能够手动开关所属气井，实现手动就地控制气井的开、关生产状态；当第一球阀9采用电动球阀时能够实现远程控制；具体采用手动还是电动球阀，可以根据需要，随意选择。实施例四：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例一不同之处在于：所述的计量单元5包括第二球阀10、第三球阀11和流量计15；所述的流量计15连接在第二球阀10和第三球阀11之间；所述的第二球阀10的输入端与多通路轮换流通阀4的输出端口连接；所述的第三球阀11的输出端与第六球阀14的输出端连接；所述的第二球阀10和第三球阀11采用的是电动球阀；第二球阀10和第三球阀与控制单元电信号连接。在实际使用时，计量单元5采用本技术方案，能够实现井场所有气井的产量计量，满足气井日常生产管理数据录取、排水采气措施的制定和精细化分析要求。实施例五：根据图2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例四不同之处在于：所述的流量计15采用单相计或多相流量计。在实际使用时，流量计15可选择单相流量计或多相流量计，选择单相流量计时，能够满足现场湿气计量的要求，选择多相流量计则同时满足气液两相计量要求。当计量单元5采用单相计量计时，能够实现气井产气量的产量计量，单相计量能够满足对产液量不大的气井的产气量计量要求；采用多相计量计，能够实现气井产气和产液量的分别计量，并满足对产液量较大的气井的产液量和产气量的计量要求。在实际使用时，流量计的具体型号可根据工程实际选用，如单相流量计可选用孔板流量计、智能旋进流量计等，多相流量计可选用铭度湿气孔板流量计，海默多相流量计等。实施例六：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例一不同之处在于：所述的外输单元6输出端连接有第四球阀12，所述的第四球阀12采用的是电动球阀；第四球阀12与控制单元电信号连接。在实际使用时，第四球阀12采用电动球阀，能够通过控制单元实现外输单元6生产和关闭的控制，节省人力。实施例七：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例一不同之处在于：所述的第六球阀14的输入端还连接有第五球阀13，所述的第五球阀13采用的是电动球阀；第五球阀13与控制单元电信号连接。在实际使用时，第五球阀13是预留上游井场管线来气的接入阀门，通过与第五球阀13电信号连接的控制单元，实现井场的不动火作业情况下将上游井场来气与本井场来气混合后输往下游采气干管。实施例八：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，与实施例一不同之处在于：还包括第六球阀14；第六球阀14的输入端连接在计量单元5和外输单元6连接的管路上，第六球阀14采用的是电动球阀；第六球阀14与控制单元电信号连接；所述的阀组16包括井场高低压紧急截断阀7、止回阀8和第一球阀9，所述的止回阀8连接在井场高低压紧急截断阀7和第一球阀9之间，所述的第一球阀9的输出端与多通路轮换流通阀4的输入端口连接；所述的第一球阀9采用的是电动球阀；电动第一球阀9与控制单元电信号连接；所述的计量单元5包括第二球阀10、第三球阀11和流量计15；所述的流量计15连接在第二球阀10和第三球阀11之间；所述的第二球阀10的输入端与多通路轮换流通阀4的输出端口连接；所述的第三球阀11的输出端与第六球阀14的输出端连接；所述的第二球阀10和第三球阀11采用的是电动球阀；第二球阀10和第三球阀与控制单元电信号连接；所述的流量计15采用单相或多相流量计；所述的外输单元6输出端连接有第四球阀12，所述的第四球阀12采用的是电动球阀；第四球阀12与控制单元电信号连接；所述的第六球阀14的输入端还连接有第五球阀13，所述的第五球阀13采用的是电动球阀；第五球阀13与控制单元电信号连接。在实际使用时，本发明充分利用多通路轮换流通阀，实现不同气井的计量流程切换，仅设置1台流量计即可满足所有气井的计量要求，实现远程轮换计量切换；本发明通过控制单元对电子阀门的远程控制，实现每口井的高低压紧急切断和整个井场的外输远程关断，流程简单，设备少，可实现无人值守，远程控制，大大减少了人工现场操作和管理点，降低了工程投资，满足了气井精细化管理的要求。实施例九：根据图1-2所示的一种气田丛式井场轮换计量集气系统，包括一种气田丛式井场轮换计量集气装置；所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置的阀组16的输入端与气井采气树的输出端连接，一种气田丛式井场轮换计量集气装置的第六球阀14的输出端与井场外输采气管线连接；所述的阀组16设置的组数与气田丛式井的井口数匹配。本实施例以3井式丛式井为例。在实际使用时，将第一气井采气树1、第二气井采气树2和第三气井采气树3的输出端，分别连接一阀组16，并分别将阀组16与多通路轮换流通阀4连接，再将第六球阀14与井场采气管线连接输往下游站场。本发明充分利用了多通路轮换流通阀，实现不同气井的计量流程切换，仅设置1台流量计即可满足所有气井的计量要求，可实现远程轮换计量切换，每口井的高低压紧急切断和整个井场的外输远程关断，流程简单，设备少，可实现无人值守，远程控制，大大减少了人工现场操作和管理点，降低了工程投资，满足气井精细化管理的要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

权利要求：1.一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：包括多通路轮换流通阀4，多通路轮换流通阀4设置有多个输入端口和两个输出端口，所述的多通路轮换流通阀4采用的是电动多通路轮换流通阀；阀组16，阀组16至少设置两组且每个阀组的输出端分别与多通路轮换流通阀4的不同输入端口连接；计量单元5，计量单元5的输入端与多通路轮换流通阀4的一个输出端口连接；外输单元6，外输单元6的输入端与多通路轮换流通阀4的另一个输出端口连接，外输单元6的输出端连接在计量单元5输出的管线上；控制单元，控制单元与多通路轮换流通阀4、计量单元5和阀组16电信号连接。2.如权利要求1所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：还包括第六球阀14；第六球阀14的输入端连接在计量单元5和外输单元6连接的管路上，第六球阀14采用的是电动球阀；第六球阀14与控制单元电信号连接。3.如权利要求2所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：所述的第六球阀14的输入端还连接有第五球阀13，所述的第五球阀13采用的是电动球阀；第五球阀13与控制单元电信号连接。4.如权利要求1所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：所述的阀组16包括井场高低压紧急截断阀7、止回阀8和第一球阀9，所述的止回阀8连接在井场高低压紧急截断阀7和第一球阀9之间，所述的第一球阀9的输出端与多通路轮换流通阀4的输入端口连接；所述的井场高低压紧急截断阀7的输入端与气井采气树连接。5.如权利要求4所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：所述的第一球阀9采用的是手动或电动球阀；电动第一球阀9与控制单元电信号连接。6.如权利要求1所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：所述的计量单元5包括第二球阀10、第三球阀11和流量计15；所述的流量计15连接在第二球阀10和第三球阀11之间；所述的第二球阀10的输入端与多通路轮换流通阀4的输出端口连接；所述的第三球阀11的输出端与第六球阀14的输出端连接；所述的第二球阀10和第三球阀11采用的是电动球阀；第二球阀10和第三球阀11与控制单元电信号连接；所述的流量计15采用单相计或多相流量计。7.如权利要求1所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：所述的外输单元6输出端连接有第四球阀12，所述的第四球阀12采用的是电动球阀；第四球阀12与控制单元电信号连接。8.如权利要求1所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置，其特征在于：还包括第六球阀14；第六球阀14的输入端连接在计量单元5和外输单元6连接的管路上，第六球阀14采用的是电动球阀；第六球阀14与控制单元电信号连接；所述的阀组16包括井场高低压紧急截断阀7、止回阀8和第一球阀9，所述的止回阀8连接在井场高低压紧急截断阀7和第一球阀9之间，所述的第一球阀9的输出端与多通路轮换流通阀4的输入端口连接；所述的第一球阀9采用的是电动球阀；电动第一球阀9与控制单元电信号连接；所述的计量单元5包括第二球阀10、第三球阀11和流量计15；所述的流量计15连接在第二球阀10和第三球阀11之间；所述的第二球阀10的输入端与多通路轮换流通阀4的输出端口连接；所述的第三球阀11的输出端与第六球阀14的输出端连接；所述的第二球阀10和第三球阀11采用的是电动球阀；第二球阀10和第三球阀与控制单元电信号连接；所述的流量计15采用单相或多相流量计；所述的外输单元6输出端连接有第四球阀12，所述的第四球阀12采用的是电动球阀；第四球阀12与控制单元电信号连接；所述的第六球阀14的输入端还连接有第五球阀13，所述的第五球阀13采用的是电动球阀；第五球阀13与控制单元电信号连接。9.一种气田丛式井场轮换计量集气系统，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置；所述的一种气田丛式井场轮换计量集气装置的阀组16的输入端与气井采气树的输出端连接，一种气田丛式井场轮换计量集气装置的第六球阀14的输出端与井场外输采气管线连接；所述的阀组16设置的组数与气田丛式井的井口数匹配。

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