專(zhuān)利名稱(chēng)：分流分相式兩相流體流量測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及一種管道內(nèi)氣液兩相流體流最及組份的測(cè)量方法。
在油田熱采中，注入油井內(nèi)的蒸汽為蒸汽-水兩相流體混合物，采油工藝上要求準(zhǔn)確計(jì)量和控制注入每口井的蒸汽流量和組份，同時(shí)也需要檢測(cè)和合理分配注汽管網(wǎng)中各支管的蒸汽流量及組份。在采油和輸油管中一般為天然氣-油水混合物，油氣產(chǎn)量的計(jì)量和輸油管的檢測(cè)都需要兩相流體流量計(jì)。另外在其它工業(yè)和民用管道中也常常出現(xiàn)各種氣液兩相流體的流動(dòng)工況，只有使用兩相流體流量計(jì)才能準(zhǔn)確計(jì)量其流量及組份。
林宗虎在《氣液固多相流測(cè)量》(中國(guó)計(jì)量出版社，1988年)一書(shū)第三章、第四章和第六章第三、四、五節(jié)中，總結(jié)了各種兩相流體流量及組份測(cè)量方法。這些方法都將測(cè)量?jī)x表直接置于兩相流體中進(jìn)行測(cè)量。R Thom“Recent developments in three-phase flowmeasurement”(Measurement Science&Technology,Vol8,No7,1997,pp691-701)一文中，綜述了各種氣-油水混合物測(cè)量方法的最新進(jìn)展。同樣，這些方法也都將測(cè)量?jī)x表直接置于兩相流體中進(jìn)行測(cè)量。由于兩相流體的一個(gè)顯著特征是流動(dòng)具有強(qiáng)烈的波動(dòng)性，并且隨著兩相流體組份的變化，流型也在不斷地變化。因此，直接工作在兩相流體中的儀表，其輸出信號(hào)的質(zhì)量普遍較差，波動(dòng)性大，測(cè)量精度低，測(cè)量范圍小。
解決這一問(wèn)題的常規(guī)做法是，首先采用分離器將兩相流體分離成單相氣體和單相液體，然后分別用單相流量計(jì)計(jì)量。林宗虎在《氣液固多相流測(cè)量》(中國(guó)計(jì)量出版社，1988年)一書(shū)第六章第六節(jié)介紹了這種方法。但是它的最大缺點(diǎn)是分離器的體積過(guò)于龐大，造價(jià)高，阻力大。因而不宜做成儀表廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種分流分相式兩相流體流量測(cè)量方法。采用這種方法既可以使兩相流體的計(jì)量轉(zhuǎn)化成單相流體的計(jì)量，同時(shí)又不使分離器的體積過(guò)大，以便于做成儀表成廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明通過(guò)分流分相的方法，首先通過(guò)分配器成比例地分流出一部分兩相流體，接著使用分離器將這部分兩相流體分離成單相氣體和單相液體，然后分別用單相氣體流量計(jì)和單相液體流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量并根據(jù)比例關(guān)系換算成被測(cè)兩相流體的流量及組份，最后再分別將這部分單相氣體和單相液體返回兩相流體的流動(dòng)管道中。


圖1是本發(fā)明的測(cè)量方法示意圖。
圖2是發(fā)明主題的一種簡(jiǎn)化方法示意圖。
圖3是發(fā)明主題的另一種簡(jiǎn)化方法示意圖。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1、圖2、圖3，對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)闡述。在圖1中，1表示被測(cè)兩相流體的流動(dòng)管道。2表示分配器。被測(cè)兩相流體首先進(jìn)入分配器，在分配器內(nèi)兩相流體被分成若干份(5～50份)，每一份都單獨(dú)地占有一個(gè)互不相通的空間單元，并且保證每一單元內(nèi)的流量和組份都相同；流過(guò)分配器后緊接著進(jìn)行分流，選擇分配器中的少數(shù)單元通向分離器3，其余仍通向管道1；在分離器中，所選單元內(nèi)的兩相流體被分離成單相氣體和單相液體；單相氣體通過(guò)氣體測(cè)量管道4進(jìn)入氣體流量計(jì)5進(jìn)行計(jì)量；單相液體通過(guò)液體測(cè)量管道6進(jìn)入液體流量計(jì)7進(jìn)行計(jì)量；經(jīng)過(guò)計(jì)量后的單相氣體和單相液體分別返回管道1中。最后，根據(jù)比例關(guān)系將氣體流量計(jì)和液體流量計(jì)的讀數(shù)換算成被測(cè)兩相流體的流量及組份。8表示阻力件。比例關(guān)系的特性取決于阻力件的特性和通向分離器的單元數(shù)目。
在圖2中，1表示被測(cè)兩相流體的流動(dòng)管道，9表示分流分離器，它是分配器和分離器的合并體。通過(guò)分流分離器可以從被測(cè)兩相流體中分出一部分單相氣體，這部分單相氣體經(jīng)過(guò)氣體測(cè)量管道4進(jìn)入氣體流量計(jì)5進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量后的單相氣體返回管道1中。最后，根據(jù)比例關(guān)系將氣體流量計(jì)的讀數(shù)換算成被測(cè)兩相流體的流量或組份。8表示阻力件，它的特性決定了比例關(guān)系的特性。該方法是一種簡(jiǎn)化方案，適用于兩相流體中流量或組份其中一個(gè)參數(shù)為已知并且含氣量相對(duì)較高的場(chǎng)合。
在圖3中，1表示被測(cè)兩相流體的流動(dòng)管道，9表示分流分離器，它是分配器和分離器的合并體。與圖2相對(duì)稱(chēng)，通過(guò)分流分離器可以從被測(cè)兩相流體中分出一部分單相液體，這部分單相液體經(jīng)過(guò)測(cè)量管道6進(jìn)入液體流量計(jì)7進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量后的單相液體返回管道1中。最后，根據(jù)比例關(guān)系將液體流量計(jì)的讀數(shù)換算成被測(cè)兩相流體的流量或組份。8表示阻力件，它的特性決定了比例關(guān)系的特性。該方法也是一種簡(jiǎn)化方案，適用于兩相流體中流量或組份其中一個(gè)參數(shù)為已知并且含氣量相對(duì)較小的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1．分流分相式兩相流體流量測(cè)量方法，其特征為首先通過(guò)分配器成比例地分流出一部分兩相流體，接著使用分離器將這部分兩相流體分離成單相氣體和單相液體，然后分別用單相氣體流量計(jì)和單相液體流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量并根據(jù)比例關(guān)系換算成被測(cè)兩相流體的流量及組份，最后再分別將這部分單相氣體和單相液體返回兩相流體的流動(dòng)管道中。
全文摘要
一種流量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)量方法,首先通過(guò)分配器分流出一部分兩相流體,接著使用分離器將這部分兩相流體分離成單相氣體和單相液體,然后分別用單相氣體流量計(jì)和單相液體流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量并根據(jù)比例關(guān)系換算成被測(cè)兩相流體的流量及組分,最后再分別將這部分單相氣體和單相液體返回兩相流體的流動(dòng)管道中。本方法易于實(shí)現(xiàn),測(cè)量精度高,測(cè)量范圍大。
文檔編號(hào)G01F1/00GK1228528SQ98113068
公開(kāi)日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1998年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月30日
發(fā)明者王棟, 林宗虎 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)