[發明專利]雙節流三差壓濕氣兩相流測量系統

有效

• 申請號: 201210465443.9
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102944267A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 徐英;張濤;張強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34;G01F1/40;G01F1/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明屬于兩相流量測量技術領域，涉及一種濕氣兩相流測量裝置。

背景技術

濕氣作為氣液兩相流的一種特殊形態，在工業過程中廣泛存在著。氣體和液體都是流體，單獨流動時它們的流動規律基本相同，都遵從基本的質量守恒和能量守恒方程，數學模型也都基本相似，但當它們共同存在并同時流動時，由于兩相流體的介質特性存在較大的差異，如流體密度、粘度、摩阻系數等物性參數各不相同，兩相流體間相互作用，相互影響，同時受壓力、流速等工況條件的影響，使得濕氣氣液兩相的流動與單相流動相比表現出了更為復雜的特性，在單相流動中的許多準則關系和分析方法都不能直接應用到濕氣氣液兩相流的研究中。近幾十年來，由于傳統工業和新興工業，如石油天然氣工業、化學工程、冶金工程、核反應堆工程、航空航天工程等領域的急速發展，對濕氣氣液兩相流的測量提出了越來越高地要求，同時也推動了該領域的研究得到更加深入快速的發展，國內外學者根據濕氣流動的特點，提出了諸多理論模型和研究方法，并解決了一定的實際工業問題，然而已有的研究成果表明，濕氣氣液兩相流的測量問題非常復雜，檢測的難度很大，目前檢測手段都存在一定的局限性。由于固有的復雜性、多樣性以及測量手段的局限性，無論是在理論上還是方法上，這方面的研究尚處于發展階段，因此濕氣的流量測量在相當長的一段時間內都將是國內外研究的熱點。

利用標準孔板流量計配合大型氣液分離器，是目前油氣田使用最為廣泛的一種對濕天然氣進行計量的方式，然而在工業現場的使用過程中還存在很多實際的問題。孔板的幾何形狀會因為長時間的使用而產生磨損，尤其是對孔板計量精度有較大影響的尖銳邊角，其尖銳度是隨著使用逐漸變化的，如果沒有得到及時的檢查和維護則會產生較大的計量誤差；單一孔板所能適應的最佳流量測量范圍有限，由于不同氣井輪流切換計量，以及氣井產量本身的波動，實際工業現場中的流量范圍變化相對較大，由于大多數時候無法對孔板進行及時的更換，測量范圍往往超出了標準；配套使用的二次儀表，壓力、差壓、溫度變送器的使用對測量精度也有較大的影響，當差壓變送器在測量下限附近使用時，最終的流量測量結果會有非常大的誤差。由于這些因素的影響，孔板現場使用的精度大致在±3%，對于一些使用不當的情況，測量精度相應會進一步下降，在極端惡劣的情況下測量的誤差可達±15%~±20%。這些都是在沒有考慮孔板積液的情況的估計，事實上沒有分離器能做到100%的完全分離效果，氣體從分離器流出的過程中都會帶出少量的液滴，由于孔板特殊的結構，隨著長時間的使用，在孔板的上下游都會形成一定的積液，進而對測量造成極大的影響,有研究表明在含液1%情況下，由積液造成的孔板測量誤差可達10%以上。