[發明專利]氣液兩相計量裝置

在審

• 申請號: 201210348340.4
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN103670368A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張春濤;朱天壽;穆謙益;黃天虎;徐梅贊;白曉紅;趙曉龍;于世春;邱奇;李明江;李珍;邱亮
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 劉映東

技術領域

本發明涉及計量設備領域，特別涉及一種氣液兩相計量裝置，主要用于天然氣生產過程中氣液不分離情況下的產氣量、產液量的實時在線測量。

背景技術

在天然氣生產過程中，氣井產氣量、產液量是氣田生產管理的重要數據之一，既是制定生產工藝、確定生產流程和生產管理方式的重要依據，也是優化氣田配產、確保氣藏合理開采的基礎數據。

天然氣單井產量的計量屬于兩相或多相流的計量，濕氣計量多采用的是單相儀表組合的測量方法，對工況變化的適應性不強。目前，天然氣單井計量工藝分為站內分離計量和井口在線計量工藝兩種，所采用的計量裝置均為單相流計量裝置，各種計量工藝中，最準確的方法仍是采用傳統的分離技術，將各相分離后單獨計量。

以國內某氣田的實踐為例，天然氣單井產量的計量主要分為站內分離計量和井口在線計量。站內分離計量工藝所采用的裝置主要包括分離器、孔板流量計、電動球閥等，單井來氣經過節流降壓后進入分離器進行分離，分離后的單相氣體經孔板流量計計量，產出液根據分離器排液電動球閥的開關次數進行估算，氣體計量為干氣計量，計量精度高。井口在線計量采用的是智能旋進漩渦流量計，將氣井產出物的計量等效為單相氣體的計量，忽略了產出液對計量精度的影響，數據遠傳。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：無論是站內分離計量工藝，還是井口在線計量工藝，均不能有效的計量天然氣井的產液量。其中，站內分離計量工藝采用的分離器排液電動球閥開關次數估算產液量，由于電動球閥每次打開到關閉所排出的液體不盡相同，導致單井產液量計量誤差大；井口在線計量工藝更是忽略了氣井產液的計量，由于液相的存在導致氣相的實際流速增大，再加上氣液兩相之間復雜的相互作用使的氣量實際測量差值偏高，導致了單井產氣量的計量誤差。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種氣液兩相計量裝置，主要用于天然氣單井產氣量、產液量計量的在線計量，打破傳統的天然氣先分離后計量的工藝模式，實現天然氣單井產氣量、產液量的不分離在線連續計量。所述技術方案如下：

本發明提供了一種氣液兩相計量裝置，包括氣液通管、第一壓差變送器和第二壓差變送器，所述氣液通管管內間距地設置有V錐節流件和文丘里節流件，所述第一壓差變送器與所述V錐節流件連接，所述第二壓差變送器與所述文丘里節流件連接，所述V錐節流件設置在所述氣液通管的上流段，所述文丘里節流件設置在所述氣液通管的下流段。在氣液通管管內設置V錐節流件即可以基于流動連續性原理和伯努利方程來計算流經氣液通管內的氣體和液體的流量，測量的精確度和穩定性很高。在氣液通管管內設置文丘里節流件解決了低壓、大管徑、低流速的氣液混合流體測量的精確度，該文丘里節流件為內藏式文丘里管。

進一步地，所述V錐節流件懸設在所述氣液通管的管芯處，所述V錐節流件外周與所述氣液通管內壁之間為間隙設置。

進一步地，所述文丘里節流件外周為圓柱形，所述文丘里節流件外周與所述氣液通管內壁之間緊貼設置。

進一步地，所述第一壓差變送器具有第一氣管和第二氣管，所述第一氣管與所述氣液通管連通，所述第二氣管與所述V錐節流件的內管連通。

進一步地，所述第二壓差變送器具有第三氣管和第四氣管，所述第三氣管與所述氣液通管連通，所述第四氣管與所述文丘里節流件的內管連通。

進一步地，所述V錐節流件與所述氣液通管的第一端之間為第一紊流直管段，所述V錐節流件與所述文丘里節流件之間為第二紊流直管段，所述文丘里節流件與所述氣液通管的第二端之間為第三紊流直管段。

進一步地，所述第一紊流直管段處設置有壓力變送器，所述壓力變送器與所述氣液通管連通。

進一步地，所述第三紊流直管段處設置有溫度變送器，所述溫度變送器有探頭伸入到所述氣液通管內。

進一步地，所述氣液兩相計量裝置還包括計算機處理系統，所述V錐節流件、所述文丘里節流件、所述壓力變送器和所述溫度變送器與所述計算機處理系統通過數據線連接。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：