[實用新型]基于管內相分隔的Z型天然氣濕氣實時測量裝置

有效

• 申請號: 201821611049.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN209085690U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 張興凱;廖銳全;王旭東;史寶成;伍麗娟;趙輝;王棟
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01F7/00
• 分類號: G01F7/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

基于管內相分隔的Z型天然氣濕氣實時測量裝置，主要由氣液粗分離系統、兩級旋流器、兩級管道式緊湊氣液分離器、消旋器、氣體流量計、溫度傳感器、壓力傳感器、U型集液管、液體流量計、引射式氣液混合器組成；本實用新型裝置的測量方法是通過利用多相流管內相分隔技術，結合重力分離作用，經過多個分離步驟實現氣液的完全分離，然后利用單相流量計測量天然氣濕氣中氣液兩相的流量。通過本實用新型能夠顯著高濕氣中氣液的分離效率，保證氣液測量精度，同時也大幅度地減小了分離器的體積，增加了濕氣測量的實時性。此外，本實用新型所涉及的濕氣測量裝置還具有適用流動參數范圍廣、安全性能高、生產制造成本低的優點，非常適合在工程上推廣應用。

技術領域

本實用新型屬于多相流流量測量技術領域，具體地，本實用新型涉及一種基于管內相分隔的Z型天然氣濕氣實時測量裝置。

背景技術

通常情況下，天然氣由地下開采到地面時總是會攜帶一部分的液體，這些液體可能是地層中的原油、開采過程中由于溫度和壓力降低而產生的凝析油、地層水、注采水或者壓裂返排液等。在油氣工業中，將這種氣井中采出的天然氣與液相的混合物稱為“濕氣”，濕氣中氣體的體積含氣率往往大于90％，大多數的氣井的體積含氣率在97％以上，而在美國機械工程師協會頒布的《濕氣計量指南》中規定，洛-馬數(Lockhart-Martinelli number)小于等于0.3時稱為濕氣。由此可見，濕氣屬于多相流的范疇，其實質是一種高體積含氣率的多相流形態。海上油氣田、頁巖氣田的采出物均為濕氣。

目前隨著對天然氣需求的日益增大，對天然氣的生產也提出了精細化管理的要求，而通過濕氣測量獲得單井產氣量和產液量是實現氣井監測、氣藏管理、生產工藝優化和氣井排水采氣措施優選以及效果評價等的基礎數據，不容缺失。從測量角度講，天然氣濕氣測量作為多相流測量的一種特殊情況，氣液相之間的速度滑移、管內相分布及流型的隨機變化、溫度壓力等參數的不確定性都決定了濕氣測量是一個復雜的多相流問題，并且由于液相所占比例非常小，對于測量誤差特別敏感，往往會產生巨大的測量誤差。因此，濕氣一般不能直接應用傳統的單相氣體流量計進行測量，需要對其測量裝置及方法開展專門的研究。