[發(fā)明專利]多相流計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110261099.7
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN102392939A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭艷林;王棟;朱麗靜;馮崎;陳彰兵;院振剛;周克萬;劉勁松;鄒應(yīng)勇;黃和;曾文;段明亮;焦建國;王磊;黃翼翔;楊勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F17D3/18
• 分類號(hào): F17D3/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油氣集輸系統(tǒng)的多相流計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法。

背景技術(shù)

多相流計(jì)量是油氣工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，從上世紀(jì)八十年代至今，多相流計(jì)量的研究和開發(fā)已取得了較大進(jìn)展。

目前我國現(xiàn)有油氣田集輸系統(tǒng)大多數(shù)都采用在集輸廠、站對站場上各個(gè)井進(jìn)行輪換計(jì)量方法，而不是對各個(gè)井進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量。多相流計(jì)量能對多個(gè)單井進(jìn)行油、氣、水進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量，它不僅滿足了油氣田開發(fā)部門對油田地下狀態(tài)油、氣、水流動(dòng)狀態(tài)要求，而且可以簡化集輸流程、節(jié)省大量資金。

目前，多相流計(jì)量還處于成長階段。早期的多相流計(jì)量大都采用先分離再分相計(jì)量的方法，這種分離計(jì)量方法太不經(jīng)濟(jì)。目前國內(nèi)外不同的多相流計(jì)量基于不同的理論和實(shí)驗(yàn)成果，例如先進(jìn)行總體計(jì)量然后按個(gè)相上的體積比(或含量)來計(jì)量。也有按個(gè)相上的相速度和體積比來計(jì)量，無論測相速度，還是體積比其測量儀器復(fù)雜、精度要求高。而且多相流態(tài)復(fù)雜千變?nèi)f化，上述測量方法精度也不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種多相流計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種多相流計(jì)量系統(tǒng)，在多相流體流經(jīng)下游管路的主管路上依次串接有混合器、一級(jí)分流器、一級(jí)節(jié)流器、第一匯合器、二級(jí)節(jié)流器、第二匯合器和漸擴(kuò)噴嘴；在一級(jí)分流器之后還分離出一支管路，在該支管路上依次串接有二級(jí)分流器和分離器，在分離器之后分離出液體和氣體兩支管路，兩支管路分別接入主管路上的第二匯合器，在兩支管路上分別設(shè)置有液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)；在二級(jí)分流器之后還分離出一支管路接入主管路上的第一匯合器。

所述液體流量計(jì)為液體文丘里流量計(jì)；所述氣體流量計(jì)為氣體文丘里流量計(jì)。所述混合器為漸縮噴嘴。所述一級(jí)節(jié)流器和二級(jí)節(jié)流器均為節(jié)流孔板。所述第一匯合器和第二匯合器均為匯合三通。

本發(fā)明還提供了一種多相流計(jì)量方法，包括如下步驟：

１）通過混合器對多相流體進(jìn)行混合和加速，形成對稱的環(huán)狀流；

２）一級(jí)分流：

對稱的環(huán)狀流進(jìn)入一級(jí)分流器，被分流器內(nèi)包含的十六個(gè)對稱分布的獨(dú)立流道分割成十六股完全一致的小流束，取其中間隔均勻的四股為一路，使其流經(jīng)二級(jí)分流器；另外十二股為一路，使其依次流經(jīng)一級(jí)節(jié)流器、第一匯合器、二級(jí)節(jié)流器和第二匯合器，經(jīng)漸擴(kuò)噴嘴到下游管路；

3）二級(jí)分流：

流經(jīng)二級(jí)分流器的流體被分流器內(nèi)包含的十六個(gè)對稱分布的獨(dú)立流道分割成十六股完全一致的小流束，取其中間隔均勻的四股為一路，使其流經(jīng)分離器，被分離器分離成液體流和氣體流，再分別被液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)計(jì)量后，流入主管路上的第二匯合器與主管路上的流體匯合后，經(jīng)漸擴(kuò)噴嘴到下游管路；另外十二股為一路，使其流經(jīng)第一匯合器與主管路上的流體匯合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：采用本發(fā)明的計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法，通過分流式取樣法來對多相流進(jìn)行分離計(jì)量，所需分離器和計(jì)量器具結(jié)構(gòu)簡單，而且計(jì)量精度較高。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是多相流計(jì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，多相流計(jì)量系統(tǒng)包括混合器2、一級(jí)分流器3、一級(jí)節(jié)流器4、第一匯合器5、二級(jí)分流器6、分離器7、液體流量計(jì)8、氣體流量計(jì)9、二級(jí)節(jié)流器10、第二匯合器11、漸擴(kuò)噴嘴12等。

在多相流體1流經(jīng)下游管路13的主管路上依次串接有混合器2、一級(jí)分流器3、一級(jí)節(jié)流器4、第一匯合器5、二級(jí)節(jié)流器10、第二匯合器11和漸擴(kuò)噴嘴12；在一級(jí)分流器3之后還分離出一支管路，在該支管路上依次串接有二級(jí)分流器6和分離器7，在分離器7之后分離出液體和氣體兩支管路，兩支管路分別接入主管路上的第二匯合器11，在兩支管路上分別設(shè)置有液體流量計(jì)8（比如液體文丘里流量計(jì)等）和氣體流量計(jì)9（比如氣體文丘里流量計(jì)等）；在二級(jí)分流器6之后還分離出一支管路接入主管路上的第一匯合器5。

所述混合器2為一漸縮噴嘴，可以使兩相流體在其中加速和混合，流速升高后就形成對稱的環(huán)狀流。

多相流計(jì)量方法包括如下步驟：

１）通過混合器2對多相流體1進(jìn)行混合和加速，形成對稱的環(huán)狀流；

２）一級(jí)分流：