CN101109655A - 气液两相流量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开采设备技术领域，具体涉及一种气液两相流量计。本发明为克服现有技术存在的成本高、操作不方便和价格相对昂贵的问题，提供的技术方案是：一种气液两相流量计，包括文丘里管、倒U型管和传感器，还包括流型整理装置、静态混合器、反向稳定装置和旋进旋涡流量计，所述垂直设置的流型整理装置与进口管道相连，其上端口通过管道与出口管道相连，在管道上设置有旋进旋涡流量计，流型整理装置的下端口通过管道依次接有倒U型管、静态混合器、文丘里管和反向稳定装置，文丘里管上设置有压差传感器；所述反向稳定装置与出口管道相连。本发明操作方便、使用成本低，且结构简单，产品价格低，同时测量精度高。

Description

气液两相流量计

所属技术领域：

本发明涉及油田开采设备技术领域，具体涉及一种气液两相流量计。

背景技术：

油田单井产品的计量一直是油田产品中的重要问题，随着油田开采技术的发展，这一问题越来越重要。传统的解决办法是在油田地面工程中建设大量的计量站，大约每十几口井需建设一个计量站，每口井铺设通往计量站的管线，在计量站上利用分离罐对油井的气量和液量进行计量，每口井计量1～2个小时再折算为全天产量。该方法成本高，操作也不方便。

目前在油田生产过程中，所使用的计量设备中有一种油、气、水三相流量计，例如专利号为“ZL96236320.0”的专利所描述的产品，但由于含水率的计量技术上较为复杂，因此油、气、水三相流量计存在着价格相对昂贵的问题，难以得到普及使用。

发明内容：

本发明要提供一种气液两相流量计，以克服现有技术存在的成本高、操作不方便和价格相对昂贵的问题。

为克服现有技术存在的问题，本发明所提供的技术方案是：一种气液两相流量计，包括文丘里管8、倒U型管11和传感器，其特殊之处在于，还包括流型整理装置2、静态混合器10、反向稳定装置7和旋进旋涡流量计5，所述垂直设置的流型整理装置2与进口管道1相连，其上端口通过管道与出口管道6相连，在管道上设置有旋进旋涡流量计5，流型整理装置1的下端口通过管道依次接有倒U型管11、静态混合器10、文丘里管8和反向稳定装置7，文丘里管8上设置有压差传感器9；所述反向稳定装置7与出口管道6相连。

上述流型整理装置2与旋进旋涡流量计5之间的管道上还设置有温度传感器3和压力传感器4；在倒U型管上设置有压差传感器9。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、使用成本低：无需在现场根据工况的不同进行经验修正，极大方便了现场使用者，操作方便，使用成本低。

2、产品价格低：本发明从所完成的功能考虑去掉了含水率的测量系统，使其针对性地满足测量气量和液量的要求，因此产品结构简单，价格低。

3、测量精度高：由于大部分气体经流型整理装置分离后再计量，大大提高了计量精度，避免了在大气量时由于气、液流速的差异所带来的误差。

附图说明：

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细地说明。

参见附图，本发明包括文丘里管8、倒U型管11、流型整理装置2、静态混合器10、反向稳定装置7和旋进旋涡流量计5。所说的垂直设置的流型整理装置2与进口管道1相连，其上端口通过管道与出口管道6相连，在管道上设置有旋进旋涡流量计5，流型整理装置1的下端口通过管道依次接有倒U型管11、静态混合器10、文丘里管8和反向稳定装置7，文丘里管8上设置有压差传感器9；所述反向稳定装置7与出口管道6相连。在流型整理装置2与旋进旋涡流量计5之间的管道上还设置有温度传感器3和压力传感器4；在倒U型管上设置有压差传感器9。

本发明的工作过程是：流体先经过流型整理装置，把大部分气体分出，经旋进旋涡流量计测量，液体和少部分气体经倒U型管测气、液比，经静态混合器混合均匀，再经过文丘里管测总流量Q总。这样就取得了所需要的必要的计算参数。

所使用的计算公式是：

式中ΔP₂为文丘里管压差

ρ_m为混和物密度

在流体流经倒U型管上升段时测量比段的压差ΔP₁，此压差由以下部分组成：

ΔP₁＝ρ_mgh+ΔP_f

ρ_m__混和物密度

h__两取压点之间的高度差

ΔP_f__流动阻力

其中ΔP_f可根据流体力学原理估算出来，由于ΔP_f较小(通常在几十Pa)，ΔP₁较大(通常为几KPa)估算带来的误差对最终结果影响可忽略，即可求出ρ_m

ρ_m＝(ΔP₁-ΔP_f)/gh

而同时

ρ_m＝αQρ_g+(1-α)QHρ_w+(1-α)Q(1-H)ρ_o

其中α__含气率

H__含水率(已知)

ρ_g__气体密度(已知)

ρ_w__水密度(已知)

ρ_o__油密度(已知)

Q__总流体(由文丘里管测出)

因而求出α，从而求出气体流量Q_g  Q_g＝α_Q

气体总流量Q_g总＝αQ+Q_g表

Q_g表为旋进旋涡流量计所测气量

液体流量为 $Q_e=Q\×\frac{{\mathrm{\ρ}}_m}{{\mathrm{\ρ}}_l}$

ρ_l＝Hρ_w+(1-H)ρ_o

式中ρ_l__液体密度

Claims (2)

1.一种气液两相流量计，包括文丘里管(8)、倒U型管(11)和传感器，其特征在于：还包括流型整理装置(2)、静态混合器(10)、反向稳定装置(7)和旋进旋涡流量计(5)，所述垂直设置的流型整理装置(2)与进口管道(1)相连，其上端口通过管道与出口管道(6)相连，在管道上设置有旋进旋涡流量计(5)，流型整理装置(1)的下端口通过管道依次接有倒U型管(11)、静态混合器(10)、文丘里管(8)和反向稳定装置(7)，文丘里管(8)上设置有压差传感器(9)；所述反向稳定装置(7)与出口管道(6)相连。

2.根据权利要求1所述的气液两相流量计，其特征在于：所述流型整理装置(2)与旋进旋涡流量计(5)之间的管道上还设置有温度传感器(3)和压力传感器(4)；在倒U型管上设置有压差传感器(9)。

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