[發明專利]超臨界CO2流量計標定裝置及其標定方法

在審

• 申請號: 201410828130.4
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104568082A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王世杰;魏偉;劉建新;張瑞霞;王衛明;韓博;楊潔
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

技術領域

本發明涉及流量計標定技術領域，特別是涉及超臨界CO₂流量計標定裝置及標定方法。

背景技術

?當前，通過向地層注入CO₂來驅油越來越受到業界重視，一方面是油田開發的需要，另一方面是溫室氣體減排的需要。CO₂驅油技術已經發展了很多年，目前的注氣技術主要還是全井合注。由于地層吸氣能力存在差異，通過分層注氣的方式會取得更好的驅油效果。為了計量分層的注氣量，需要使用井下流量計，然而，目前使用的井下流量計都不適用計量CO₂的流量，因此需要研制專門用于測量CO₂的流量計。按照CO₂的相態圖，當溫度超過30.95℃，壓力超過7.39MPa時，CO₂即處于超臨界狀態，井下流量計工作環境下的CO₂一般是處于這種超臨界狀態的環境。研制測量CO₂流量計必然需要標定裝置，標定裝置也需要滿足超臨界環境的標定條件，然而，目前的標定裝置都不能滿足這樣的要求。

中國專利，申請號201410131086.1，申請日2014.04.03，專利名稱“氣體流量孔板標定裝置”，公開了一種用于標定孔板流量計的裝置，該裝置用管線依次連接了工作氣體容器、穩壓罐、孔板盒、調整容器和收料容器以及真空泵。該專利裝置應用于標定超臨CO₂流量計存在三個問題，一是沒有溫度調節機構，達不到超臨界CO₂的溫度條件；二是不能長時間穩定在一個壓力下實驗，該裝置使用穩壓罐提供氣體，使用收料容器和調整容器來回收氣體，而孔板兩端的容器中的壓力一降一升而不能保持穩定；三，CO₂一般是液態儲存的，在氣源容器后如不設增壓泵是不能獲得所需標定壓力的。

中國專利，申請號201310135827.9，申請日2013.04.19，專利名稱“一種流量檢定系統及其檢定方法”，公開了一種利用電子稱稱重方法計量流量，具有溫度和壓力控制系統的標定裝置，該裝置應用于標定超臨CO₂流量計也存在以下問題：一，這是一個閉環循環裝置，用水作標定介質是沒問題的，但CO₂儲罐中是液體，而標定完成后的CO₂是氣體，不能再循環利用；二，該裝置的穩壓系統是在水容器的上部設置了氣體空間，通過氣泵來調節水容器中的壓力，而CO₂本身也是氣體，兩種氣體相遇就會混合，因此也不適用于CO₂標定裝置的穩壓；三，該裝置的恒壓裝置只是產生了穩定的流量，水從水容器中流出后在流量計的位置就基本變為了常壓，而CO₂流量計處需要超臨界壓力，因此這個裝置也不能實現。

以上兩個公開的專利所采用的標準計量方法都是在被標定流量計后收集流體并稱重，因為超臨界CO2難以回收，因此上述稱重方式也不適用于CO₂流量標定裝置。

發明內容

為解決上述技術問題，發明了超臨界CO₂流量計標定裝置及其標定方法，該裝置解決了CO₂的流量計量、穩壓、超臨界標定環境問題，滿足了超臨界CO₂流量計標定需求。

本發明采用了如下的技術方案：

超臨界CO₂流量計標定裝置，計量罐安裝在稱重裝置上面，用管線依次連接儲氣罐、倒液泵、計量罐、閥門一、喂液泵、增壓泵、換熱器、穩壓罐、閥門三、夾持器、節流噴嘴、調節閥二和廢氣排空裝置；閥門二一端連接儲氣罐，另一端連接在閥門一和喂液泵之間，壓力溫度計三設置在穩壓罐和閥門三之間的管線上。

優選地，調節閥一兩端分別連接在增壓泵的兩端。

優選地，所述的節流噴嘴是多級氣嘴串聯安裝。

應用于超臨界CO₂流量計標定裝置的標定方法，其步驟是，

a、關閉閥門一、閥門二、閥門三，調節閥一關到最小狀態，調節閥二開到最大狀態；被標定流量計安裝在夾持器中；

b、調整氣嘴的數量和大小；

c、運行換熱器使其達到所需標定溫度；

d、運行倒液泵，從儲氣罐中向計量罐中注入液態CO₂；

e、打開閥門二，運行喂液泵和增壓泵，調整增壓泵的流量使之達到設計標定值；當壓力溫度計三的顯示壓力達到設計標定值時打開閥門三；