專利名稱：濕氣流量測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測量領(lǐng)域，特別是涉及一種濕氣流量測量裝置。
背景技術(shù)：
濕氣是指液態(tài)烴、水蒸氣、游離水等組分的含量顯著高于管道輸送要求的天然氣。在氣田開采過程中，濕氣計量存在于從單井開采到多井集輸、凈化處理、增壓輸送的各個過程中。濕氣計量的數(shù)據(jù)有助于掌握氣井生產(chǎn)能力、生產(chǎn)狀況，是優(yōu)化生產(chǎn)和改善氣藏管理的主要依據(jù)。目前業(yè)內(nèi)通用的濕氣計量技術(shù)主要有兩類，一類為分離計量法，一類為不分離在線計量法。分離計量法是使用分離器將濕氣流體分離為氣和液兩種單相流體，然后在各自的出口分別進(jìn)行氣流量和液流量的計量。但是分離器對濕氣的分離效果差，氣路跑液和液路跑氣的現(xiàn)象使得計量結(jié)果的誤差比較大。其次，分離器的結(jié)構(gòu)和流程復(fù)雜，系統(tǒng)維護(hù)和管理繁雜，需要控制的環(huán)節(jié)較多，因而導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，不利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程管理的自動化。濕氣的不分離在線計量方法有兩個發(fā)展方向，第一個發(fā)展方向是使用單相氣體計量儀表(如科氏力質(zhì)量流量計，內(nèi)錐流量計，孔板流量計，渦輪流量計，超聲流量計，文丘里流量計，渦街流量計等)對濕氣進(jìn)行計量，同時致力于研究發(fā)展建立各種經(jīng)驗?zāi)Ｐ驼页觥靶拚禂?shù)”，對計量結(jié)果進(jìn)行修正，得到所謂的氣流量率值，在這種濕氣計量方法中，液流量率的計量手段一般采用取樣法或示蹤法。但是這種方法的局限性以及所面臨的挑戰(zhàn)主要有以下幾點(diǎn)(I)氣流量率“修正系數(shù)”的適用范圍有限且依賴于液流量率，但是液流量率的測量方式?jīng)Q定了其精度不夠高甚至很差；(2)該氣流量率“修正系數(shù)”方法僅限于極高含氣率、液相成分極低的濕氣，隨著濕氣中液相的成分增多，該方法的誤差是難以接受的。第二個發(fā)展方向是沿用或改造多相流在線計量技術(shù)來進(jìn)行濕氣計量，圖I描述了現(xiàn)有技術(shù)中的一種在線計量方案，其中差壓式流量測量器件2測量管道I中濕氣的總流量壓差值，設(shè)置在管道I上的一個相分率計3測量管道I中濕氣的截面含氣率，流量計算模塊4根據(jù)濕氣的總流量壓差值和截面含氣率，計算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp由于在管道I上僅設(shè)置有一個相分率計，而相分率計自身存在漂移(如伽馬相分率計的計數(shù)漂移)，因此會產(chǎn)生計量誤差，無法對管道中濕氣的截面含氣率進(jìn)行精確計量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種濕氣流量測量裝置，通過冗余的相分率計檢測管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行精確的測量，滿足油氣田生產(chǎn)計量的要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種濕氣流量測量裝置，包括管道、差壓式流量測量器件、至少兩個相分率計、和流量計算模塊，其中差壓式流量測量器件和所述至少兩個相分率計分別安裝在管道上，流量計算模塊分別與所述至少兩個相分率計和差壓式流量測量器件連接，其中差壓式流量測量器件測量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ ;所述至少兩個相分率計分別測量管道中濕氣的截面含氣率；流量計算模塊根據(jù)所述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率，計算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值Δ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp優(yōu)選的，所 述至少兩個相分率計的軸線與管道的軸向相交且垂直。優(yōu)選的，濕氣流量測量裝置還包括對氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行滑差修正的滑差修正模塊。優(yōu)選的，所述至少兩個相分率計安裝在管道的同一橫截面上。優(yōu)選的，所述至少兩個相分率計安裝在管道的不同橫截面上。本實(shí)用新型通過將差壓式流量測量器件和所述至少兩個相分率計分別安裝在管道上，流量計算模塊分別與所述至少兩個相分率計和差壓式流量測量器件連接。差壓式流量測量器件測量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ ;所述至少兩個相分率計分別測量管道中濕氣的截面含氣率；流量計算模塊根據(jù)所述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率，計算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt，并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值ΛΡ和所述截面含氣率優(yōu)化值GVF_，計算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp由于通過冗余的相分率計檢測管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行精確的測量，滿足油氣田生產(chǎn)計量的要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中濕氣流量測量方案的示意圖。圖2為本實(shí)用新型濕氣流量測量裝置一個實(shí)施例的示意圖。圖3為本實(shí)用新型濕氣流量測量裝置另一實(shí)施例的示意圖。圖4為本實(shí)用新型濕氣流量測量裝置水平安裝一個實(shí)施例的示意圖。圖5為本實(shí)用新型濕氣流量測量裝置垂直安裝一個實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說明本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。圖2為本實(shí)用新型濕氣流量測量裝置一個實(shí)施例的示意圖。如圖2所示,該實(shí)施方式的濕氣流量測量裝置包括管道201、差壓式流量測量器件202、至少兩個相分率計203、和流量計算模塊204。其中差壓式流量測量器件202和所述至少兩個相分率計203分別安裝在管道201上，流量計算模塊204分別與所述至少兩個相分率計203和差壓式流量測量器件202連接。其中差壓式流量測量器件202測量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ;所述至少兩個相分率計203分別測量管道中濕氣的截面含氣率；流量計算模塊204根據(jù)所述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率，計算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值Λ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計算氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1O根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的濕氣流量測量裝置，通過將差壓式流量測量器件和所述至少兩個相分率計分別安裝在管道上，流量計算模塊分別與所述至少兩個相分率計和差壓式流量測量器件連接。差壓式流量測量器件測量管道中濕氣的總流量壓差值Λ P ;所述至少兩個相分率計分別測量管道中濕氣的截面含氣率；流量計算模塊根據(jù)所述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率，計算截面含氣率優(yōu)化值GVF_，并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值Λ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVF_，計算氣體積流量率Qg和液體積流量率％。由于通過冗余的相分率計檢測管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行精確的測量，滿足油氣田生產(chǎn)計量的要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。優(yōu)選的，所述至少兩個相分率計的軸線分別與管道的軸向相交且垂直。由于每個相分率計的軸線分別與管道的軸向相交且垂直，因此能夠進(jìn)一步確保測量結(jié)果的精度。優(yōu)選的，所述至少兩個相分率計可安裝在管道的同一橫截面上，也可安裝在管道的不同橫截面上。優(yōu)選的，流量計算模塊204可采用下列方式計算氣體積流量率Qg和液體積流量率
Q1O首先，根據(jù)所述截面含氣率優(yōu)化值GVF_，計算濕氣的混合密度P mix。例如，可利用公式P mix= P gasGVFopt+ p Iiguid(I-GVFopt)·計算濕氣的混合密度P mix，其中P gas為氣體密度，P liquid為液體密度。其次，根據(jù)濕氣的總流量壓差值ΛΡ以及濕氣的混合密度Pmix，計算濕氣的總體積流量率Q。例如，可利用公式
IΔΡO(jiān) = K I—
V Pmix計算濕氣的總體積流量率Q，其中參數(shù)K為系統(tǒng)參數(shù)。最后，根據(jù)總體積流量率Q和截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp例如，可利用公式Qg = QXGVFopt計算氣體積流量率Qg ;利用公式Q1 = QX (I -GVFopt)計算液體積流量率Qp本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解的是，上述具體方式僅為一種示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用其它可替換的方式進(jìn)行計算。流量計算模塊204可利用求平均值的方法，通過對上述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率求平均，來計算截面含氣率優(yōu)化值GVF_。例如，可使用計算算術(shù)平均值、幾何平均值、均方根平均值、加權(quán)平均值等方法進(jìn)行計算。優(yōu)選的，流量計算模塊204可以采用下面的方式來計算截面含氣率優(yōu)化值GVF_。首先，流量計算模塊204計算每個相分率計203測量的截面含氣率Xi的短期局部可靠度函數(shù)FO，F(xiàn) (Xi) =D (Xi) =E ([Xi-E (Xi) ]2)，[0043]其中Xi表示第i個相分率計測量的截面含氣率的時間序列，I ^ i ^ N, N為相分率計的個數(shù)，DO為方差函數(shù)，E O為期望函數(shù)。其次，流量計算模塊204為每個相分率計測量的截面含氣率Xi構(gòu)造長期整體可靠度函數(shù)LFO，其中
權(quán)利要求1.一種濕氣流量測量裝置，其特征在于，包括管道、差壓式流量測量器件、至少兩個相分率計、和流量計算模塊，其中差壓式流量測量器件和所述至少兩個相分率計分別安裝在管道上，流量計算模塊分別與所述至少兩個相分率計和差壓式流量測量器件連接，其中:差壓式流量測量器件測量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ ;所述至少兩個相分率計分別測量管道中濕氣的截面含氣率；流量計算模塊根據(jù)所述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率，計算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值△ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個相分率計的軸線與管道的軸向相交且垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，濕氣流量測量裝置還包括對氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行滑差修正的滑差修正模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個相分率計安裝在管道的同一橫截面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個相分率計安裝在管道的不同橫截面上。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種濕氣流量測量裝置，其通過將差壓式流量測量器件和所述至少兩個相分率計分別安裝在管道上，流量計算模塊分別與所述至少兩個相分率計和差壓式流量測量器件連接。差壓式流量測量器件測量管道中濕氣的總流量壓差值；所述至少兩個相分率計分別測量管道中濕氣的截面含氣率；流量計算模塊根據(jù)所述至少兩個相分率計分別測量的截面含氣率，計算截面含氣率優(yōu)化值，并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值和所述截面含氣率優(yōu)化值，計算氣體積流量率和液體積流量率。由于通過冗余的相分率計檢測管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對氣體積流量率和液體積流量率進(jìn)行精確的測量，滿足油氣田生產(chǎn)計量要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。
文檔編號G01F5/00GK202748069SQ20122036053
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者陳繼革 申請人:蘭州海默科技股份有限公司