專利名稱：兩相液體流量測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流量測(cè)試設(shè)備，它廣泛使用在工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室的液體流量計(jì)量中，尤其在石油化工領(lǐng)域中，應(yīng)用更為廣泛。
隨著石油化工工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，液體流量測(cè)試在石油開采、科學(xué)試驗(yàn)及油量計(jì)量本身都廣為采用，尤其大型采油的單井動(dòng)態(tài)油量測(cè)量，是直接對(duì)地層液體變化過程及狀態(tài)洞察和分析的一種科學(xué)手段，通過測(cè)試結(jié)果，指導(dǎo)和修改工藝方案，改變開采方法、設(shè)備及工作制度等等，對(duì)油田進(jìn)行有計(jì)劃地、合理地利用，提高開采的經(jīng)濟(jì)效益。
眾所周知，長(zhǎng)期以來石油開采的單井計(jì)量，通常是按注入一定容積液量所需時(shí)間或一定時(shí)間注入容器的液量測(cè)出，計(jì)算出油井含油比率和單井原油產(chǎn)量等，按照上述方法設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、成本低廉，但是仍然存在著一些不可彌補(bǔ)的缺陷如下1)測(cè)量間隔過大，譬如大型設(shè)備(單井產(chǎn)量液體計(jì)量)需要幾小時(shí)測(cè)試一次，小型實(shí)驗(yàn)測(cè)試，就熟練的操作人員而言，也需要幾分鐘完成一個(gè)點(diǎn)測(cè)試，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2)測(cè)量精度差，對(duì)大型測(cè)試誤差達(dá)幾升至十幾升／小時(shí)，對(duì)小型科學(xué)試驗(yàn)測(cè)試誤差也達(dá)幾毫升／分鐘。
3)乳化態(tài)混合流體存在不易區(qū)分二相液體分界面，測(cè)量困難。
常見的幾種現(xiàn)有的液體流量測(cè)試儀敘述如下1)先讀出混合的二相液體注入一已知容積的容器內(nèi)所需時(shí)間，一般靠操作人員，從容器外的玻璃液位管，目視觀察是否充滿或是否全部排出；與此同時(shí)，又取上述混合液樣品作其中一相液體含量分析，按上述兩份液量所得數(shù)據(jù)綜合計(jì)算，得出混合液總量(單位時(shí)間)和其中一相液量。其缺點(diǎn)在于必須是在間隔取樣條件下測(cè)試，不能反應(yīng)出二相液體各自含量比率的動(dòng)態(tài)連續(xù)變化過程，另外，這種以一容器和一玻璃液位管為主體的測(cè)試儀，靠操作人員目視帶來偶然誤差是不可避免的。
2)讓所測(cè)混合的二相液體流經(jīng)管壁帶有刻度的豎直透明管，按予先規(guī)定的時(shí)間間隔，目視觀察二相液體分界面變化值，計(jì)算出一相液量，當(dāng)然另一相液量也可知。如果能不斷地讀出分界面的變化值，可以較接近動(dòng)態(tài)連續(xù)測(cè)量。其缺點(diǎn)在于總液量必須是恒定流量、二相液體混合呈乳化液存在時(shí)無法觀察，同時(shí)以管壁帶有刻度的豎直透明管為主體的測(cè)試儀也還存在目視誤差。
3)將以上兩種目視觀察的測(cè)試儀，附加一種計(jì)量液位和時(shí)間的組合裝置，譬如按電容器原理和電極原理，在測(cè)量的玻璃液位管中，設(shè)置一定間隔的平板電容，當(dāng)一種液體被另一種液體所替換后，由于平板電容間電介質(zhì)改變(油井中的水含鹽)，若裝上電極、連接成回路，于是電路會(huì)產(chǎn)生一信號(hào)，通過判斷液面位置計(jì)算進(jìn)入容器的總體體積，但是還需要將流體樣品測(cè)出一相比率后，再根據(jù)以上兩種測(cè)試儀得出的“總量”，計(jì)算出二相液體各自的液量，盡管如此，也不可能進(jìn)行實(shí)時(shí)二相液體各自液量或變化率的監(jiān)測(cè)。
鑒此，本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有的測(cè)試儀存在的缺陷，按本實(shí)用新型提出的一種新的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量方法，設(shè)計(jì)出一種同時(shí)直接測(cè)出一相液量和兩相液體總量動(dòng)態(tài)變化的新型測(cè)試儀。同時(shí)提高了測(cè)量精度、降低測(cè)量成本。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型包括盛液容器(11)、進(jìn)液管(7)、排液管(6)，其特征在于油量天平(10)、懸掛在油量天平下的懸掛器(5)，底部開口、頂部連接懸掛器且懸置在盛液容器中間的集油容器(4)，連接在盛液容器頂部的縮頸管(1)，總液量天平(9)，置于總液量天平上的稱液容器(12)，連通盛液容器和稱液容器的無虹吸溢流管(2)，置于集油容器內(nèi)且在進(jìn)液管上面的沖量擴(kuò)散板(3)，插入盛液容器中的熱電偶(8)，排油管(6)和進(jìn)液管(7)伸入集油容器(4)內(nèi)，但相互不接觸。
本實(shí)用新型的一種液體流量測(cè)試儀的其它特征在于無虹吸溢流管(2)具有向上部分開口的明渠式結(jié)構(gòu)、內(nèi)壁對(duì)較重密度相液體不親潤(rùn)，且其管內(nèi)徑小于進(jìn)液管(7)內(nèi)徑。
本實(shí)用新型的一種液體流量測(cè)試儀的其它特征在于縮頸管(1)的縮頸部分長(zhǎng)度大于無虹吸溢流管(2)所需毛管力相應(yīng)的液柱變化高度A－B為準(zhǔn)。


圖1是本實(shí)用新型的兩相液體流量測(cè)試儀的一個(gè)典型實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖。
下面參照?qǐng)D1闡述本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例如下予先將容器(11)充滿水(ρw)，容器(4)排氣并充入適量較輕一相液體液面達(dá)到將管(7)出口淹沒即可，從進(jìn)液管(7)進(jìn)入適量的水(ρw)到盛液容器(11)內(nèi)，使液位達(dá)到縮頸管(1)的A線位置，集油容器(4)上面的氣體由排液管(6)排出。然后在△t時(shí)間變化中，從進(jìn)液管(7)進(jìn)入一定量待測(cè)油水混合液(△Vo＋w)到集油容器(4)內(nèi)，沖量擴(kuò)散板(3)擋住沖擊的混合液，使之平穩(wěn)地?cái)U(kuò)散。此時(shí)，由于液位已在縮頸管(1)的A線位置，與進(jìn)入的油水混合液(△Vo)等量的水則會(huì)從無虹吸溢流管(2)流出而進(jìn)入置于總液量天平(9)上的稱液容器(12)內(nèi)，即測(cè)出△t時(shí)間內(nèi)進(jìn)入盛液容器(11)內(nèi)的混合液總液量。同時(shí)油在密度差作用下聚集在集油容器(4)內(nèi)的頂部，其體積增量為△Vo，產(chǎn)生的浮力變化△F，即為懸掛器(5)上力的變化，通過油量天平(10)測(cè)出。在盛液容器(11)內(nèi)設(shè)置熱電偶(8)可監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，以便可將△ρ也做為變量處理。排液管用于排除集油容器(4)內(nèi)的氣體，測(cè)量結(jié)束后又用于排出被測(cè)油水混合液，測(cè)試過程中，為防止進(jìn)入的油超過集油容器(4)容積，可以恒定已知速度連續(xù)排液，從而使測(cè)試可以不受限制地?zé)o限延長(zhǎng)繼續(xù)下去，直至結(jié)束。懸掛器(5)在敞開式中是由細(xì)而長(zhǎng)的鋼絲，在高壓閉式中是裝于桿狀部件上的力傳感器測(cè)出力的變化。這種新型的液體流量測(cè)試儀，對(duì)油分辨率在油密度為0.99，水密度為1的情況下為0.1立方厘米，對(duì)水分辨率直接取決于所用天平精度，誤差±1％(即電子天平的誤差)。當(dāng)兩相液體密度差越大時(shí)分辨率越高。
所以，本實(shí)用新型的測(cè)量?jī)x具有動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)性能，從而能直接對(duì)油層混合液體變化過程和狀態(tài)進(jìn)行全面分析，制定合理的開采工藝方案，對(duì)油田進(jìn)行合理地利用，提高開采的綜合經(jīng)濟(jì)效益，此外，該儀器本身結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，所需成本低，測(cè)量精度還很高，是一種極為有價(jià)值的流量計(jì)量?jī)x器。
權(quán)利要求1.一種兩相液體流量測(cè)試儀包括盛液容器(11)、進(jìn)液管(7)、排液管(6)，其特征在于油量天平(10)、懸掛在油量天平下的懸掛器(5)，底部開口、頂部連接懸掛器且懸置在盛液容器中間的集油容器(4)，連接在盛液容器頂部的縮頸管(1)，總液量天平(9)，置于總液量天平上的稱液容器(12)，連通盛液容器和稱液容器的無虹吸溢流管(2)，置于集油容器內(nèi)且在進(jìn)液管上面的沖量擴(kuò)散板(3)，插入盛液容器中的熱電偶(8)，排液管(6)和進(jìn)液管(7)伸入集油容器(4)內(nèi)，但相互不接觸。
2.按權(quán)利要求1所述的一種兩相液體流量測(cè)試儀，其特征在于無虹吸溢流管(2)具有向上部分開口的明渠式結(jié)構(gòu)、內(nèi)壁對(duì)較重密度相液體不親潤(rùn)，且其管內(nèi)徑小于進(jìn)液管(7)內(nèi)徑。
3.按權(quán)利要求1所述的一種兩相液體流量測(cè)試儀，其特征在于縮頸管(1)的縮頸部分長(zhǎng)度大于無虹吸溢流管(2)所需毛管力相應(yīng)的液柱變化高度A－B為準(zhǔn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種流量測(cè)試設(shè)備，它廣泛使用在工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室液體流量計(jì)量中，尤其在石油化工領(lǐng)域中。本實(shí)用新型的測(cè)試儀具有底部開口、頂部連接懸掛器且懸置在盛液容器中間的集油容器，只要把欲測(cè)混合二相液體，在△t時(shí)間變化中，經(jīng)進(jìn)液管注入集油容器，便可同時(shí)測(cè)出△t時(shí)間內(nèi)一相液量和兩相液體總量動(dòng)態(tài)變化，從而直接對(duì)油層混合液體變化過程進(jìn)行分析，制定合理的開采工藝方案。該測(cè)試儀是一種測(cè)量精度高、成本低的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量?jī)x。
文檔編號(hào)G01F1/86GK2086889SQ9022595
公開日1991年10月16日 申請(qǐng)日期1990年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月19日
發(fā)明者王建設(shè), 華伯咸, 郭慕常 申請(qǐng)人:石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院熱力采油研究所, 上海市離心機(jī)械研究所