專利名稱：氣、液兩相流量測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于流量的測量領域，特別是涉及一種氣液兩相混合流體流量測量裝置。
背景技術：
多相流在石油工業中是十分普遍的現象，在油井的產液中，除了油氣之外還伴隨有水、砂、蠟，許多油田為了合理開采原油，在含水率達到±90％以上時仍能夠經濟生產，管理者需要監控油田中每一口油井的產量，并根據需要確定了流量計單相份額的范圍和精度要求。目前，雖然已經研制出了商業流量計，但在眾多的流量計產品和計量方法之中，盡管結構不同，但測量方式、原理很多，準確度、適用范圍和成本間的差異都很大，而且基本上都是測量單一的介質。現有國內幾家成熟的二相流(如氣、液混合流量)、三相流(如氣、油、水混合流量)生產企業的產品是使用測試分離器，缺點是占用生產平臺有限空間大，維護量大，并且監控一口井要花費很長時間，測試分離器不能連續監控油井的動態。另外，市場上成熟的管道式多相流量計價格十分昂貴，每臺都在十幾至幾十萬元。

發明內容
本發明提供一種氣、液兩相流量測量裝置能克服上述缺點，尤其適用于油田單井油-氣兩相流測量，以及油田注汽干度質量流量的測量。該裝置包括壓力變送器、過濾器、流量計、90°彎頭、差壓變送器、溫度傳感器和氣液兩相流量積算儀，主管路兩端出入口附近通過旁通管路連接在一起，在主管路兩端出入口附近和旁通管路中部設置有截止閥，主管路水平直管段由截止閥、壓力變送器、過濾器和流量計串聯構成，并通過90°彎頭與垂直直管段串聯，在垂直直管段上設置兩個安裝差壓變送器導壓管的距離為定值的孔眼，垂直直管段與溫度傳感器和截止閥串聯，氣液兩相流量積算儀通過線路分別與壓力變送器、流量計、差壓變送器和溫度傳感器連接，該裝置中的流量計可以是節流式、容積式、彎管式或質量式流量計。
當氣液兩相流量流入整個裝置時，首先通過過濾器對流體進行過濾，過濾后的流體經過流量計得到兩相流的工況流量Q，再經過連接兩個導壓管距離為定值的孔眼的差壓變送器垂直直管段進行密度測量，計算公式如下ΔP＝lρg，由此公式導出ρ＝ΔP/lg。
式中l-定高、ΔP-定高差壓、g-當地重力加速度、ρ-兩相流體密度。
液體的百分含量為A＝Kρ％，則氣體百分比為A1＝K′(1-A)％，K為含液量修正系數，K′為含氣量修正系數。得出兩相流體中的純液量Q液＝K1QA％，其中K1為液體流量修正系數，純氣量(工況)為Q氣＝K2Q(1-A)％，其中K2為氣體流量修正系數，Q為氣液混合流量。
氣液兩相流量積算儀把來自流量、壓力變送器、差壓變送器以及溫度傳感器的信號采集上來后對這些參數進行演算。其中氣量演算要由工作狀態流量Q氣、壓力、溫度經過氣態方程運算轉換成標準狀態氣體流量(單位；Nm3/h)，如是天然氣還可進行壓縮因子的修正，并輸入真實相對密度進行補償。流量積算儀可同時顯示工作狀態氣液混合流量、純液量的瞬時和累計量、純氣量的瞬時和累計量以及工作狀態下單位體積的氣液百分含量。該裝置可以分別計量出管線內氣液混合流體中氣液兩相的流量，且計量過程與混合流體的流動狀態無關，氣流量精度為15～20％，液流量精度為10～15％，儀表系數僅與管道的管徑有關，只需在一種典型介質中校驗而適用于各種介質，并具有設備結構簡單、成本低、易于制造、可靠性高、維護量少等優點，宜于在工業上尤其在石油工業上推廣應用。
四

圖1是本發明氣、液兩相流量測量裝置的結構示意圖。
五具體實施例方式
下面結合附圖1對本發明氣、液兩相流量測量裝置的安裝和使用做進一步的說明，該裝置是成套安裝，包括壓力變送器3、過濾器2、流量計4、90°彎頭12、差壓變送器10、溫度傳感器11和氣液兩相流量積算儀7，壓力變送器3和溫度傳感器11主要是測量介質壓力和溫度，用于補償被測介質氣體由工況狀態流量轉換為標準狀態流量，當介質是常溫或測量飽和蒸汽和蒸汽干度時，溫度設為定值或可省略溫度傳感器11。如介質壓力為恒定時也可省略壓力變送器3。壓力變送器3應該安裝在流量計4前，溫度傳感器11安裝在流量計4后，也可以在整個裝置管路的不同位置安裝，流量計4既可安裝在水平直管段13上也可安裝在垂直直管段5上，但差壓變送器10一定要安裝在垂直直管段5上。主管路兩端出入口附近通過旁通管路8連接在一起，在主管路兩端出入口附近和旁通管路8中部設置有截止閥1、6和9，主管路水平直管段13串聯有截止閥1、壓力變送器3、過濾器2和流量計4，并通過90°彎頭12與垂直直管段5串聯，在垂直直管段5上安裝有兩個導壓管孔眼間距離為定值的差壓變送器10，垂直直管段5與溫度傳感器11和截止閥6串聯，氣液兩相流量積算儀7通過線路分別與壓力變送器3、流量計4、差壓變送器10和溫度傳感器11連接，該裝置中的流量計4可以是節流式、容積式或質量式流量計。該裝置最理想的安裝方式為介質流量由水平方向進入主管路，依次通過截止閥1、水平直管段13的壓力變送器3、過濾器2、流量計4，經90°彎頭12轉向向上進入垂直直管段5、溫度傳感器11、截止閥6，然后再垂直向上流出。如需斷流檢查與清洗傳感器，可設置旁通管路8。旁通管路8一頭與主管路入口三通相連，另一頭與主管路出口三通相連。旁通管路8中有一截止閥9，當氣液兩相流量裝置正常工作時，旁通管路8關閉，當測量裝置有異常情況或需要維護校驗時，打開截止閥9，同時關閉截止閥1和6。
權利要求
1.氣、液兩相流量測量裝置，包括壓力變送器(3)、流量計(4)、90°彎頭(12)、差壓變送器(10)和氣液兩相流量積算儀(7)，其特征是主管路水平直管段(13)由壓力變送器(3)與流量計(4)串聯構成，并通過90°彎頭(12)與垂直直管段(5)串聯，在垂直直管段(5)上安裝有差壓變送器(10)，氣液兩相流量積算儀(7)通過線路分別與壓力變送器(3)、流量計(4)和差壓變送器(10)連接。
2.根據權利要求1所述的氣、液兩相流量測量裝置，其特征是在垂直直管段(5)上設置兩個安裝差壓變送器(10)導壓管的距離為定值的孔眼。
3.根據權利要求2所述的氣、液兩相流量測量裝置，其特征是主管路兩端出入口附近通過旁通管路(8)連接在一起，在主管路兩端出入口附近分別設置有截止閥(1)和(6)，同時在旁通管路中部設置有截止閥(9)。
4.根據權利要求3所述的氣、液兩相流量測量裝置，其特征是垂直直管段(5)與溫度傳感器(11)串聯，溫度傳感器(11)通過線路與氣液兩相流量積算儀(7)連接。
5.根據權利要求3所述的氣、液兩相流量測量裝置，其特征是在水平直管段(13)上過濾器(2)與壓力變送器(3)或流量計(4)串聯。
6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的氣、液兩相流量測量裝置，其特征是流量計(4)可以是節流式或容積式或質量式流量計。
全文摘要
本發明氣、液兩相流量測量裝置屬于流量的測量領域，包括壓力變送器、過濾器、流量計、90°彎頭、差壓變送器、溫度傳感器和氣液兩相流量計算儀，主管路兩端出入口附近通過旁通管路連接在一起，在主管路兩端出入口附近和旁通管路中部設置有截止閥，主管路水平直管段由截止閥、壓力變送器、過濾器和流量計串聯構成，并通過90°彎頭與垂直直管段串聯，在垂直直管段上安裝有差壓變送器，垂直直管段與溫度傳感器和截止閥串聯，氣液兩相流量計算儀通過線路分別與變送器、流量計、差壓變送器和溫度傳感器連接，該裝置具有設備結構簡單、成本低、易于制造、可靠性高、維護量少等優點，適用于油田單井油、氣兩相流測量，宜于在石油工業上推廣應用。
文檔編號G01F1/34GK1609563SQ20041009772
公開日2005年4月27日 申請日期2004年11月25日 優先權日2004年11月25日
發明者盧玖慶 申請人:盧玖慶