[發明專利]一種蒸汽計量系統的計量方法

有效

• 申請號: 202010565597.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111535798B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王良貴;盧玖慶;胡忠偉;吳雙;何宇;何峰;高永鑫;董慶豐;羅世銀;王紅春;王紅梅;鐘羅;劉義;劉文武;許偉;王佳;李世鵬;李敏
• 申請（專利權）人: 四川奧達測控裝置有限公司;新疆中元天能油氣科技股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/24;G06F30/20
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種蒸汽計量系統，包括與蒸汽鍋爐內部連通的注水進管、與蒸汽鍋爐內部連通的蒸汽鍋爐出管和數采分析計量組件，其特征在于，所述注水進管上設有注水流量計，所述蒸汽鍋爐出管上設有總流量計，所述蒸汽鍋爐出管遠離蒸汽鍋爐的一端連接有分配器，所述分配器上設有至少一條與其連通的注汽支線，每條所述注汽支線上均設有支線流量計，每條所述注汽支線上設有至少一條與其連通且與注汽井口連通的注汽井線，每條所述注汽井線上均設有井線流量計，所述注水流量計、總流量計、支線流量計和井線流量計均與數采分析計量組件連接。本發明還公開了一種蒸汽計量方法。

技術領域

本發明屬于蒸汽計量技術領域，具體涉及一種蒸汽計量系統的計量方法。

背景技術

目前，國內稠油熱采注汽計量領域隨著應用面的拓展，對使用工況如蒸汽鍋爐、注汽管網系統與工藝、單井計量與配汽調節等的深入研究，發現有很多情況是現有計量方法無法解決的。如：稠油熱采注汽計量中存在鍋爐出口蒸汽品質監測不準；管網分配不均；蒸汽品質低于現有流量計測量下限造成流量誤差較大；管網系統工藝不統一；注汽量或單井注汽調配時系統穩定周期長；井口被動計量引起流量測量誤差偏大；濕飽和蒸汽屬復雜相變兩相流，測量難度大；流量和熱量測量沒法全面統計等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題便是針對上述現有技術的不足，提供一種蒸汽計量系統的計量方法，以鍋爐為核心，將傳統的被動計量轉為主動計量，將點與點計量改為全局聯動，以現場實際管網建模，結合質量守恒、能量守恒、傳熱效率、過程損失、關鍵節點監測與自評價體系等方式實現科學準確計量。

本發明所采用的技術方案是：一種蒸汽計量系統的計量方法，所述的蒸汽計量系統包括與蒸汽鍋爐內部連通的注水進管、與蒸汽鍋爐內部連通的蒸汽鍋爐出管和數采分析計量組件，所述注水進管上設有注水流量計，所述蒸汽鍋爐出管上設有總流量計，所述蒸汽鍋爐出管遠離蒸汽鍋爐的一端連接有分配器，所述分配器上設有至少一條與其連通的注汽支線，每條所述注汽支線上均設有支線流量計，每條所述注汽支線上設有至少一條與其連通且與注汽井口連通的注汽井線，每條所述注汽井線上均設有井線流量計，所述注水流量計、總流量計、支線流量計和井線流量計均與數采分析計量組件連接，包括以下步驟：

a、注水流量計測量注水進管的注入量，并將檢測到的數據傳輸至數采分析計量組件；

b、總流量計測量蒸汽鍋爐出口的蒸汽壓力、溫度、差壓、噪聲、熱量、干度，并將檢測到的數據傳輸至數采分析計量組件；

c、支線流量計測量每條注汽支線的蒸汽壓力、溫度、差壓、噪聲、熱量、干度和流量，并將檢測到的數據傳輸至數采分析計量組件；

d、井線流量計測量每條注汽井線的蒸汽壓力、溫度、差壓、噪聲、熱量、干度和流量，并將檢測到的數據傳輸至數采分析計量組件；

e、通過質量守恒定理得到蒸汽鍋爐出口的蒸汽流量與注水進管的注入量Q_m相等；

f、通過公式計算出蒸汽鍋爐出口的蒸汽密度，其中ρ為蒸汽鍋爐出口的蒸汽密度，Q_m為蒸汽鍋爐出口的蒸汽流量，K為蒸汽鍋爐出口的蒸汽流量系數，DP為蒸汽鍋爐出口的蒸汽差壓；

g、通過IAPWS-IF97公式計算出蒸汽鍋爐出口壓力下的飽和溫度θ、飽和汽密度ρ′、飽和水密度ρ″、飽和汽比容v′、飽和水比容v″、飽和汽比焓h′、飽和水比焓h″和蒸汽鍋爐出口壓力和溫度下的比焓h，判斷蒸汽性質，當ρ＜ρ′且T＞θ時，蒸汽鍋爐出口蒸汽為過熱蒸汽，進入步驟h，當ρ′≤ρ≤ρ″時，蒸汽鍋爐出口蒸汽為飽和蒸汽，進入步驟i，當ρ＞ρ″時，蒸汽鍋爐出口蒸汽為未飽和水，系統做出預警提示，其中ρ為步驟f計算出蒸汽鍋爐出口的蒸汽密度，T為蒸汽鍋爐出口的蒸汽溫度；