[發明專利]一種基于科氏力的兩相流質量流量計及兩相流量測量方法

在審

• 申請號: 202011329814.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112345011A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 羅存益;蔣青青;唐浩倬;唐佳杰;孫建章;倪周博;陳哲;曾學兵;李廣
• 申請（專利權）人: 成都安迪生測量有限公司;成都安迪生精測科技有限公司
• 主分類號: G01F1/84
• 分類號: G01F1/84
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 賀理興

本發明涉及質量流量計技術領域，提供了一種基于科氏力的兩相流質量流量計，包括換能器和變送器，換能器包括傳感器和工況測量模塊，變送器包括計算模塊，傳感器和工況測量模塊分別與計算模塊通信連接。此外，本發明還提供了一種兩相流量測量方法。本發明提供的質量流量計能夠有效測量氣液兩相流中的氣相質量流量和液相質量流量，同時該質量流量測量方法能夠提高測量結果的準確性，從而提高測量精度。

技術領域

本發明涉及質量流量計技術領域，具體而言，涉及一種基于科氏力的兩相流質量流量計及兩相流量測量方法。

背景技術

油氣田開采過程中，需要對油氣田每一口單井的產量進行計量，同時需對單井的氣相、液相產量進行計量。現場工作人員通過這些數據結合單井的壓力、溫度等采集到的生產參數對單井的生產狀況予以客觀評價，最終管理人員對各單井數據進行匯總分析，優化單井配產，為油氣田生產方案的制定提供了數據支撐。

然而，在油氣采集開采過程中，介質的含氣率往往飄忽不定，時而全是氣，時而全是液，且受潮汐影響。且輸送管線輸送距離不同，則使用不同的管道壓力進行輸送。一年四季，晝夜交替溫度多變。總而言之，油氣井口計量，工況復雜多變。

科氏質量流量計，用于流體質量流量的直接測量，測量精度高，重復性好，基本不受溫度、流速、壓力、粘度等因素影響，而且還能同時實現流體的體積流量、密度、溫度等多參數和不同流體狀況下的測量。基于科氏力的質量流量計廣泛用于單一介質的流體測量，為流體的輸送計量提供了重要的手段，但目前還沒有在油氣、油氣水等多相流計量方面中得到廣泛應用。對于天然氣、油氣水混合物外輸管線來說，由于其溫度、壓力不穩定，特別是在油氣生產井外輸管線里面，不僅壓力、溫度不穩定，雜質的含量經常變換，密度在不同生產狀況下也有所不同，這給輸送計量帶來了很大的麻煩。因此，亟需一種能夠在氣液兩相流的工況下準確測量氣相質量流量和液相質量流量的質量流量計。

申請內容

本發明的第一個目的在于提供一種基于科氏力的兩相流質量流量計，其設計合理，結構更加簡單，能夠有效測量氣液兩相流中氣相質量流量和液相質量流量。

為實現上述目的，本發明提供一種基于科氏力的兩相流質量流量計，包括換能器和變送器，所述換能器包括傳感器和工況測量模塊，所述變送器包括計算模塊，所述傳感器和所述工況測量模塊分別與所述計算模塊通信連接；

其中，所述傳感器用于測量流體的原始總質量流量Q_m和原始混合密度ρ_min，并將測得的原始總質量流量Q_m和原始混合密度ρ_min傳輸給計算模塊；

所述工況測量模塊用于測量工況壓力P和工況溫度T，并將測得的工況壓力P和工況溫度T傳輸給計算模塊；

所述計算模塊用于接收所述傳感器和所述工況測量模塊傳輸的數據，并計算得到液相質量流量Q₁和氣相質量流量Q_g。

可選的，所述換能器還包括測量管，所述傳感器安裝于所述測量管上；

所述工況測量模塊包括壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器設于所述測量管的進口端，所述溫度傳感器緊貼于所述測量管的外壁。

可選的，所述傳感器包括線圈和磁鋼，所述線圈的匝數為1500，所述磁鋼為強磁磁鋼。

可選的，所述壓力傳感器為絕對壓力傳感器，所述溫度傳感器為鉑電阻溫度傳感器。

本發明的第二個目的在于提供一種兩相流量測量方法，其能夠實現更加精確的測量氣液兩相流中氣相質量流量和液相質量流量，提高測量精度，減小測量誤差。

為實現上述目的，本發明提供一種兩相流量測量方法，使用上述所述的基于科氏力的兩相流質量流量計，包括如下步驟: