[其他]智能化多相流量計

無效

• 申請號: 86204960
• 申請日: 1986-07-10
• 公開（公告）號: CN86204960U
• 公開（公告）日: 1987-07-08
• 發明（設計）人: 周澤魁;胡赤鷹;李海青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 張法高

本發明屬于流量計量儀表類。

迄今為止，國內外都沒有多相在線檢測的工業型儀表。在油井井口的原油計量中，傳統的測量方法是采用三相分離器將油、氣、水三相分開；或采用兩相分離器將氣、液兩相分開，然后分相進行計量。采用兩相分離器的計量過程見圖1。由油井來的原油經伐C進入兩相分離器〔5〕，其中伴生氣向上流經孔板〔6〕、伐B，油水混合物向下流經伐E與伴生氣重新匯合后進入伐D后的總管。在測量產液量時，關閉伐E，分離器內液面將不斷上升，通過玻璃管液位計〔2〕記下分離器內液面上升一定高度H所需的時間t，然后根據H、t以及罐徑D換算出油井的日產液量。再利用含水儀測出油水混合物的含水率，進而求得日產油量。產液量計量完畢后，打開伐E放出分離器所累積的油水混合物。在測量產氣量時，人工調節伐E將分離器內液面維持在一定的高度，通過水銀差壓計〔1〕測出孔板〔6〕兩端壓差△P，然后換算出日產氣量。這種測量方法的主要缺點是計量不連續、計量工作繁瑣、人為因素大，且選擇不同的時間量油，估計產量高低相差很大，因此造成很大的測量誤差，甚至使油井計量基本上失去意義。

本實用新型的目的是提供一種在線檢測的工業型多相流量計。當它用于油井井口的原油計量時，可在取消分離器的條件下，對原油的油、氣、水分相流量進行在線的連續測量。

本實用新型的流量計包括專用微機〔5〕，容積式流量傳感器〔3〕、〔8〕，壓力傳感器〔2〕、〔7〕，溫度傳感器〔9〕，降壓裝置〔4〕，其連接方式如圖2所示。降壓裝置可采用阻力伐、孔板或浮動伐，其前后壓降只需大于0.3kgf／cm²。圖2中，在容積式流量傳感器〔3〕、〔8〕之前可安裝有混相器〔1〕、〔6〕，以使氣相和液相混合比較均勻，從而減小容積式流量傳感器的測量誤差。混相器可采用隔片式靜態攪拌器或葉片式旋流攪拌器。在油井井口的原油計量時，還可安裝有含水儀（圖2中〔10〕），用以測出原油的含水率。

本實用新型的流量計是基于PVT法原理工作的。氣／液兩相混合流體在管道中流動時，氣相的體積流量與流動狀態下的壓力、溫度密切相關，而液相的體積流量卻與流動狀態下的壓力、溫度基本無關。據此，如圖2所示，由容積式流量傳感器〔3〕、〔8〕和壓力傳感器〔2〕、〔7〕分別測出同一管道的上、下游兩個測量點1和2處的混合流體總體積流量（V₁、V₂）和壓力（P₁、P₂），用溫度傳感器〔9〕和含水儀〔10〕分別測出混合流體的溫度〔T〕和含水率（Wr）。根據這些測量參數和被測介質的熱力學性質，即可計算出原油中油、氣、水各相的分相體積流量和分相的班產量、日產量、月產量以及分相總產量。

為進行PVT法的理論推導并建立分相流量數學模型，假定：

1.氣／液兩相流體的總體積流量為氣、液各相體積流量之和，即

V₁＝q_L1＋q_g1（1）

V₂＝q_L2＋q_g2（2）

式中：V₁、V₂——測量點1和2處兩相總體積流量；

q_L1、q_L2——測量點1和2處液相體積流量；

q_g1、q_g2——測量點1和2處氣相體積流量。

2.氣相滿足理想氣體狀態方程，即

(p₁q_g1)/(T₁) ＝ (p₂q_g2)/(T₂) ＝ (p₀q_go)/(T_o) （3）

式中：P₀、T₀——標準狀態下壓力、溫度，取P₀＝1atm，

T₀＝293°K；

q_g0——P₀、T₀條件下的氣相體積流量；

P₁、P₂——測量點1和2處壓力；

T₁、T₂——測量點1和2處溫度，設

T₁＝T₂＝T；