[實用新型]一種基于弧形管的多相流流量計量裝置

有效

• 申請號: 201320007222.7
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN203224264U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 吳國棟;陳繼革;胡波
• 申請（專利權）人: 蘭州海默科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/704
• 分類號: G01F1/704;G01F5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于多相流流量計量領域。具體地，本實用新型涉及一種基于弧形管的多相流流量計量裝置，并涉及一種使用基于弧形管的多相流流量計量裝置測量多相流的中各相流量的方法。?

背景技術

采油工業中，經常從油井中采出包含液相和氣相的氣液混合流體，業內常稱之為“濕氣”。濕氣在本質上屬于一種多相流，即氣相和液相的混合流體。其中所述氣相包括例如油田氣或任何在常溫下不凝的氣體，其中該油田氣一般為較輕的烷烴例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。所述液相可包括：油相，例如原油本身以及在原油開采過程中溶解在原油中的液體添加劑，以及水相，例如地層水、采用過程中注入油井中的水以及溶解在水相中的其它液體添加劑。在實踐中，油相和水相可能發生相分離，也可能油相和水相混合在一起，或是完全乳化的。如何實時準確地測量從油井中采出的氣液混合流體中氣體的體積流量和液體的體積流量，是油氣藏管理和生產優化所必需的基礎數據。?

一種測量多相流流量裝置工作原理如下：通過分離器將氣液兩相混合流體分離成氣相和液相，這種分離器一般是通過重力實現氣液分離，或通過旋流分離器實現氣液分離，然后分別計量氣相和液相的體積流量。但由于分離器以及相關附屬設施重達數十噸，占地幾十平方米，且控制環節多，使得分離器的維護和管理十分復雜，不利于生產過程管理的自動化，尤其不利于在沙漠和海上油田中使用。這種先分離后測量的方法也并非在線實時測量方法，計量精度高度依賴氣液的分離效果，而氣液分離效果又嚴重依賴于具體的流量條件，總而言之，依賴重力進行氣液分離的計量方式在實際應用中存在著許多缺陷。?

因此，本領域需要一種能夠簡單且精確地在線測量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的裝置和方法。更希望有一種能測量多相混合流體中氣相、油相和水相各自流量的裝置和方法。?

實用新型內容

本實用新型的第一方面提供了一種多相流流量計量裝置，其包括以下構?件：?

包含至少一段弧形管的管道，其中至少所述弧形管的橫截面是圓形，且所述弧形管所在的平面豎直取向，且所述弧形管具有至少一個豎直取向的橫截面；?

伽馬射線探測器，其包括分別布置在所述弧形管的所述豎直取向的橫截面的上下兩側的伽馬射線發射器和伽馬射線檢測器，其中伽馬射線發射器所發出的伽馬射線以豎直徑向方向沿弧形管的所述豎直取向的橫截面穿過，到達伽馬射線接收器；其中所述伽馬射線探測器是單能伽馬射線探測器或雙能伽馬射線探測器；?

位于所述弧形管上游或下游的用于計算多相流總體積流量的總體積流量計量設備。?

本實用新型的第二方面提供了一種多相流流量計量裝置，其包括以下構件：?

包含至少一段弧形管的管道，其中至少所述弧形管的橫截面是圓形，且所述弧形管所在的平面豎直取向，且所述弧形管具有至少一個豎直取向的橫截面；?

伽馬射線探測器，其包括分別布置在所述弧形管的所述豎直取向的橫截面內的伽馬射線發射器和伽馬射線檢測器，其中伽馬射線發射器所發出的伽馬射線以非徑向的方向沿所述弧形管的所述豎直取向的橫截面穿過，達到伽馬射線接收器；其中所述伽馬射線探測器是單能伽馬射線探測器或雙能伽馬射線探測器；?

位于所述弧形管上游或下游的用于計算多相流總體積流量的總體積流量計量設備。?

本實用新型的第三方面涉及一種測量多相流中氣相流量和液相流量的方法，包括：?

a.使多相流流過包含至少一段弧形管的管道，以使得該多相流在離心力作用下分離成氣相層和液相層；其中至少所述弧形管的橫截面是圓形，且所述弧形管所在的平面豎直取向，且所述弧形管具有至少一個豎直取向的橫截面；?

b.通過伽馬射線探測器測定沿所述弧形管的所述豎直取向的橫截面的徑向的氣相和液相的直線相分率α_rg和α_rl(注：本說明書全文中，下標g表示氣相，下標l表示液相，下標r表示徑向，下標n表示非徑向，下標o表示油，下標w表示水)，其中該伽馬射線探測器包括分別布置在所述豎直取向的橫截面的上下兩側的伽馬射線發射器和伽馬射線檢測器，其中伽馬射線發射器所發出的伽馬射線以豎直徑向方向沿弧形管的所述豎直取向的橫截面穿過，到達伽馬射線接收器；其中所述伽馬射線探測器是單能伽馬射線探測器或雙能伽馬射線探測器；?

c.由位于所述弧形管上游或下游的總體積流量計量設備測得的總體積流量Q_t以及上述徑向氣相和液相直線相分率α_rg和α_rl，計算氣相流量Q_g和液相流量Q_l。?