CN112682697A - 多相流混输的控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多相流混输的控制方法及其系统，通过设定预设换向条件，使控制系统在多相流混输机构达到换向条件时，控制换向机构换向，以改变液体在多相流混输机构中的第一罐体和第二罐体之间的流向，换向机构能在合适的时机进行换向，换向频率可以被调整在合适的范围内。避免了因为换向机构的换向时机不适当，使空气进入换向机构，或者换向机构换向太频繁导致的换向机构易发生损坏的问题，提高了设备的安全性和可靠性。

Description

多相流混输的控制方法及其系统

技术领域

本申请涉及油气混输技术领域，具体涉及一种多相流混输的控制方法及其系统。

背景技术

原油产出物主要是油、水、气的混合物，同时还含有少量的泥沙，是一种多相混合物。油田油气采输的传统工艺是先将油、气、水分离，再用油泵、水泵、压缩机分别输送，工艺流程复杂，成本较高且设备较难维护。

多相流混输技术通常采用多相流混输泵，或者采用输液泵和气体压缩机的方式进行多相混合物的分开输送，然而，在多相流混输过程中，通常存在气体输送、液体输送和气液混输三种流体形态的连续输送的情形，为此，具有既可实现真空泵又可实现压缩机功能的新型多相流混输装置应运而生。通常，该新型多相流混输装置包括两个容器以及连接两个容器的换向机构，利用该换向机构实现对两个容器中液体循环往复流动，然而，两个容器中液体循环往复过程中需要频繁切换换向机构，换向机构中容易进入空气而容易导致换向机构的损坏，并降低安全性。

发明内容

本申请提供一种多相流混输的控制方法及其系统，通过设置换向机构的换向时机，以解决换向机构频繁切换过程中容易进入空气而导致换向机构的损坏并降低安全性的技术问题。

第一方面，本申请提供一种多相流混输的控制方法，包括：

提供用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，所述多相流混输机构具有第一罐体、第二罐体以及驱动所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间循环往复流动的换向机构；

获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向；

判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

进一步地，获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向的步骤，包括：

启动所述换向机构中的动力泵，所述动力泵通过正向流管线组和反向流管线组连接所述第一罐体和所述第二罐体；

检测所述正向流管线组和所述反向流管线组的开启和关闭状态；

当所述正向流管线组处于开启状态以及所述反向流管线组处于关闭状态，所述当前液体流向则为从所述第一罐体流向所述第二罐体，反之，所述当前液体流向为从所述第二罐体流向所述第一罐体。

进一步地，所述判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体、和或者所述第二罐体中流体的参数是否在预设范围内，若在预设范围内，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

进一步地，所述检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体、和或者所述第二罐体中流体的参数是否在预设范围内，若在预设范围内，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否达到预设液位线，若达到所述预设液位线，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

进一步地，所述检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否达到预设液位线的步骤包括：

设定所述预设液位线，且所述预设液位线不低于所述正向流管线组于所述第一罐体的入口以及所述反向流管线组于所述第二罐体的入口；

实时获取所述第一罐体或者所述第二罐体于所述当前液体流向过程中的液位高度，并将所述液位高度与所述预设液位线进行比较计算。

进一步地，所述液位线的位置等于所述正向流管线组于所述第一罐体的入口的位置；和/或，

所述液位线的位置等于所述反向流管线组于所述第二罐体的入口。

进一步地，所述检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否到达预设液位线的步骤，包括：

设定所述液位线，且所述液位线不高于输出结构于所述第一罐体的连通口以及输出结构于所述第二罐体的连通口，所述输出结构与所述第一罐体及所述第二罐体连通；

实时获取所述第一罐体或者所述第二罐体于所述当前液体流向过程中的液位高度，并将所述液位高度与所述预设液位线进行比较计算。

进一步地，所述液位线的位置等于所述输出结构于所述第一罐体的连通口位置；和/或，

所述液位线的位置等于所述输出结构于所述第二罐体的连通口位置。

进一步地，所述根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

切换所述换向机构中多个阀门的开闭状态，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

进一步地，所述切换所述换向机构中多个阀门的开闭状态，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道的步骤包括：

切换所述换向机构中换向阀的导通方向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

第二方面，本申请提供一种多相流混输的控制系统，包括：

检测机构，所述检测机构用于获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向；

控制机构，所述控制机构判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

本申请提供了一种多相流混输的控制方法及其系统，通过设定预设换向条件，使控制系统在多相流混输机构达到换向条件时，控制换向机构换向，以改变液体在多相流混输机构中的第一罐体和第二罐体之间的流向，换向机构能在合适的时机进行换向，换向频率可以被调整在合适的范围内。避免了因为换向机构的换向时机不适当，使空气进入换向机构，或者换向机构换向太频繁导致的换向机构易发生损坏的问题，提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的多相流混输的控制方法的流程示意图；

图2为图1中步骤S2的流程示意图；

图3为图1中步骤S3的流程示意图；

图4为图1中步骤S4的流程示意图；

图5为本申请实施例中提供的多相流混输的控制系统及多相流混输机构的结构示意图；

图6为本申请实施例中提供的多相流混输的控制系统及多相流混输机构的另一种结构示意图。

图中，多相流混输机构10；第一罐体101；第二罐体102；换向机构103；动力泵1030；正向流管线组1031；反向流管线组1032；分支管线1031a；分支管线1031b；分支管线1031c；分支管线1032a；分支管线1032b；正向流阀门1033a；反向流阀门1033b；正向流管线组1031于第一罐体101的入口101a；反向流管线组1032于第二罐体102的入口102a；输入结构104；输出结构105；多相混合物入口1041；多相混合物出口1052；单向阀106；输出结构105于第一罐体101的连通口1052a；输出结构105于第二罐体102的连通口1052b；多相混合物管线107；

控制系统20；检测机构211；第一传感器2101；第二传感器2102；控制机构212。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种多相流混输的控制方法、系统以及多相流混输装置，以下分别进行详细说明。

第一方面，本申请提供了一种多相流混输的控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、提供用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，所述多相流混输机构具有第一罐体、第二罐体以及驱动所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间循环往复流动的换向机构；

S2、获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向；

S3、判断是否到达预设换向条件；

S4、若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

首先，提供一种多相流混输机构，多相流混输机构具有用来存储液体的第一罐体和第二罐体，第一罐体和第二罐体之间设有连通两个罐体的换向机构，换向机构中包括不同的通道，液体在不同的通道中流动时，其流向也不同。

多相流混输机构通过数据线与一控制系统电讯连接，控制系统可以获取液体在第一罐体和第二罐体之间的液体流向，并控制换向机构中不同的通道转换开闭状态，以改变液体在第一罐体和第二罐体之间的流向，实现换向机构的换向。

在控制系统中设定一个预设换向条件，当控制系统判断到达换向条件时，根据当前液体的流向，关闭对应当前液体流向的通道，打开换向后液体的流向所对应的通道。判断是否达到预设换向条件可以通过检测第一罐体和第二罐体中的流体参数是否达到预设值来实现，也可以通过判断每次换向后换向机构工作的时间是否达到预设时间来实现。

通过在控制机构中预设换向条件，并使控制机构在判断已达到换向条件时，控制换向机构进行换向，可以使换向机构在合适的时机进行换向，减小了因为换向时机的不恰当引起的多相流混输机构发生损坏的风险，保证了多相流混输机构的正常工作。

图5为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10的一种结构示意图，以下结合图5，对本申请所提供的多相流混输的控制方法作进一步地说明。需要说明的是，图5中所示的多相流混输机构10，仅作为例子来说明本申请中的多相流混输的控制方法。本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，并不限于图5中的结构。混输机构若包括两个罐体、和连通两个罐体并能驱动液体在两个罐体之间进行往复流动的换向机构，均适用于本申请所提供的多相流混输的控制方法。

如图5所示，多相流混输机构10具有第一罐体101和第二罐体102，两个容器上均设有输入结构104和输出结构105，输入结构104和输出结构105上均设有单向阀106，输入结构104和输出结构105分别与多相混合物管线107连接。换向机构103中，分支管线1031a、1031c、1031b构成液体从第一罐体101流向第二罐体102的通道，分支管线1032b、1031c、1032a构成液体从第二罐体102流向第一罐体101的通道；换向机构103中的动力泵可以驱动液体从第一罐体101流向第二罐体102，或者驱动液体从第二罐体102流向第一罐体101；换向机构103中还包括正向流阀门1033a和反向流阀门1033b。

控制系统20中包括控制机构212，控制机构212通过数据线与正向流阀门1033a和反向流阀门1033b电讯连接。正向流阀门1033a打开，反向流阀门1033b关闭时，液体从第一罐体101流向第二罐体102的通道打开，液体从第二罐体102流向第一罐体101的通道关闭。控制机构212通过控制正向流阀门1033a和反向流阀门1033b的开闭，实现换向机构103的换向。

控制机构212与换向机构103通过数据线电讯连接，控制机构212中可以通过与换向机构103的电讯连接获取液体在第一罐体101和第二罐体102之间的流向。控制机构212中设置有预设换向条件，若液体从第一罐体101流向第二罐体102，当控制机构212判断已到达预设的换向条件时，控制机构212控制换向机构103进行换向，关闭正向流阀门1033a，打开反向流阀门1033b，闭合液体从第一罐体101流向第二罐体102的通道，打开液体从第二罐体102流向第一罐体101的通道。若液体从第二罐体102流向第一罐体101，当控制机构212判断已到达预设的换向条件时，控制机构212控制换向机构103进行换向，打开正向流阀门1033a，关闭反向流阀门1033b，打开液体从第一罐体101流向第二罐体102的通道，闭合液体从第二罐体102流向第一罐体101的通道。

通过在控制机构212中预设换向条件，并使控制机构212在判断已达到换向条件时，控制换向机构103进行换向，可以使换向机构103在合适的时机进行换向，减小了因为换向时机的不恰当引起的多相流混输机构10发生损坏的风险，保证了多相流混输机构的正常工作。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，步骤S2中包括如下步骤：

S2.1、启动所述换向机构中的动力泵，所述动力泵通过正向流管线组和反向流管线组连接所述第一罐体和所述第二罐体；

S2.2、检测所述正向流管线组和所述反向流管线组的开启和关闭状态。

当所述正向流管线组处于开启状态以及所述反向流管线组处于关闭状态，所述当前液体流向则为从所述第一罐体流向所述第二罐体，反之，所述当前液体流向为从所述第二罐体流向所述第一罐体。

换向机构中设有动力泵，启动动力泵以驱动液体从第一罐体流向第二罐体或者从第二罐体流向第一罐体。当液体从第一罐体流向第二罐体时，流动的液体所处的通道为正向流管线组，当液体从第二罐体流向第一罐体时流动的液体所出的通道为反向流管线组。

控制系统可以检测正向流管线组和反向流管线组的开闭状态，并通过管线组的开闭状态，可以判断出当前液体的流向。正向流管线组和反向流管线组的开闭状态，可以通过检测不同管线组上所设阀门的开闭状态来获得。若当前正向流管线组出于开启状态，反向流管线组处于关闭状态，则当前液体流向是从第一罐体流向第二罐体；若当前正向流管线组出于关闭状态，反向流管线组处于开启状态，则当前液体流向是从第二罐体流向第一罐体。

通过检测正向流管线组和反向流管线组的开闭状态，可以容易地判断出液体在第一罐体和第二罐体之间的流向。

图5为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10的一种结构示意图，以下结合图5，对本申请所提供的多相流混输的控制方法作进一步地说明。需要说明的是，本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，并不限于图5中的结构，只要换向机构中包括正向流管线和反向流管线，都可以通过检测正向流管线和反向流管线的开闭状态来得到液体在第一罐体和第二罐体之间的流向。

如图5所示，分支管线1031a、1031c、1031b构成连通第一罐体101和第二罐体102的正向流管线组1031，分支管线1032b、1031c、1032a构成连通第一罐体101和第二罐体102的反向流管线组1032。动力泵1030设置在分支管线1031c上，动力泵1030启动后，可驱动液体通过正向流管线组1031从第一罐体101流向第二罐体102，或者驱动液体通过反向流管线组1032中从第二罐体102流向第一罐体101。

控制机构212通过数据线电讯连接正向流阀门1033a和反向流阀门1033b，以对正向流阀门1033a和反向流阀门1033b的开闭状态进行检测。当控制机构212检测到正向流阀门1033a处于开启状态，反向流阀门1033b处于关闭状态时，则判断出当前的液体流向是从第一罐体101流向第二罐体102。当控制机构212检测到正向流阀门1033a处于关闭状态，反向流阀门1033b处于开启状态时，判断出当前的液体流向是从第二罐体102流向第一罐体101。

通过检测正向流阀门1033a和反向流阀门1033b的开闭状态，以获取正向流管线组1031和反向流管线组1032的开闭状态，可以容易地判断出液体在第一罐体101和第二罐体102之间的流向。

在本申请的一些实施例中，步骤S3包括：检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体、和或者所述第二罐体中流体的参数是否在预设范围内。

判断是否达到预设换向条件可以通过检测第一罐体和第二罐体中的流体参数是否达到预设值来实现，在第一罐体和第二罐体上设置检测机构，检测机构通过数据线与控制系统电讯连接。检测机构用以检测第一罐体和第二罐体中的液体参数，并将检测的数据发送至控制系统。在控制系统中设定一个预设值，当第一罐体和/或者第二罐体中的液体参数达到预设值时，控制系统控制换向机构进行换向。第一罐体和第二罐体中的流体参数可以是罐体中的液位高度，罐体中的液压、气压等。

由于第一罐体和第二罐体中的流体参数可以方便地被检测到，因此通过检测第一罐体和第二罐体中的流体参数是否达到预设值来作为换向的条件，也容易实现。

图5为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10和控制系统12的一种结构示意图，以下结合图5，对本申请所提供的多相流混输的控制方法作进一步地说明。需要说明的是，本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，并不限于图5中的结构。

如图5所示，控制系统12中包括检测机构211，检测机构211包括设置在第一罐体101上的第一传感器2101、和设置在第二罐体102上的第二传感器2102。第一传感器2101和第二传感器2102对第一罐体101和第二罐体102中流体的参数进行检测，并将检测到的参数发送至控制机构212；在控制机构212中预先设定一个范围，若第一罐体和/或者第二罐体中的液体参数在预设范围内，控制机构212控制换向机构103进行换向，改变液体在第一罐体101和第二罐体102之间的流向。

其中，第一罐体101和第二罐体102中流体的参数可以是第一罐体101中和第二罐体102中的液位高度。具体的，当换向机构103驱动液体从第一罐体101流向第二罐体102时，第一罐体101处于真空吸入状态，第二罐体102处于压缩排出状态，控制机构212获取第一罐体101和第二罐体102之间的液体流向信息，以及第一罐体101中的液位信息；当第一罐体101中的液位到达预设液位线时，控制机构212控制换向机构103进行切换，关闭液体从第一罐体101流向第二罐体102的通道，打开液体从第二罐体102流向第一罐体101的通道，以改变两个罐体之间的液体流向。此时，换向机构103驱动液体从第二罐体102流向第一罐体101，第二罐体102处于真空吸入状态，第一罐体101处于压缩排出状态。

当液体从第二罐体102流向第一罐体101时，控制机构212获取第一罐体101和第二罐体102之间的液体流向信息，以及第二罐体102中的液位信息，当第二罐体102中的液位到达预设液位线时，控制机构212控制换向机构103进行切换，关闭液体从第二罐体102流向第一罐体101的通道，打开液体从第一罐体101流向第二罐体102的通道，以改变两个罐体之间的液体流向。此时，换向机构103驱动液体从第一罐体101流向第二罐体102，第一罐体101重新处于真空吸入状态，第二罐体102重新处于压缩排出状态。

往复循环以上步骤，换向机构103驱动第一罐体101和第二罐体102中的液体往复循环，使两个容器交替形成真空吸入状态和压缩排出状态。单向阀106受第一罐体101和第二罐体102中的压力控制进行开闭，第一罐体101和第二罐体102通过多相混合物入口1041，从多相混合物管线107吸入多相混合物，通过多相混合物出口1052将多相混合物排出至多相混合物管线107，实现多相混合物的连续输送。多相混合物可以是油气混合物，或者是油、气、水混合物。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否到达预设液位线，包括如下步骤：

S3.1、设定所述预设液位线，且所述预设液位线不低于所述正向流管线组于所述第一罐体的入口以及所述反向流管线组于所述第二罐体的入口；

S3.2、实时获取所述第一罐体或者所述第二罐体于所述当前液体流向过程中的液位高度，并将所述液位高度与所述预设液位线进行比较计算。

在控制系统设定预设液位线，预设液位线不低于正向流管线组位于第一罐体上的入口，并且，预设液位线也不低于反向流管线组位于第二罐体上的入口。

控制系统通过检测机构对第一罐体和第二罐体中的液位高度进行实时检测，并将所检测到的液位高度与预设液位线进行比较，以判断所检测到的液位高度是否达到预设液位线。

图5为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10和控制系统12的一种结构示意图，以下结合图5，对本申请所提供的多相流混输的控制方法作进一步地说明。需要说明的是，本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，并不限于图5中的结构。

如图5所示，预先在控制机构212中设定预设液位线。在液体从第一罐体101流向第二罐体102的过程中，若预设液位线过低，当第一罐体101中的液位高度低于正向流管线组1031于第一罐体101的入口101a时，换向机构103仍然不会换向，由于动力泵1030的驱动，在负压的作用下气体会通过入口101a进入正向流管线组1031和动力泵1030。同样，当第二罐体102中的液位高度低于反向流管线组1032于第二罐体102的入口102a时，气体会通过入口102a进入反向流管线组1032和动力泵1030，影响了动力泵1030的正常运行。

通过使预设液位线不低于正向流管线组1031于第一罐体101的入口101a以及反向流管线组1032于第二罐体102的入口102a，可以避免当第一罐体101中液位过低时，气体进入正向流管线1031，同时可避免当第二罐体102中液位过低时，气体进入反向流管线组1032，从而保证了动力泵1030的正常运行。

多相流混输装置具有气体输送、液体输送和气液混合输送三种工作状态，根据不同的应用场景需要选择不同的工作状态。当多相流混输装置处于气体输送状态时，第一罐体101由输入结构104吸入多相混合物，换向机构103驱动液体从第一罐体101流向第二罐体102，第二罐体102中的液位上升，第二罐体102中液面上的气体被压缩，由输出结构105排出；或者，第二罐体102由输入结构104吸入多相混合物，换向机构103驱动液体从第二罐体102流向第一罐体101，第一罐体101中的液位上升，第一罐体101中液面上的气体被压缩，由输出结构105排出。

当第一罐体101中的液位上升至输出结构105于第一罐体101的连通口1052a，或者当第二罐体102中的液位上升至输出结构105于第二罐体102的连通口1052b时，若不控制换向机构103进行换向，在换向机构103的驱动下第一罐体101或者第二罐体102中的液位会继续上升，导致液体进入输出机构105，从而影响了气体的输送。

为了避免多相流混输装置处于气体输送状态时，液体进入输出结构105，在本申请的一些实施例中，如图3所示，检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否到达预设液位线，包括如下步骤：

S3.1、设定所述液位线，且所述液位线不高于输出结构于所述第一罐体的连通口以及输出结构于所述第二罐体的连通口，所述输出结构与所述第一罐体及所述第二罐体连通；

S3.2、实时获取所述第一罐体或者所述第二罐体于所述当前液体流向过程中的液位高度，并将所述液位高度与所述预设液位线进行比较计算。

通过在设定预设液位线时使预设液位线不高于输出结构105于第一罐体101的连通口1052a以及输出结构105于第二罐体102的连通口1052b。当第一罐体101或者第二罐体102中的液位高度等于预设液位线时，控制机构212控制换向机构103进行换向，保证了输送气体时，液体不会进入输出机构105。

由于控制机构212是通过检测到第一罐体101或第二罐体102中的液位到达预设液位线时，控制换向机构103进行换向，因此预设液位线的位置影响着换向机构103进行换向的时机和频率。若换向机构103进行换向的频率高，则第一罐体101和第二罐体102会频繁地切换真空吸入状态和压缩排出状态，液体在第一罐体101和第二罐体102之间的循环空间小，多相流混输装置单次抽取和输送的时间短，单次输送的流体较少。

另外，如果换向机构103进行换向的频率高，换向机构103长期处于频繁切换的状态，容易导致换向机构103的损坏。若换向机构103进行换向的频率低，则多相流混输装置单次抽取的时间长，单次输送的流体较多。

根据不同的实际情况，可以通过调整预设液位线来调整换向机构103的换向频率。通常，第一罐体101或第二罐体102通过输出结构105将流体排出至多相混合物管线107。在多相流混输装置用于油田油气采输时，需要保证多相混合物管线107中流体的流动尽量稳定，即需要使多相流混输装置单次抽取和输送的时间长，单次输送的流体多。

在本申请的一些实施例中，预设液位线的位置等于正向流管线组1031于第一罐体101的入口101a的位置，或者预设液位线的位置等于反向流管线组1032于第二罐体的入口102a的位置，以使多相流混输装置单次输送的时间最长，同时保证了液体不会进入正向流管线组或者反向流管线组。

可以理解的是，当正向流管线组1031于第一罐体101的入口101a的位置和反向流管线组1032于第二罐体的入口102a的位置相同时，预设液位线的位置和两个入口的位置相同。当正向流管线组1031于第一罐体101的入口101a的位置和反向流管线组1032于第二罐体102的入口102a的位置不同时，为保证液体不会进入正向流管线组1031或者反向流管线组1032，预设液位线的位置和两个入口中较高的入口位置相同。

当多相流混输装置处于气体输送状态时，为使多相流混输装置单次输送的时间最长，同时确保液体不会通过输出结构105进入多相混合物管线107，在本申请的一些实施例中，预设液位线的位置等于输出结构105于第一罐体101的连通口101b的位置，或者预设液位线的位置等于输出结构105于第二罐体102的连通口102b的位置。

可以理解的是，当输出结构105于第一罐体101的连通口101b的位置和输出结构105于第二罐体102的连通口102b的位置相同时，预设液位线的位置和两个连通口的位置相同。当输出结构105于第一罐体101的连通口1052a的位置和输出结构105于第二罐体102的连通口1052b的位置不同时，为保证液体不会进入输出结构105，预设液位线的位置和两个连通口中较低的连通口位置相同。

在多相流混输的过程中，由于液体始终在第一罐体101和第二罐体102中往复流动，第一罐体101和第二罐体102中的液体也一直处于流动的状态，造成第一罐体101和第二罐体102中的液位高度在不断波动和变化。因此，检测到的液位高度可能会不准确，通过检测第一罐体101和/或者第二罐体102中的液位高度是否达到预设范围内、然后控制换向机构103进行换向的方法会造成换向时机的不正确，影响了多相流混输机构10的正常工作。

为了能更好地把握换向机构103进行换向的时机，判断是否达到预设换向条件可以通过判断每次换向后换向机构工作的时间是否达到预设时间来实现。

图5为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10和控制系统12的一种结构示意图，以下结合图5，对本申请所提供的多相流混输的控制方法作进一步地说明。需要说明的是，本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，并不限于图5中的结构。

在控制机构212中设置计时器(图中未示出)，记录换向机构103执行两次换向动作之间的时间，即换向机构103换向后，计时器清零开始计时直至下一次换向，并将记录的时长实时发送给控制机构212。在控制机构212中预设一个换向时间，当计时器记录的时长达到预设的换向时间时，控制机构212控制换向机构103进行换向。

由于液体从第一罐体101流入第二罐体102、或者从第二罐体102流入第一罐体101是通过换向机构103中动力泵1030的作用，因此，根据动力泵1030的功率、第一罐体101和第二罐体102容积的大小、换向机构103中正向流管线1031和反向流管线1032的尺寸、正向流管线1031和反向流管线1032在第一罐体101和第二罐体102上入口的位置、输出结构105在两个罐体上的连通口位置，可以计算出第一罐体101或第二罐体102中液体下降至换向机构103在罐体上入口的时间，或者计算出第一罐体101或第二罐体102中液体上升至输出结构105在罐体上连通口位置的时间，计算出的时间即可以作为预设换向时间的极限值。

在实际的应用中，为使换向机构103中不进入液体，或者在输送纯气时使输出结构105中不进入液体，同时降低换向机构103的换向频率，加长多相流混输装置单次抽取的时间，可以使预设换向时间不大于上述的极限值，更加精确的预设换向时间可以结合计算和实际测量获得。

另外，为了能更好地把握换向机构103进行换向的时机，判断是否达到预设换向条件还可以通过检测第一罐体101和/或者第二罐体102中的流体压力是否满足预设值来实现，即第一罐体101和第二罐体102中流体的参数可以是第一罐体101中和第二罐体102中的流体压力。

具体的，请参阅图5，检测机构211中的第一传感器2101和第二传感器2102为气压传感器，用以对第一罐体101和第二罐体102中的气压进行检测。需要说明的是，第一传感器2101和第二传感器2102的具体位置可以根据实际情况进行调整，并不限于图中的位置。

液体从第一罐体101流向第二罐体102中时，第二罐体102中的液位不断上升，压缩表面的气体，第二罐体102中的气压升高，同时第一罐体101中的液位不断下降，第一罐体101中的气体体积变大，气压降低。液体从第二罐体102流向第一罐体101中时，第二罐体102中的气压降低，第一罐体101中的气压升高。第一传感器2101和第二传感器2102实时检测第一罐体101和第二罐体102中的气压，并将检测到的数据发送至控制机构212。

在控制机构212中设定预设压力值，若第一罐体101和/或者第二罐体102中的气压达到预设压力值，控制机构212控制换向机构103进行换向。

为使换向机构103中不进入液体，或者在输送纯气时使输出结构105中不进入液体，可以将第一罐体101或第二罐体102中液体下降至换向机构103在罐体上入口时罐体内的气压作为最低气压极限值，将第一罐体101或第二罐体102中液体上升至输出结构105在罐体上连通口位置时罐体内的气压作为最高气压极限值；在设定预设压力值时，使预设压力值不小于最低气压极限值，或者使预设压力值不大于最高气压极限值。

需要说明的是，在判断是否满足换向条件时，不仅可以通过检测第一罐体101和/或者第二罐体102中的流体压力是否满足预设压力值来实现，还可以通过计算第一罐体101中气压和第二罐体102中气压的差值是否满足某一预设差值来实现。单个罐体中的检测数据可能会出现偶然性的波动，因此根据单个罐体中的检测数据进行换向，可能会造成换向机构103在不正确的时机换向，影响设备的正常工作。

检测机构211检测到第一罐体101和第二罐体102中的气压后，将数据传送至控制机构212，控制机构212将两个气压值进行对比，并计算出差值，若气压的差值达到预设差值，则控制换向机构103进行换向，改变液体在第一罐体101和第二罐体102之间的流向。例如，当检测机构211检测到第一罐体101中的气压小于第二罐体102中的气压，换向后液体从第二罐体102流向第一罐体101中，反之换向后液体从第一罐体101流向第二罐体102。通过对比两个罐体中气压的大小，并计算出差值，然后根据差值是否达到预设差值判断是否换向，避免了因为单个罐体中的检测数据出现偶然性波动时造成的换向时机不正确。

预设差值可以由第一罐体101和第二罐体102的容积、气体的密度等参数通过理论计算得到，也可以根据试验得到，又或者将理论计算结合多次试验的结果，得到更加精确的预设值。

需要说明的是，检测机构211中的第一传感器2101和第二传感器2102还可以是液压传感器，第一传感器2101和第二传感器2102分别设置在第一传感器2101和第二传感器2102的底部，用以对第一罐体101和第二罐体102中的液压进行检测，罐体中的液体越多，液面越高，罐体底部所测的压力越大。当液体从第一罐体101流向第二罐体102时，第一罐体101中的液体不断减少，罐体底部压力不断减小，第二罐体102中的液体不断增加，罐体底部的压力不断增大。

第一传感器2101和第二传感器2102对第一罐体101和第二罐体102中的液压进行实时检测，并将检测到的数据发送至控制机构212。在控制机构212中设定预设液压值，若第一罐体101和/或者第二罐体102中的液压值达到预设液压值，或者第一罐体101中液压与第二罐体102中液压的差值达到预设液压值，控制机构212控制换向机构103进行换向。

为使换向机构103中不进入液体，或者在输送纯气时使输出结构105中不进入液体，可以将第一罐体101或第二罐体102中液体下降至换向机构103在罐体上入口时罐体内的液压作为最低液压极限值，将第一罐体101或第二罐体102中液体上升至输出结构105在罐体上连通口位置时罐体内的液压作为最高液压极限值；在设定预设液压值时，使预设液压值不小于最低液压极限值，或者使预设液压值不大于最高液压极限值。

可以理解的是，为了避免单个罐体中的检测数据出现偶然性波动，也可以通过计算两个罐体中液压的差值，然后将计算差值与预设差值进行对比，根据计算差值是否达到预设差值来控制换向，具体方法与上述通过计算气压差值的方法类似，此处不再赘述。

另外需要说明的是，通过检测第一罐体、和或者第二罐体中流体的参数是否在预设范围内来进行换向控制的方法，并不限于只检测液面高度、或液压、或气压等同一类型的参数，也可以同时检测多种类型的参数，然后综合考虑多种参数，根据多种参数是否满足一定的关系来判断是否进行换向。例如，检测第一罐体中的气压，同时检测第二罐体中的液压，当两者满足一定关系时，控制机构212控制换向机构103进行换向。多种参数可以根据实际情况进行结合，参数之间需要满足的关系可以根据结合理论计算和多次试验测量值得到。综合考虑成本以及多相流混输机构10的工况，确定最优的检测值和预设值，使控制机构212在恰当的时间控制换向机构103换向。

在本申请的一些实施例中，如图4所示，检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否达到预设液位线，若达到所述预设液位线，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤，包括：

S4.1、关闭所述换向机构中的动力泵；

S4.2、切换正向流阀门和反向流阀门的开闭状态，所述正向流阀门设置在所述正向流管线上，所述反向流阀门设置在所述反向流管线上；

S4.3、启动所述换向机构中的动力泵。

换向机构中的动力泵通过数据线与控制机构电讯连接，控制机构控制换向机构换向时，先关闭动力泵，然后切换正向流阀门和反向流阀门的开闭状态，正向流阀门和反向流阀门分别设置在正向流管线和反向流管线上。

正向流阀门和反向流阀门的开闭状态切换后，正向流管线和反向流管线的开闭状态也进行了转换，此时再启动动力泵，驱动液体从第一罐体流向第二罐体，或者从第二罐体流向第一罐体。

图5为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10和控制系统12的一种结构示意图，以下结合图5，对本申请所提供的多相流混输的控制方法作进一步地说明。需要说明的是，本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，并不限于图5中的结构。

通过在换向时，先关闭动力泵，待正向流管线和反向流管线的开闭状态切换完成后，再重新启动动力泵，可以减小换向过程中液体对动力泵和管线的冲击，保证了换向机构的正常运作，提高了可靠性。

如图5所示，换向机构103包括正向流管线1031、反向流管线1032和动力泵1030。分支管线1031a、1031b、1031c构成连通第一罐体101和第二罐体102的正向流管线1031，分支管线1032a、1032b、1031c构成连通第一罐体101和第二罐体102的反向流管线1032，动力泵1030位于分支管线1031c上。在正向流管线1031上设有正向流阀门1033a，在反向流管线1032上设有反向流阀门1033b，控制机构212通过数据线与正向流阀门1033a和反向流阀门1033b电讯连接。

控制机构212控制换向机构103进行换向时，关闭动力泵1030，切换正向流阀门1033a和反向流阀门1033b的开闭状态。当正向流阀门1033a开启，反向流阀门1033b关闭时，正向流管线1031处于开启状态，反向流管线1032处于关闭状态，多相混合物中液体从第一罐体101流向第二罐体102。反之，正向流管线1031处于关闭状态，反向流管线1032处于开启状态，多相混合物中液体从第二罐体102流向第一罐体101。

可以理解的是，换向机构103的具体结构并不限于图5中的结构。图6为本申请提供的用于实现多相混合物混输的多相流混输机构10的另一种结构示意图，换向机构103液可以为图6中的结构，以下结合图6对换向机构103进行换向的另一种方式作进一步地说明。

如图6所示，换向机构103包括连通第一罐体101和第二罐体102的换向管线1035，换向管线1035上设有换向阀1034以及动力泵1030。控制机构212控制换向机构103进行换向时，改变换向阀1034内部的连通方式，以改变液体的流向。当换向阀1034内的A口连接B口，C口连接D口时，换向阀1034导通液体从第一罐体101流向第二罐体102的流道，当换向阀1034内的C口连接B口，D口连接A口时，换向阀1034导通液体从第二罐体102流向第一罐体101的流道。通过设置换向阀1034，只需要切换换向阀1034即可进行换向，不需要在换向机构103中设置多个阀门、控制多个阀门的开闭，使控制机构212的控制更加容易。

第二方面，本申请提供了一种多相流混输的控制系统，如图5所示，包括：

检测机构，所述检测机构用于获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向；

控制机构，所述控制机构判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

具体的，如图5所示，换向机构103包括正向流管线1031、反向流管线1032和动力泵1030。分支管线1031a、1031b、1031c构成连通第一罐体101和第二罐体102的正向流管线1031，分支管线1032a、1032b、1031c构成连通第一罐体101和第二罐体102的反向流管线1032，动力泵1030位于分支管线1031c上。

在正向流管线1031上设有正向流阀门1033a，在反向流管线1032上设有反向流阀门1033b，控制机构212通过数据线与正向流阀门1033a和反向流阀门1033b电讯连接，通过检测正向流阀门1033a和反向流阀门1033b的开闭状态，判断出正向流管线1031和反向流管线1032的开闭状态，最终获取多相混合物中液体在所述第一罐体101和所述第二罐体102之间的当前液体流向。当正向流阀门1033a开启，反向流阀门1033b关闭时，正向流管线1031处于开启状态，反向流管线1032处于关闭状态，多相混合物中液体从第一罐体101流向第二罐体102。反之，正向流管线1031处于关闭状态，反向流管线1032处于开启状态，多相混合物中液体从第二罐体102流向第一罐体101。

检测机构211包括设置在第一罐体101上的第一传感器2101和第二罐体102上的第二传感器2102。第一传感器2101和第二传感器2102通过数据线与控制机构212电讯连接。在液体从第一罐体101流向第二罐体102的过程中，检测机构211对第一罐体101和/或者第二罐体102中的液位参数进行检测，并将参数信息传送至控制机构212。当第一罐体101和/或者第二罐体102中的液位参数达到预设值时，控制机构212关闭正向流阀门1033a，打开反向流阀门1033b，使正向流管线1031闭合，反向流管线1032开启，从而实现换向机构103的换向，改变液体在第一罐体101和第二罐体102之间的流向。

同理，在液体从第二罐体102流向第一罐体101的过程中，当第一罐体101和/或者第二罐体102中的液位参数达到预设值时，控制机构212开启正向流阀门1033a，关闭反向流阀门1033b，使正向流管线1031开启，反向流管线1032闭合，改变液体在第一罐体101和第二罐体102之间的流向。

第一传感器2101和第二传感器2102可以是液位计、或者气压计、或者液压计，此处不作限定。

以上对本申请实施例所提供的一种多相流混输的控制方法及其系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种多相流混输的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供用于实现多相混合物混输的多相流混输机构，所述多相流混输机构具有第一罐体、第二罐体以及驱动所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间循环往复流动的换向机构；

获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向；

判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

2.根据权利要求1所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向的步骤，包括：

启动所述换向机构中的动力泵，所述动力泵通过正向流管线组和反向流管线组连接所述第一罐体和所述第二罐体；

检测所述正向流管线组和所述反向流管线组的开启和关闭状态；

当所述正向流管线组处于开启状态以及所述反向流管线组处于关闭状态，所述当前液体流向则为从所述第一罐体流向所述第二罐体，反之，所述当前液体流向为从所述第二罐体流向所述第一罐体。

3.根据权利要求1或2所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体、和或者所述第二罐体中流体的参数是否在预设范围内，若在预设范围内，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

4.根据权利要求3所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体、和或者所述第二罐体中流体的参数是否在预设范围内，若在预设范围内，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否达到预设液位线，若达到所述预设液位线，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

5.根据权利要求4所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否达到预设液位线的步骤包括：

设定所述预设液位线，且所述预设液位线不低于所述正向流管线组于所述第一罐体的入口以及所述反向流管线组于所述第二罐体的入口；

实时获取所述第一罐体或者所述第二罐体于所述当前液体流向过程中的液位高度，并将所述液位高度与所述预设液位线进行比较计算。

6.根据权利要求5所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述液位线的位置等于所述正向流管线组于所述第一罐体的入口的位置；和/或，

所述液位线的位置等于所述反向流管线组于所述第二罐体的入口。

7.根据权利要求4所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述检测对应所述当前液体流向过程中所述第一罐体或者所述第二罐体的液位高度是否到达预设液位线的步骤，包括：

设定所述液位线，且所述液位线不高于输出结构于所述第一罐体的连通口以及输出结构于所述第二罐体的连通口，所述输出结构与所述第一罐体及所述第二罐体连通；

实时获取所述第一罐体或者所述第二罐体于所述当前液体流向过程中的液位高度，并将所述液位高度与所述预设液位线进行比较计算。

8.根据权利要求7所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述液位线的位置等于所述输出结构于所述第一罐体的连通口位置；和/或，

所述液位线的位置等于所述输出结构于所述第二罐体的连通口位置。

9.根据权利要求3所述的多相混输的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

切换所述换向机构中多个阀门的开闭状态，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

10.根据权利要求3所述的多相流混输的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向的步骤包括：

切换所述换向机构中换向阀的导通方向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

11.一种多相流混输的控制系统，其特征在于，包括：

检测机构，所述检测机构用于获取所述多相混合物中液体在所述第一罐体和所述第二罐体之间的当前液体流向；

控制机构，所述控制机构判断是否到达预设换向条件，若达到所述预设换向条件，根据所述当前液体流向，控制所述换向机构进行换向，关闭所述换向机构中对应所述当前液体流向的通道，开启所述换向机构中对应换向后液体流向的通道。

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