[發明專利]一種沖量壓差噴嘴、油氣水三相流量計量裝置及計量方法

有效

• 申請號: 201910438071.2
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110132365B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 董守平;梁策;彭東陽;王濤
• 申請（專利權）人: 北京吉隆新源科技發展有限公司
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36;G01F1/42
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 苗青盛;吳歡燕

1.一種沖量壓差噴嘴，其特征在于：包括殼體、檢測組件和噴嘴主體，所述檢測組件包括磁力感應元件和第一磁塊，所述噴嘴主體位于所述殼體內，所述噴嘴主體上設有進流口，所述進流口正對所述殼體的進口設置，所述噴嘴主體的一端面設有的出流口，且所述出流口靠近所述殼體的出口，所述噴嘴主體的另一端面設有所述第一磁塊，所述磁力感應元件設置于所述殼體外，且與所述第一磁塊磁極相斥設置。

2.根據權利要求1所述的沖量壓差噴嘴，其特征在于：所述磁力感應元件包括傳感器一和磁力接觸件，所述磁力接觸件一端鉸接于所述殼體上，另一端與所述傳感器一接觸，且所述磁力接觸件的磁極與所述第一磁塊的磁極相斥設置。

3.根據權利要求2所述的沖量壓差噴嘴，其特征在于：所述磁力接觸件包括連桿、第二磁塊和觸針，所述連桿一端與所述殼體鉸接，另一端與所述第二磁塊連接，所述觸針一端固定于所述磁塊上，另一端與所述傳感器一接觸，所述第二磁塊的磁極與所述第一磁塊的磁極相斥設置。

4.根據權利要求1所述的沖量壓差噴嘴，其特征在于：還包括設置于所述殼體的內壁與所述噴嘴主體的外壁之間的封隔組件，所述封隔組件包括沿所述噴嘴主體內流體的流動方向的主封隔件和副封隔件，且所述主封隔件位于所述進流口兩側。

5.根據權利要求4所述的沖量壓差噴嘴，其特征在于：所述封隔組件為柔性封隔環，所述柔性封隔環的內表面與所述噴嘴主體的外壁連接，所述柔性封隔環的外表面與所述殼體的內壁連接。

6.根據權利要求1所述的沖量壓差噴嘴，其特征在于：還包括沿所述噴嘴主體內流體的流動方向設置的多個懸浮固定組件，所述懸浮固定組件包括磁力內環與磁力外環，所述磁力內環套設于所述噴嘴主體上，所述磁力外環固定于所述殼體的內壁上且與所述磁力內環對應設置，所述磁力內環與所述磁力外環之間具有間隙。

7.根據權利要求1所述的沖量壓差噴嘴，其特征在于：所述進流口為沿所述噴嘴主體的周向設置的多個篩孔。

8.一種油氣水三相流量計量裝置，其特征在于：包括氣液分離器，所述氣液分離器上具有第一出口與第二出口，所述第一出口處連通第一計量通路，所述第二出口處連通第二計量通路，所述第一計量通路上設有單向氣體流量計，所述第二計量通路上沿流體流動方向依次設有第一三相混合密度計、如權利要求1-7任一項所述的沖量壓差噴嘴和第二三相混合密度計。

9.根據權利要求8所述的油氣水三相流量計量裝置，其特征在于：所述第一三相混合密度計上設有壓力傳感器二，所述第一三相混合密度計與所述第二三相混合密度計之間設有壓差傳感器三。

10.一種利用權利要求9所述的油氣水三相流量計量裝置進行油氣水三相流量的計量方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)多相混合流中油、氣、水各相的份額α_o1、α_g1、α_w1由如下方程組求解得到：

α_o1+α_w1+α_g1＝1

其中，為所述第一三相混合密度計示出的測量值；為所述第二三相混合密度計示出的測量值；

ρ_g1為所述第一三相混合密度計中氣相的密度，

ρ_g2為所述第二三相混合密度計中氣相的密度，

其中，P₁為所述壓力傳感器二上示出的壓力值；ΔP₁₂為所述壓差傳感器三上示出的壓力值；P_o為標準狀態下的壓力；t_o為絕對溫度；ρ_g為標準狀態下的氣相密度；ρ_o為標準狀態下的油相密度；ρ_w為標準狀態下的水相密度；t₁為多相流經所述第一三相混合密度計時的在線絕對溫度；t₂為多相流經所述第二三相混合密度計時的在線絕對溫度；

(2)多相混合質量流量Q_mix由如下方程求解得到：

其中，M_mix為多相混合質量；V_mix為多相混合流速度；F為所述沖量壓差噴嘴的傳感器一示出的沖量值；為所述第一三相混合密度計示出的測量值；ΔP為所述噴嘴主體內進流口與出流口的差壓；

(3)多相混合流中油、氣、水各相的流量Q_o、Q_g、Q_w由如下方程求解得到：

Q_o＝α_o1Q_mix；Q_g＝α_g1Q_mix；Q_w＝α_w1Q_mix。