專利名稱：天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油生產(chǎn)的測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法及裝置。
背景技術(shù)：
在天然氣開采過程中，同時開采出的還有水和凝析油，為了確定天然氣的產(chǎn)量，了解地層油氣含量及地層結(jié)構(gòu)的變化，需要對產(chǎn)出的天然氣進行連續(xù)計量，由于天然氣采出過程中，也同時開采出凝析油和水，使得單一的天然氣流量計測量誤差增大，當凝析油和水產(chǎn)出較多時，單一天然氣流量計就無法使用。因此，對天然氣進行計量時，必須考慮凝析油和水的產(chǎn)出，也就是要進行氣液兩相的流量計量。氣體流量計有很多種，如容積式、壓差式、質(zhì)量式、動量式、超聲波等。但是，對于天然氣生產(chǎn)中的流量測量仍然是個難題。測量的困難在于天然氣中帶有不等量的水和凝析油，從而影響天然氣的測量，大多數(shù)天然氣流量計的測量誤差比較大。從體積上來說，即使天然氣中含水的比率很小，可是從質(zhì)量上來說比率就很大，液體的存在使得絕大多數(shù)流量計的測量誤差增大。例如，每日生產(chǎn)5萬方天然氣含有水大約為0.5方，在1.0mpa壓力下，天然氣體積為5000方,和水的體積比是10000:1,而重量比為10:1,這就會影響很多種類流量計的準確計量。有些水是以水滴形態(tài)存在，當水滴沖擊流量計時，會使流量計產(chǎn)生大的測量誤差。大多數(shù)流量計的測量原理中都需要知道天然氣密度，而水和凝析油的存在使天然氣的真實密度產(chǎn)生很大的變化，從而使流量測量產(chǎn)生很大誤差。另外，水滴附著在測量段，改變了測量的流通截面，直接影響流量的精確測量。天然氣中的液體測量也是個難題，凝析油和游離水是伴隨天然氣從地層產(chǎn)出，以及隨生產(chǎn)過程中溫度和壓力降低而變化。在管線中，液體可以貼近壁面作液膜流動，也可以作塊狀流動，這樣的流動形態(tài)使流量測量更加困難。綜上，研究開發(fā)測量精度高、穩(wěn)定可靠的天然氣和液體多相流量計對天然氣生產(chǎn)具有非常重要的意義，可極大地促進天然氣計量技術(shù)的提高，提高天然氣生產(chǎn)開發(fā)管理技術(shù)水平。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法及裝置，其通過在測量管道設(shè)置U型管、倒U型管、流動整流器、文丘里管，同時設(shè)置了壓力、溫度、差壓傳感器以及針閥，采集進口處以及中段的氣液兩相混合物的參數(shù)，最終計算得到氣液兩相混合物中天然氣和凝析油各自的流量參數(shù)。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:—種天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法，具體包括如下步驟:步驟一，在測量管道的進口處設(shè)置與測量管道相連通的U型管；在U型管底部安裝針閥；在U型管所在的測量管道處安裝溫度傳感器和壓力傳感器；步驟二，按照天然氣和凝析油/水的混合物流動的方向，在U形管之后設(shè)置與測量管道相連通的倒U型管，在該倒U型管的上升段按上升方向依次安裝第一流動整流器和第一文丘里管，且第一文丘里管豎直放置；在第一文丘里管上安裝第一差壓傳感器，且第一文丘里管和第一差壓傳感器相連通；步驟三，按照天然氣和凝析油/水的混合物流動的方向，在倒U型管后方的水平段依次安裝第二流動整流器和第二文丘里管，且第二文丘里管水平放置，在第二文丘里管外部安裝第二差壓傳感器；步驟四，將所述溫度傳感器、壓力傳感器、第一差壓傳感器和第二壓差傳感器分別連接單片機，單片機收集各部件傳送的信息，再計算天然氣流量和凝析油/水的流量；單片機的具體計算過程如下:天然氣流量和凝析油/水的氣液兩相混合物的總流量Q (單位，立方米/秒):
權(quán)利要求
1.種天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 步驟一，在測量管道(12)的進口處設(shè)置與測量管道(12)相連通的U型管(I);在U型管(I)底部安裝針閥(2);在U型管(I)所在的測量管道(12)處安裝溫度傳感器(3)和壓力傳感器(4); 步驟二，按照天然氣和凝析 油/水的混合物流動的方向，在U形管(I)之后設(shè)置與測量管道(12)相連通的倒U型管(5)，在該倒U型管(5)的上升段按上升方向依次安裝第一流動整流器(6)和第一文丘里管(7)，且第一文丘里管(7)豎直放置；在第一文丘里管(7)上安裝第一差壓傳感器(8)，且第一文丘里管(7)和第一差壓傳感器(8)相連通； 步驟三，按照天然氣和凝析油/水的混合物流動的方向，在倒U型管(5)后方的水平段依次安裝第二流動整流器(10)和第二文丘里管(9)，且第二文丘里管(9)水平放置，在第二文丘里管(9)外部安裝第二差壓傳感器(11); 步驟四，將所述溫度傳感器(3)、壓力傳感器(4)、第一差壓傳感器(8)、和第二壓差傳感器(11)分別連接單片機，單片機收集各部件傳送的信息，再計算天然氣流量和凝析油/水的流量；單片機的具體計算過程如下: 天然氣流量和凝析油/水的氣液兩相混合物的總流量Q (單位，立方米/秒):
2.權(quán)利要求1所述的天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法，其特征在于，所述U型管(I)的管徑與測量管道(12)的管徑相同，其高度為自身管徑的3 5倍。
3.權(quán)利要求1所述的天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法，其特征在于，所述第一流動整流器(6)為一圓管，其外壁與倒U型管(5)內(nèi)壁焊接為一體，其內(nèi)部空腔由兩端向中間逐步收縮形成兩個圓臺狀，該兩個圓臺之間為圓柱狀；所述第二流動整流器(9)為一圓管，其外壁與測量管道(12)內(nèi)壁焊接為一體，其內(nèi)部空腔由兩端向中間逐步收縮形成兩個圓臺狀，該兩個圓臺之間為圓柱狀。
4.現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法的天然氣和凝析油的氣液兩相流量測量裝置，其特征在于，包括U型管(I)、針閥(2)、溫度傳感器(3)、壓力傳感器(4)、倒U型管(5)、第一流動整流器(6)、第一文丘里管(7)、第一壓差傳感器(8)、第二流動整流器(9)、第二文丘里管(10)、第二壓差傳感器(11和單片機；其中，所述U型管(I)、倒U型管(5)、第二流動整流器(9)、第二文丘里管(10)按照天然氣和凝析油混合物流動的方向依次設(shè)置在測量管道(12)上，且U型管(I)設(shè)置在測量管道(12)的進口處；第二文丘里管(10)水平放置，所述第二壓差傳感器(11)安裝在第二文丘里管(10 )上且兩者相連通；在U型管(I)所處的測量管道(12 )上安裝有所述的壓力傳感器(3)和溫度傳感器(4);所述針閥(2)設(shè)置在U型管(I)的底部；在倒U型管(5)的上升段上按上升方向依次安裝第一流動整流器(6)和第一文丘里管(7)，且第一文丘里管(7)豎直放置；所述第一壓差傳感器(8)安裝在第一文丘里管(7)上且兩者相連通；所述壓力傳感器(3)、溫度傳感器(4)、第一壓差傳感器(8)、第二壓差傳感器(11)分別連接單片機，該單片機連接有無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過無線網(wǎng)絡(luò)與遠端數(shù)據(jù)平臺通信。
5.權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述U型管(I)的管徑與測量管道(12)的管徑相同，其高度為自身管徑的3 5倍。
6.權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一流動整流器(6)為一圓管，其外壁與倒U型管(5)內(nèi)壁焊接為一體 ，其內(nèi)部空腔由兩端向中間逐步收縮形成兩個圓臺狀，該兩個圓臺之間為圓柱狀；所述第二流動整流器(9)為一圓管，其外壁與測量管道(12)內(nèi)壁焊接為一體，其內(nèi)部空腔由兩端向中間逐步收縮形成兩個圓臺狀，該兩個圓臺之間為圓柱狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣和凝析油/水的氣液兩相流量測量方法及裝置設(shè)置U型管、針閥、溫度傳感器和壓力傳感器；在U形管之后設(shè)置倒U型管，在倒U型管上安裝第一流動整流器和第一文丘里管；第一文丘里管上安裝第一差壓傳感器；在倒U型管后方安裝第二流動整流器和第二文丘里管；溫度傳感器、壓力傳感器、第一差壓傳感器和第二壓差傳感器分別連接單片機，單片機收集各部件傳送的信息，再計算天然氣流量和凝析油/水的流量，最后通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與遠端數(shù)據(jù)平臺通信。本發(fā)明有效解決了混合有凝析油的天然氣的流量測量的難題，測量方法合理科學，測量裝置可靠，測量精度高。
文檔編號G01F1/36GK103090913SQ201310014739
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者張彩萍 申請人:北京杰利陽能源設(shè)備制造有限公司