[實(shí)用新型]一種基于弧形管的多相流流量計(jì)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320007222.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203224264U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳國(guó)棟;陳繼革;胡波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘭州海默科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01F1/704
• 分類(lèi)號(hào): G01F1/704;G01F5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于多相流流量計(jì)量領(lǐng)域。具體地，本實(shí)用新型涉及一種基于弧形管的多相流流量計(jì)量裝置，并涉及一種使用基于弧形管的多相流流量計(jì)量裝置測(cè)量多相流的中各相流量的方法。?

背景技術(shù)

采油工業(yè)中，經(jīng)常從油井中采出包含液相和氣相的氣液混合流體，業(yè)內(nèi)常稱(chēng)之為“濕氣”。濕氣在本質(zhì)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(kāi)采過(guò)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(guò)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(shí)踐中，油相和水相可能發(fā)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(shí)時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)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(chǎn)優(yōu)化所必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。?

一種測(cè)量多相流流量裝置工作原理如下：通過(guò)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(guò)重力實(shí)現(xiàn)氣液分離，或通過(guò)旋流分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離，然后分別計(jì)量氣相和液相的體積流量。但由于分離器以及相關(guān)附屬設(shè)施重達(dá)數(shù)十噸，占地幾十平方米，且控制環(huán)節(jié)多，使得分離器的維護(hù)和管理十分復(fù)雜，不利于生產(chǎn)過(guò)程管理的自動(dòng)化，尤其不利于在沙漠和海上油田中使用。這種先分離后測(cè)量的方法也并非在線(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量方法，計(jì)量精度高度依賴(lài)氣液的分離效果，而氣液分離效果又嚴(yán)重依賴(lài)于具體的流量條件，總而言之，依賴(lài)重力進(jìn)行氣液分離的計(jì)量方式在實(shí)際應(yīng)用中存在著許多缺陷。?

因此，本領(lǐng)域需要一種能夠簡(jiǎn)單且精確地在線(xiàn)測(cè)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(cè)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(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一方面提供了一種多相流流量計(jì)量裝置，其包括以下構(gòu)?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(gè)豎直取向的橫截面；?

伽馬射線(xiàn)探測(cè)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(cè)的伽馬射線(xiàn)發(fā)射器和伽馬射線(xiàn)檢測(cè)器，其中伽馬射線(xiàn)發(fā)射器所發(fā)出的伽馬射線(xiàn)以豎直徑向方向沿弧形管的所述豎直取向的橫截面穿過(guò)，到達(dá)伽馬射線(xiàn)接收器；其中所述伽馬射線(xiàn)探測(cè)器是單能伽馬射線(xiàn)探測(cè)器或雙能伽馬射線(xiàn)探測(cè)器；?

位于所述弧形管上游或下游的用于計(jì)算多相流總體積流量的總體積流量計(jì)量設(shè)備。?

本實(shí)用新型的第二方面提供了一種多相流流量計(jì)量裝置，其包括以下構(gòu)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(gè)豎直取向的橫截面；?

伽馬射線(xiàn)探測(cè)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(nèi)的伽馬射線(xiàn)發(fā)射器和伽馬射線(xiàn)檢測(cè)器，其中伽馬射線(xiàn)發(fā)射器所發(fā)出的伽馬射線(xiàn)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(guò)，達(dá)到伽馬射線(xiàn)接收器；其中所述伽馬射線(xiàn)探測(cè)器是單能伽馬射線(xiàn)探測(cè)器或雙能伽馬射線(xiàn)探測(cè)器；?

位于所述弧形管上游或下游的用于計(jì)算多相流總體積流量的總體積流量計(jì)量設(shè)備。?

本實(shí)用新型的第三方面涉及一種測(cè)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(guò)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(gè)豎直取向的橫截面；?

b.通過(guò)伽馬射線(xiàn)探測(cè)器測(cè)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(xiàn)相分率α_rg和α_rl(注：本說(shuō)明書(shū)全文中，下標(biāo)g表示氣相，下標(biāo)l表示液相，下標(biāo)r表示徑向，下標(biāo)n表示非徑向，下標(biāo)o表示油，下標(biāo)w表示水)，其中該伽馬射線(xiàn)探測(cè)器包括分別布置在所述豎直取向的橫截面的上下兩側(cè)的伽馬射線(xiàn)發(fā)射器和伽馬射線(xiàn)檢測(cè)器，其中伽馬射線(xiàn)發(fā)射器所發(fā)出的伽馬射線(xiàn)以豎直徑向方向沿弧形管的所述豎直取向的橫截面穿過(guò)，到達(dá)伽馬射線(xiàn)接收器；其中所述伽馬射線(xiàn)探測(cè)器是單能伽馬射線(xiàn)探測(cè)器或雙能伽馬射線(xiàn)探測(cè)器；?

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