CN112903067B - 流量校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种流量校准系统及方法，属于流量测量领域。流量校准系统中，第一测量单元与混合单元连接，混合单元与第三测量单元连接；第二测量单元与混合单元连接；第一测量单元测量第一干天然气的第一流量；第二测量单元测量第一液体的第二流量；第一干天然气和第一液体在混合单元中进行混合，形成湿天然气，湿天然气进入第三测量单元，流量计对湿天然气进行测量，得到流量参数；根据第一流量、第二流量及流量参数，对流量计进行校准。本申请通过向干天然气中加注液体来模拟湿天然气的两相流动，利用湿天然气对流量计进行校准，能够很好地模拟湿天然气中的天然气和液体的流动状态，测量效率高，测量结果准确，能耗低。

Description

流量校准系统及方法

技术领域

本申请涉及流量测量领域，特别涉及一种流量校准系统及方法。

背景技术

天然气的流量是对天然气井综合评价的重要指标。在开采天然气的过程中，通常在使用流量计前，需要生成湿气体，从而对流量计进行校准。

目前常用的流量计大多以空气和水为测试介质，将空气和水混合后，形成湿空气，利用流量计测量湿空气的流量，根据空气和水的实际流量，以及流量计测得的流量，对流量计进行校准。

但是，湿空气与湿天然气的流动状态具有较大的差别，利用上述校准的流量计在湿天然气测量中仍存在一定的偏差，准确度不高。

发明内容

本申请实施例提供了一种流量校准系统及方法，可以解决相关技术中的流量计准确度不高的问题。本申请实施例提供的技术方案如下：

根据本申请实施例提供的第一方面，提供了一种流量校准系统，所述流量校准系统包括：第一测量单元、第二测量单元、混合单元和第三测量单元，所述第三测量单元包括流量计；

所述第一测量单元与所述混合单元连接，所述混合单元与所述第三测量单元连接；所述第二测量单元与所述混合单元连接；

所述混合单元包括第一管道和第二管道；

所述第二管道套设于所述第一管道的外侧，所述第二管道的第一端位于所述第一管道的第一端与所述第一管道的第二端之间，所述第一管道的第二端位于所述第二管道的第一端与所述第二管道的第二端之间；

所述第二管道的第一端与所述第一管道连接，密封所述第二管道的第一端；

所述第二管道与所述第一管道之间构成液体通道，所述液体通道和所述第一管道内部的第一通道分别与所述第二管道内部的第二通道连通；

所述第二管道包括第一轴向段和第二轴向段，所述第一轴向段位于所述第二管道的第一端，所述第二轴向段位于所述第二管道的第二端，所述第一轴向段的第一内径尺寸大于所述第二轴向段的第二内径尺寸；

所述第一轴向段设置有液体入口，所述液体入口与所述液体通道连通；

第一干天然气进入所述第一测量单元中，所述第一测量单元测量所述第一干天然气的第一流量；所述第一干天然气通过所述第一测量单元后，进入所述混合单元中；

第一液体进入所述第二测量单元中，所述第二测量单元测量所述第一液体的第二流量；所述第一干天然气通过所述第二测量单元后，进入所述混合单元中；

所述第一干天然气由所述第一管道的第一端进入，通过所述第一通道，进入所述第二通道内；所述第一液体由所述液体入口进入，通过所述液体通道，进入所述第二通道内；所述第一干天然气与所述第一液体在所述第二通道内混合，形成湿天然气；所述湿天然气进入所述第三测量单元，所述流量计对所述湿天然气进行测量，得到流量参数；

根据所述第一流量、所述第二流量及所述流量参数，对所述流量计进行校准。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括第一调节单元，所述第一调节单元与所述第一测量单元连接；

所述第一干天然气进入所述第一调节单元，所述第一调节单元调节所述第一干天然气的压强或流量中的至少一项，调节后的所述第一干天然气进入所述第一测量单元中。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括储液单元，所述储液单元与所述第二测量单元连接，所述储液单元储存所述第一液体，将所述第一液体输入至所述第二测量单元中。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括第二调节单元，所述第二调节单元分别与所述储液单元和所述第二测量单元连接；

所述储液单元将所述第一液体输入至所述第二调节单元中；

所述第二调节单元调节所述第一液体的压强或流量中的至少一项，调节后的所述第一液体进入所述第二测量单元中。

在一种可能实现方式中，所述第三测量单元还包括监测模块，所述监测模块监测所述湿天然气的流动状态。

在一种可能实现方式中，所述第一管道的外侧设置有第一固定板，所述第二管道的外侧设置有第二固定板；

所述第一固定板与所述第二固定板连接，密封所述第二管道的第一端。

在一种可能实现方式中，所述第二管道还包括第三轴向段；

所述第三轴向段的第一端与所述第一轴向段连接，所述第三轴向段的第二端与所述第二轴向段连接；

所述第三轴向段为锥形，所述第三轴向段的第一端的内径尺寸与所述第一内径尺寸相等，所述第三轴向段的第二端的内径尺寸与所述第二内径尺寸相等。

在一种可能实现方式中，所述第一管道包括第四轴向段和第五轴向段；

所述第四轴向段位于所述第一管道的第一端，所述第五轴向段位于所述第一管道的第二端，所述第四轴向段的第三内径尺寸大于所述第五轴向段的第四内径尺寸。

在一种可能实现方式中，所述第二内径尺寸与所述第三内径尺寸相等。

在一种可能实现方式中，所述第一管道还包括第六轴向段；

所述第六轴向段的第一端与所述第四轴向段连接，所述第六轴向段的第二端与所述第五轴向段连接；

所述第四轴向段为锥形，所述第六轴向段的第一端的内径尺寸与所述第三内径尺寸相等，所述第六轴向段的第二端的内径尺寸与所述第四内径尺寸相等。

在一种可能实现方式中，所述第五轴向段的第一端与所述第四轴向段连接；

所述第五轴向段的第二端的内壁为锥形；

所述锥形的第一端的内径尺寸与所述第四内径尺寸相等，且小于所述锥形的第二端的内径尺寸。

在一种可能实现方式中，所述第四轴向段的外侧设置有第三固定板，所述第五轴向段的外侧设置有第四固定板；

所述第三固定板与所述第四固定板连接，使所述第四轴向段与所述第五轴向段连接。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括分离单元和干天然气的气源，所述分离单元分别与所述第三测量单元、所述气源和储液单元连接；

所述湿天然气通过所述第三测量单元后，进入所述分离单元；

所述分离单元将所述湿天然气进行分离，得到第二干天然气和第二液体，将所述第二干天然气输入至所述气源中，将所述第二液体输入至所述储液单元中。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括第三调节单元，所述第三调节单元分别与所述气源和所述分离单元连接；

所述第三调节单元调节所述第二干天然气的压强或流量中的至少一项；将调节后的所述第二干天然气输入至所述气源中。

根据本申请实施例提供的第二方面，提供了一种流量计校准方法，应用于第一方面所述的流量校准系统中，所述方法包括：

将第一干天然气输入至所述第一测量单元中，所述第一测量单元测量所述第一干天然气的第一流量；所述第一干天然气通过所述第一测量单元后，进入所述混合单元中；

将第一液体输入至所述第二测量单元中，所述第二测量单元测量所述第一液体的第二流量；所述第一干天然气通过所述第二测量单元后，进入所述混合单元中；

所述第一干天然气由所述第一管道的第一端进入，通过所述第一通道，进入所述第二通道内；所述第一液体由所述液体入口进入，通过所述液体通道，进入所述第二通道内；所述第一干天然气与所述第一液体在所述第二通道内混合，形成湿天然气；所述湿天然气进入所述第三测量单元，所述流量计对所述湿天然气进行测量，得到流量参数；

根据所述第一流量、所述第二流量及所述流量参数，对所述流量计进行校准。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括第一调节单元，所述第一调节单元与所述第一测量单元连接；

所述将第一干天然气输入至所述第一测量单元中之前，所述方法还包括：

所述第一调节单元调节所述第一干天然气的压强或流量中的至少一项。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括储液单元，所述储液单元与所述第二测量单元连接，所述储液单元用于储存所述第一液体，所述将第一干天然气输入至所述第一测量单元中，包括：

所述储液单元将所述第一液体输入至所述第二测量单元中。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括第二调节单元，所述第二调节单元分别与所述储液单元和所述第二测量单元连接；

所述储液单元将所述第一液体输入至所述第二调节单元中；

所述第二调节单元调节所述第一液体的压强或流量中的至少一项，调节后的所述第一液体进入所述第二测量单元中。

在一种可能实现方式中，所述第三测量单元还包括监测模块，所述湿天然气进入所述第三测量单元之后，所述方法还包括以下至少一项：

所述监测模块检测所述湿天然气的压强，当所述湿天然气的压强的变化率小于第一预设变化率时，确定所述湿天然气处于稳定流动状态；

所述监测模块检测所述湿天然气的密度，当所述湿天然气的密度的变化率小于第二预设变化率时，确定所述湿天然气处于稳定流动状态。

在一种可能实现方式中，所述流量参数包括所述湿天然气的第一总流量和所述湿天然气的第一含液率；或者，

所述流量参数包括所述湿天然气中包含的干天然气的流量和所述湿天然气中包含的液体的流量。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括分离单元，所述分离单元分别与所述第三测量单元、干天然气的气源和储液单元连接；

所述根据所述第一流量、所述第二流量及所述流量参数，对所述流量计进行校准之后，所述方法还包括：

所述湿天然气通过所述第三测量单元后，进入所述分离单元；

所述分离单元将所述湿天然气进行分离，得到第二干天然气和第二液体，将所述第二干天然气输入至所述气源中，将所述第二液体输入至所述储液单元中。

在一种可能实现方式中，所述流量校准系统还包括第三调节单元，所述第三调节单元分别与所述气源和所述分离单元连接；

所述将所述第二干天然气输入至所述气源中，包括：

所述分离单元将所述第二干天然气输入至所述第三调节单元中；

所述第三调节单元调节所述第二干天然气的压强或流量中的至少一项；将调节后的所述第二干天然气输入至所述气源中。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例不再利用湿空气对流量计进行校准，通过向干天然气中加注液体来模拟湿天然气的两相流动，利用湿天然气对流量计进行校准，能够很好地模拟湿天然气中的天然气和液体的流动状态，测量效率高，测量结果准确，能耗低。

本申请提供的流量校准系统可精确地调节干天然气的流量和加注液体的流量，以模拟天然气井口不同气体的流量、不同含液配比情况下的湿天然气两相流动，能够用以开展湿天然气两相流量的测试和流量计测试、校准等工作。

本申请的混合单元避免了液体的流动状态的不稳定对湿天然气的流动状态的影响，从而提高了混合后的湿天然气的流动状态的稳定性。能够在较短的管线距离实现气液的混合和流型的生成，可以加快湿天然气环状流的生产，降低气液混合过程中的压力损失，提供更多的测试管道长度，降低天然气溶解性的变化。

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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是根据一示例性实施例示出的一种流量校准系统的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的另一种流量校准系统的示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的另一种流量校准系统的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种混合单元的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种第一管道的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种第二管道的示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的另一种混合单元的示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的另一种流量校准系统的示意图；

图9是根据一示例性实施例示出的另一种流量校准系统的示意图；

图10为根据一示例性实施例示出的一种流量校准方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是根据一示例性实施例示出的一种流量校准系统的示意图，如图1所示，流量校准系统包括：第一测量单元11、第二测量单元12、混合单元13和第三测量单元14，第三测量单元14包括流量计141。其中，流量计可以为两相流量计或者其他类型的流量计，本申请对此不做限定。

第一测量单元11与混合单元13连接，混合单元13与第三测量单元14连接；第二测量单元12与混合单元13连接。

其中，第一测量单元11、混合单元13和第三测量单元14沿着天然气的流动方向依次连接，而第二测量单元12和混合单元13沿着液体的流动方向依次连接。

第一干天然气进入第一测量单元11中，第一测量单元11测量第一干天然气的第一流量；第一干天然气通过第一测量单元11后，进入混合单元13中。

第一液体进入第二测量单元12中，第二测量单元12测量第一液体的第二流量；第一干天然气通过第二测量单元12后，进入混合单元13中。其中，第一液体可以为水、烃类液体等。例如，烃类液体为轻烃，如癸烷、煤油等。

第一测量单元11能够测量干天然气的流量第一测量单元11可为干天然气的标准装置，例如天然气气体计量装置等。

第二测量单元12能够测量液体(例如水)的流量，第二测量单元12可为液体的标准装置，例如液体计量装置等。

第一干天然气和第一液体在混合单元13中进行混合，形成湿天然气，湿天然气用来模拟天然气井口的湿天然气。湿天然气进入第三测量单元14，流量计141对湿天然气进行测量，得到流量参数，即可根据第一流量、第二流量及流量参数，对流量计进行校准。后续能够将校准后的流量计应用于天然气井口处，能够准确地测量由天然气井口输出的湿天然气的流量。

其中，流量参数包括湿天然气的第一总流量和湿天然气的第一含液率；或者，流量参数包括湿天然气中包含的干天然气的流量和湿天然气中包含的液体的流量。第一流量为第一干天然气的流量，第二流量为第一液体的流量，根据根据第一流量、第二流量及流量参数，对流量计进行校准，能够对气液混合之后流量测量结果进行比对、核查，进而修正湿天然流量的测量结果。

在一种可能实现方式中，第一测量单元11设置有输送管道，且在输送管道中可以设置已校准的流量计，第一干天然气进入第一测量单元11的输送管道中，由流量计测量第一干天然气的流量，作为第一流量。并且，第一干天然气经过该输送管道后，进入混合单元13中。

在一种可能实现方式中，第二测量单元12设置有输送管道，且在输送管道中可以设置已校准的流量计，第一液体进入第二测量单元12的输送管道中，由流量计测量第一液体的流量，作为第二流量。并且，第一液体经过该输送管道后，进入混合单元13中。

在一种可能实现方式中，混合单元13中设置有输送管道，流量计141设置于输送管道中，第一干天然气和第一液体在混合单元13中进行混合，形成湿天然气，湿天然气进入输送管道中，流量计141对湿天然气进行测量，得到流量参数。

本申请实施例提供的流量校准系统，包括：第一测量单元、第二测量单元、混合单元和第三测量单元，第三测量单元包括流量计；第一测量单元与混合单元连接，混合单元与第三测量单元连接；第二测量单元与混合单元连接；第一干天然气进入第一测量单元中，第一测量单元测量第一干天然气的第一流量；第一干天然气通过第一测量单元后，进入混合单元中；第一液体进入第二测量单元中，第二测量单元测量第一液体的第二流量；第一干天然气通过第二测量单元后，进入混合单元中；第一干天然气和第一液体在混合单元中进行混合，形成湿天然气，湿天然气进入第三测量单元，流量计对湿天然气进行测量，得到流量参数。本申请实施例不再利用湿空气对流量计进行校准，通过向干天然气中加注液体来模拟湿天然气的两相流动，利用湿天然气对流量计进行校准，能够很好地模拟湿天然气中的天然气和液体的流动状态，测量效率高，测量结果准确，能耗低。

在一种可能实现方式中，如图2所示，流量校准系统还包括第一调节单元15，第一调节单元15与第一测量单元11连接。第一干天然气进入第一调节单元15，第一调节单元15调节第一干天然气的压强或流量中的至少一项，调节后的第一干天然气进入第一测量单元11中。

通过调整第一干天然气的压强或流量中的至少一项，能够使混合单元13中生成的湿天然气与天然气井口的天然气类似。

例如，气源提供的干天然气的压强不低于2.0Mpa(兆帕斯卡)，甚至不低于3.0MPa，如压强可为2.2MPa或3.5Mpa，以便提供足够压强的第一干天然气，后续可以通过第一调节单元15对第一干天然气的压强进行调节。

在一种可能实现方式中，如图3所示，流量校准系统还包括储液单元16，储液单元16与第二测量单元12连接，储液单元16储存第一液体，将第一液体输入至第二测量单元12中。

其中，储液单元16能够储存用于形成湿天然气的液体；例如，当液体为水体时，储液单元16可包括储水罐。

另外，流量校准系统还包括第二调节单元17，第二调节单元17分别与储液单元16和第二测量单元12连接，储液单元16将第一液体输入至第二调节单元17中，第二调节单元17调节第一液体的压强或流量中的至少一项，调节后的第一液体进入第二测量单元12中。

通过调整第一液体的压强或流量中的至少一项，能够使混合单元13中生成的湿天然气与天然气井口的天然气类似。

本申请提供的流量校准系统可精确地调节干天然气的流量和加注液体的流量，以模拟天然气井口不同气体的流量、不同含液配比情况下的湿天然气两相流动，能够用以开展湿天然气两相流量的测试和流量计测试、校准等工作。

在一种可能实现方式中，第三测量单元14还包括监测模块142，监测模块142监测湿天然气的流动状态。

例如，监测模块142检测湿天然气的压强，当湿天然气的压强的变化率小于第一预设变化率时，确定湿天然气处于稳定流动状态；其中，监测模块142可以包括差压式流量计，如孔板流量计或文丘里流量计等。差压式流量计包括差压检测组件、差压转换组件和流量显示仪表。差压检测组件测量得到差压信号，由于湿天然气的差压信号与流量呈正相关关系，差压转换组件将差压信号转换为对应的流量，由流量显示仪表显示测量得到的流量。

监测模块142检测湿天然气的密度，当湿天然气的密度的变化率小于第二预设变化率时，确定湿天然气处于稳定流动状态。

监测模块142包括密度检测组件，通过密度检测组件，对湿天然气进行测量，得到湿天然气的密度。可选地，该密度检测组件可以包括非接触式密度检测仪，非接触式密度检测仪可包括γ射线在线密度仪或超声波密度测量仪。

并且，该监测模块142可以设置于流量计141之前，湿天然气进入第三测量单元14中，先经过该监测模块142，由该监测模块142进行监测，之后再经过流量计141，由该流量计141测量湿天然气的流量参数。因此，当监测模块142确定湿天然气处于稳定流动状态时，即可读取流量计141测量的流量参数，此时所测量的流量参数较为准确。

本申请实施例中，混合单元13是用于将干天然气和液体进行混合，从而生成湿天然气的装置。混合单元13生成湿天然气时，干天然气和液体分别通过设置的不同的管道进入混合单元13的内部，在混合单元13的内部将干天然气和液体进行混合，从而生成湿天然气，来模拟天然气井口的湿天然气。

如图4所示，混合单元13包括第一管道131和第二管道132，第二管道132套设于第一管道131的外侧，第二管道132的第一端位于第一管道131的第一端与第一管道131的第二端之间，第一管道131的第二端位于第二管道132的第一端与第二管道132的第二端之间。

其中，第二管道132的第一端设置在第一管道131的外侧，第一管道131的第二端位于第二管道132的内部。

第二管道132的第一端与第一管道131连接，密封第二管道132的第一端；其中，第一管道131与第二管道132连接为一体结构，第一管道131与第二管道132的连接处密封了第二管道132的第一端。

第二管道132与第一管道131之间构成液体通道133，液体通道133和第一管道131内部的第一通道134分别与第二管道132内部的第二通道135连通；

其中，液体通道133是由第二管道132的内壁与第一管道131的外壁构成的。由于第一管道131的第一端位于第二管道132的第一端与第二管道132的第二端之间，则液体通道133在第一管道131的第二端处与该第二通道135连通。且由于第二管道132的第一端处于密封状态，则液体通道133为单向出口的通道。

且由于第一管道131的第一端位于第二管道132的第一端与第二管道132的第二端之间，第一通道134在第一管道131的第二端处与第二通道135连通。

第二管道132包括第一轴向段1321和第二轴向段1322，第一轴向段1321位于第二管道132的第一端，第二轴向段1322位于第二管道132的第二端，第一轴向段1321的第一内径尺寸大于第二轴向段1322的第二内径尺寸；第一轴向段1321设置有液体入口，液体入口与液体通道133连通。

由于第一内径尺寸大于第二内径尺寸，液体通道133中第一轴向段1321对应的液体通道区域可以作为液体的缓冲地带，该区域会改变液体的流动方向，液体在该区域内会形成汇集，以便液体流入第二轴向段1322对应的液体通道区域时，能够充满该第二轴向段1322对应的液体通道区域，从而使在进入第二通道135时，液体的流动状态稳定，且液体的流量稳定。

因此，液体通道133包括缓冲室和流通通道，第一轴向段1321与第一管道131之间构成缓冲室，第二轴向段1322与第一管道131之间构成流通通道。其中，缓冲室的径向宽度大于流通通道的径向宽度，液体入口与缓冲室连通，缓冲室与流通通道连通，流通通道与第二通道135连通。

可选地，流通通道的径向宽度为第一内径尺寸的0.03-0.06倍，保证液体与干天然气的混合比例，从而使通过混合单元13生成的湿天然气与天然气井口的湿天然气类似。

另外，为了干天然气和液体在混合之前，干天然气和液体的流动状态均稳定，第一管道131和第二管道132均为圆形，将第一管道131和第二管道132设置为同轴，即第一管道131的中心轴和第二管道132的中心轴重合，则液体通道133成圆环形。

为了保证在干天然气和液体混合之前，液体的流动状态稳定，可选地，第一轴向段1321的轴向长度为130毫米-140毫米，第二内径尺寸为75毫米-90毫米。

可选地，第一轴向段1321的轴向长度为130±5毫米，第二轴向段1322的轴向长度大于330毫米，第二径尺寸为78±2毫米。

另外，第二轴向段1322的轴向长度尺寸范围为在第二内径尺寸的5倍至是15倍之间。

对于采用该混合单元13生成湿天然气的过程，第一干天然气由第一管道131的第一端进入，通过第一通道134，进入第二通道135内；第一液体由液体入口进入，通过液体通道133，进入第二通道135内；第一干天然气与第一液体在第二通道135内混合，形成处于稳定流动状态的湿天然气。

湿天然气呈环状流动形态，湿天然气的流动特征为干天然气占主导，干天然气推动液体流动。例如，湿天然气的流动状态稳定时，干天然气在第二通道135的中心，液体在第二通道135的内壁周围呈环状流动形态。

本申请提供的混合单元，包括第一管道和第二管道，第二管道套设于第一管道的外侧，第一管道的第二端位于第二管道的第一端与第二管道的第二端之间，第二管道的第一端与第一管道连接，密封第二管道的第一端，第二管道与第一管道之间构成液体通道，液体通道和第一管道内部的第一通道分别与第二管道内部的第二通道连通，第二管道包括第一轴向段和第二轴向段，第一轴向段位于第二管道的第一端，第二轴向段位于第二管道的第二端，第一轴向段的第一内径尺寸大于第二轴向段的第二内径尺寸，第一轴向段设置有液体入口，液体入口与液体通道连通。由于第一内径尺寸大于第二内径尺寸，液体在第一轴向段对应的液体通道区域内，改变液体的流动方向，在该液体通道区域内液体会形成汇集，从而使液体能够充满第二轴向段对应的液体通道区域，从而使在进入第二通道时，液体的流动状态稳定，且液体的流量稳定，从而避免了液体的流动状态的不稳定对湿天然气的流动状态的影响，从而提高了混合后的湿天然气的流动状态的稳定性。

湿天然气的流动特征是天然气占主导，天然气推动液体流动，典型的流动形态为天然气在管道中心，液体在管壁周围的环状流，因此在混合单元中，需要天然气和液体在混合后尽快地达到环状流的状态。本申请的混合单元能够在较短的管线距离实现气液的混合和流型的生成，可以加快湿天然气环状流的生产，降低气液混合过程中的压力损失，提供更多的测试管道长度，降低天然气溶解性的变化。

且由于第一管道的第二端位于第二管道的第一端与第二端之间，使干天然气进入到第二通道内能够进行扩散，从而使干天然气与液体快速混合，形成稳定的湿天然气环状流动形态。

在一种可能实现方式中，如图5和图6所示，第一管道131的外侧设置有第一固定板136，第二管道132的外侧设置有第二固定板137，第一固定板136与第二固定板137连接，密封第二管道132的第一端。

其中，第二固定板137设置于第二管道132的第一端的外侧，第一固定板136与第二固定板137连接时，第一固定板136的一面与第二固定板137的一面贴合，密封第二管道132的第一端。

例如，第一固定板136上设置有第一安装孔，第二固定板137上设置有第二安装孔，螺栓贯穿该第一安装孔和第二安装孔，固定连接第一固定板136和第二固定板137，使第一管道131与第二管道132连接。或者，第一固定板136和第二固定板137上分别设置有螺纹，通过螺纹配合，将第一固定板136和第二固定板137固定连接。

可选地，混合单元13还包括密封圈，第一固定板136或者第二固定板137设置有密封槽，密封圈安装于密封槽内，第一固定板136与第二固定板137连接，挤压密封圈，密封第一固定板136与第二固定板137之间的缝隙，从而密封第二管道132的第一端。

另外，为了便于连接第一管道131和第二管道132，第二固定板137位于第一轴向段1321的外侧，且位于第二管道132的第一端，液体入口靠近该第二固定板137，与该第二固定板137之间的距离小于预设距离。

在一种可能实现方式中，如图7所示，第二管道132还包括第三轴向段1323，第三轴向段1323的第一端与第一轴向段1321连接，第三轴向段1323的第二端与第二轴向段1322连接，因此第三轴向段1323位于第一轴向段1321与第二轴向段1322之间。第三轴向段1323为锥形，第三轴向段1323的第一端的内径尺寸与第一内径尺寸相等，第三轴向段1323的第二端的内径尺寸与第二内径尺寸相等。

沿着第二管道132的轴线，由第三轴向段1323的第一端向第三轴向段1323的第二端的方向，第三轴向段1323的内径尺寸逐渐变小。通过设置第三轴向段1323，使液体由第一轴向段1321流向第二轴向段1322时，便于液体的流动状态的稳定，从而提高了混合后的湿天然气的流动状态的稳定性。

为了保证在混合之前，液体的流动状态稳定，可选地，第三轴向段1323沿中心轴的截面形状为梯形，该梯形的腰与中心轴的角度为30度-50度。

可选地，第三轴向段1323沿中心轴的截面形状为梯形，该梯形的腰与中心轴的角度为40±2度。

在一种可能实现的方式中，如图5所示，第一管道131包括第四轴向段1311和第五轴向段1312，第四轴向段1311位于第一管道131的第一端，第五轴向段1312位于第一管道131的第二端，第四轴向段1311的第三内径尺寸大于第五轴向段1312的第四内径尺寸。

由于第三内径尺寸大于第四内径尺寸，因此干天然气由第四轴向段1311流入第五轴向段1312，使进入到第五轴向段1312的天然气的流动状态稳定，从而能够保持稳定流量的干天然气进入到第二通道135内，从而提高了湿天然气的流动状态的稳定性。

另外，第二管道132套设在第五轴向段1312的外侧，第二管道132与第五轴向段1312连接，密封第二管道132的第一端。

可选地，第二内径尺寸与第三内径尺寸相等，即第一管道131的第一端与第二管道132的第二端的内径尺寸相等。

由于在使用混合单元13生成湿天然气时，在该混合单元13的两端需要与其他管道进行连接，以便能够输送干天然气及湿天然气。第二内径尺寸与第三内径尺寸相等，也即是该混合单元13的两端连接其他管道时，可连接相同尺寸的管道，便于混合单元13的使用及安装。

为了保证在混合之前，干天然气的流动状态稳定，可选地，第四轴向段1311的轴向长度为100毫米-140毫米，第三内径尺寸为75毫米-90毫米；第五轴向段1312的轴向长度为350毫米-450毫米，第四内径尺寸为65毫米-73毫米。

可选地，第四轴向段1311的轴向长度为115±5毫米，第三内径尺寸为78±2毫米；第五轴向段1312的轴向长度为390±10毫米，第四内径尺寸为69±1毫米。

可选地，如图5所示，第一管道131还包括第六轴向段1313，第六轴向段1313的第一端与第四轴向段1311连接，第六轴向段1313的第二端与第五轴向段1312连接。第四轴向段1311为锥形，第六轴向段1313的第一端的内径尺寸与第三内径尺寸相等，第六轴向段1313的第二端的内径尺寸与第四内径尺寸相等。

沿着第一管道131的轴线，由第六轴向段1313的第一端向第六轴向段1313的第一端的方向，第六轴向段1313的内径尺寸逐渐变小。通过设置第六轴向段1313，使干天然气由第四轴向段1311流向第五轴向段1312时，通过第六轴向段1313的锥形，能够使干天然气的流动状态逐渐变的稳定，从而使进入到第二通道135内的干天然气的流动状态稳定，从而提高了混合后的湿天然气的流动状态的稳定性。

为了保证在混合之前，干天然气的流动状态稳定，可选地，第六轴向段1313沿中心轴的截面形状为梯形，该梯形的腰与中心轴的角度为12度-16度。

可选地，第六轴向段1313沿中心轴的截面形状为梯形，该梯形的腰与中心轴的角度为13.5±0.5度。

可选地，第五轴向段1312的第一端与第四轴向段1311连接，第五轴向段1312的第二端的内壁为锥形，该锥形的第一端的内径尺寸与第四内径尺寸相等，且小于锥形的第二端的内径尺寸。

干天然气由第五轴向段1312的第一端进入，以稳定的流量传输，在第五轴向段1312的第二端，由于第二端的内壁为锥形，内径尺寸逐渐增大，则干天然气在该区域内进行了扩散，以便后续进入到第二通道135内与液体能够更好的混合，从而得到稳定的湿天然气。

为了干天然气进入第二通道135时保持流动状态稳定，且能够使干天然气进行扩散与液体充分混合，可选地，第五轴向段1312的第二端、内壁为锥形的区域，沿第五轴向段1312的中心轴的截面形状为梯形，该梯形的腰与中心轴的角度为8度-12度，且第五轴向段1312的第二端的内径尺寸为74毫米-78毫米。

可选地，第六轴向段1313沿中心轴的截面形状为梯形，该梯形的腰与中心轴的角度为13.5±0.5度，且第五轴向段1312的第二端的内径尺寸为75±0.5毫米。

对于第一管道131包括第四轴向段1311、第五轴向段1312及第六轴向段1313时，可选地，第一固定板136位于第四轴向段1311与第六轴向段1313的连接处，且位于该第四轴向段1311的外侧。

需要说明的是，本申请实施例中，第一管道131包括第四轴向段1311、第五轴向段1312及第六轴向段1313，该第四轴向段1311、该第五轴向段1312及该第六轴向段1313，可以为一体结构，不同的轴向段的尺寸和形状不同；也可以是分开设置的，每个轴向段设置为一个独立结构，该多个轴向段连接构成第二管道132。

第二管道132包括第一轴向段1321、第二轴向段1322及第三轴向段1323，该第一轴向段1321、该第二轴向段1322及该第三轴向段1323可以为一体结构，不同的轴向段的尺寸和形状不同；也可以是分开设置的，每个轴向段设置为一个独立结构，该多个轴向段连接成第二管道132。

可选地，如图7所示，第四轴向段1311的外侧设置有第三固定板138，第五轴向段1312的外侧设置有第四固定板139，第三固定板138与第四固定板139连接，使第四轴向段1311与第五轴向段1312连接。

为了便于加工及使用，将第二管道132设置为两个独立结构的组成，即第四轴向段1311和第五轴向段1312。通过第三固定板138与第四固定板139的连接，使第四轴向段1311和第五轴向段1312组成第一管道131。

可选地，混合单元13还包括密封圈，第四固定板139上设置有密封槽，密封圈安装于密封槽内，第三固定板138与第四固定板139连接，挤压密封圈，密封第三固定板138与第四固定板139之间的缝隙，从而使第四轴向段1311与第五轴向段1312连接，密封第四轴向段1311与第五轴向段1312的连接处。

对于第三固定与第四固定板139的连接方式，与上述第一固定板136与第四固定板139的连接方式类似再次不在赘述。

另外，对于第一管道131包括第四轴向段1311、第五轴向段1312和第六轴向段1313，第二管道132包括第一轴向段1321、第二轴向段1322和第三轴向段1323，且第五轴向段1312和第六轴向段1313为一体结构，第四轴向段1311、第五轴向段1312与第六轴向段1313分别为两个独立结构的方案，可选地，如图4所示，第四轴向段1311的外侧设置有第三固定板138，第五轴向段1312的外侧设置有第四固定板139，第一轴向段1321的外侧设置有第一固定板136，第二管道132套设于第五轴向段1312和第六轴向段1313的外侧。该第三固定板138与第四固定板139连接，第四固定板139与第一固定板136连接，密封第一管道131的第一端。

在另一种可能实现方式中，如图8所示，流量校准系统还包括分离单元18和干天然气的气源19，分离单元18分别与第三测量单元14、气源19和储液单元16连接。

湿天然气通过第三测量单元14后，进入分离单元18，分离单元18将湿天然气进行分离，得到第二干天然气和第二液体，将第二干天然气输入至气源19中，将第二液体输入至储液单元16中。

可选地，在对流量计校准完成后，将湿天然气引入分离单元18中，分离单元18对湿天然气进行分离。

本申请实施例中，通过将使用后的湿天然气进行回收处理，避免了资源浪费，及湿天然气对空气的污染。

另外，干天然气的气源可以为高压天然气输气站或高压输气管线等。

相关技术中大多是以循环压缩机为气体提供流动动力，流量范围受压缩机功率限制，能耗较大，且压缩机脉动造成气体流动稳定性差，系统温度稳定性差，对流量检测有较大的影响。而本申请实施例中，通过高压管线提供气源，测量后的天然气流入到低压管线，可以避免了动力系统的使用，节约了能耗。将分离后的第二干天然气输送至低压输气管线，避免了对第二干天然的增压过程的能量损耗，从而节约了能耗。

进一步地，流量校准系统还包括第三调节单元20，第三调节单元20分别与气源19和分离单元18连接；第三调节单元20调节第二干天然气的压强或流量中的至少一项；将调节后的第二干天然气输入至气源19中。

为了保证第二干天然气输送至气源中，所以需要调节第二干天然气的压强或流量中的至少一项，从而使第二干天然气的压强或流量与气源中的干天然气的压强或流量相同。

需要说明的是，本申请实施例中所涉及的第一端和第二端是指同一个结构中位置相对的两端，将每个结构的第一端设置在一侧，将每个结构的第二端设置在另一侧，如本申请说明书附图中的图4，将每个管道或者每个轴向段的左侧的一端作为第一端，将每个管道或者每个轴向段的右侧的一端作为第二端。

图10是根据一示例性实施例示出的一种流量计校准方法流程图，如图10所示，该方法包括：

在步骤1001中，将第一干天然气输入至第一测量单元11中，第一测量单元11测量第一干天然气的第一流量；第一干天然气通过第一测量单元11后，进入混合单元13中。

在步骤1002中，将第一液体输入至第二测量单元12中，第二测量单元12测量第一液体的第二流量；第一干天然气通过第二测量单元12后，进入混合单元13中。

在步骤1003中，第一干天然气由第一管道131的第一端进入，通过第一通道134，进入第二通道135内。

在步骤1004中，第一液体由液体入口进入，通过液体通道133，进入第二通道135内；第一干天然气与第一液体在第二通道135内混合，形成湿天然气。

在步骤1005中，湿天然气进入第三测量单元14，流量计141对湿天然气进行测量，得到流量参数。

在步骤1006中，根据第一流量、第二流量及流量参数，对流量计进行校准。

在一种可能实现方式中，流量校准系统还包括第一调节单元15，第一调节单元15与第一测量单元11连接；

将第一干天然气输入至第一测量单元11中之前，方法还包括：

第一调节单元15调节第一干天然气的压强或流量中的至少一项。

在一种可能实现方式中，流量校准系统还包括储液单元16，储液单元16与第二测量单元12连接，储液单元16用于储存第一液体，将第一干天然气输入至第一测量单元11中，包括：

储液单元16将第一液体输入至第二测量单元12中。

在一种可能实现方式中，流量校准系统还包括第二调节单元17，第二调节单元17分别与储液单元16和第二测量单元12连接；

储液单元16将第一液体输入至第二调节单元17中；

第二调节单元17调节第一液体的压强或流量中的至少一项，调节后的第一液体进入第二测量单元12中。

在一种可能实现方式中，第三测量单元14还包括监测模块142，湿天然气进入第三测量单元14之后，方法还包括以下至少一项：

监测模块142检测湿天然气的压强，当湿天然气的压强的变化率小于第一预设变化率时，确定湿天然气处于稳定流动状态；

监测模块142检测湿天然气的密度，当湿天然气的密度的变化率小于第二预设变化率时，确定湿天然气处于稳定流动状态。

在一种可能实现方式中，流量参数包括湿天然气的第一总流量和湿天然气的第一含液率；或者，

流量参数包括湿天然气中包含的干天然气的流量和湿天然气中包含的液体的流量。

在一种可能实现方式中，流量校准系统还包括分离单元18和干天然气的气源19，分离单元18分别与第三测量单元14、气源19和储液单元16连接；

根据第一流量、第二流量及流量参数，对流量计进行校准之后，方法还包括：

湿天然气通过第三测量单元14后，进入分离单元18；

分离单元18将湿天然气进行分离，得到第二干天然气和第二液体，将第二干天然气输入至气源19中，将第二液体输入至储液单元16中。

在一种可能实现方式中，流量校准系统还包括第三调节单元20，第三调节单元20分别与气源19和分离单元18连接；

将第二干天然气输入至气源19中，包括：

分离单元18将第二干天然气输入至第三调节单元20中；

第三调节单元20调节第二干天然气的压强或流量中的至少一项；将调节后的第二干天然气输入至气源19中。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本申请的技术方案，并不用以限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种流量校准系统，其特征在于，所述流量校准系统包括：第一测量单元（11）、第二测量单元（12）、混合单元（13）和第三测量单元（14），所述第三测量单元（14）包括流量计（141）；

所述第一测量单元（11）与所述混合单元（13）连接，所述混合单元（13）与所述第三测量单元（14）连接；所述第二测量单元（12）与所述混合单元（13）连接；

所述混合单元（13）包括第一管道（131）和第二管道（132）；

所述第二管道（132）套设于所述第一管道（131）的外侧，所述第二管道（132）的第一端位于所述第一管道（131）的第一端与所述第一管道（131）的第二端之间，所述第一管道（131）的第二端位于所述第二管道（132）的第一端与所述第二管道（132）的第二端之间；

所述第二管道（132）的第一端与所述第一管道（131）连接，密封所述第二管道（132）的第一端；

所述第二管道（132）与所述第一管道（131）之间构成液体通道（133），所述液体通道（133）和所述第一管道（131）内部的第一通道（134）分别与所述第二管道（132）内部的第二通道（135）连通；

所述第二管道（132）包括第一轴向段（1321）和第二轴向段（1322），所述第一轴向段（1321）位于所述第二管道（132）的第一端，所述第二轴向段（1322）位于所述第二管道（132）的第二端，所述第一轴向段（1321）的第一内径尺寸大于所述第二轴向段（1322）的第二内径尺寸；

所述第二管道（132）还包括第三轴向段（1323）；

所述第三轴向段（1323）的第一端与所述第一轴向段（1321）连接，所述第三轴向段（1323）的第二端与所述第二轴向段（1322）连接；

所述第三轴向段（1323）为锥形，所述第三轴向段（1323）的第一端的内径尺寸与所述第一内径尺寸相等，所述第三轴向段（1323）的第二端的内径尺寸与所述第二内径尺寸相等；

所述第一轴向段（1321）设置有液体入口，所述液体入口与所述液体通道（133）连通；

所述第一管道（131）包括第四轴向段（1311）和第五轴向段（1312）；

所述第四轴向段（1311）位于所述第一管道（131）的第一端，所述第五轴向段（1312）位于所述第一管道（131）的第二端，所述第四轴向段（1311）的第三内径尺寸大于所述第五轴向段（1312）的第四内径尺寸；

所述第四轴向段（1311）的外侧设置有第三固定板（138），所述第五轴向段（1312）的外侧设置有第四固定板（139）；所述第三固定板（138）与所述第四固定板（139）连接，使所述第四轴向段（1311）与所述第五轴向段（1312）连接；

第一干天然气进入所述第一测量单元（11）中，所述第一测量单元（11）测量所述第一干天然气的第一流量；所述第一干天然气通过所述第一测量单元（11）后，进入所述混合单元（13）中；

第一液体进入所述第二测量单元（12）中，所述第二测量单元（12）测量所述第一液体的第二流量；所述第一干天然气通过所述第二测量单元（12）后，进入所述混合单元（13）中；

所述第一干天然气由所述第一管道（131）的第一端进入，通过所述第一通道（134），进入所述第二通道（135）内；所述第一液体由所述液体入口进入，通过所述液体通道（133），进入所述第二通道（135）内；所述第一干天然气与所述第一液体在所述第二通道（135）内混合，形成湿天然气；所述湿天然气进入所述第三测量单元（14），所述流量计（141）对所述湿天然气进行测量，得到流量参数；

根据所述第一流量、所述第二流量及所述流量参数，对所述流量计进行校准；

所述流量校准系统还包括分离单元（18），所述分离单元（18）分别与所述第三测量单元（14）、干天然气的气源（19）和储液单元（16）连接；

所述湿天然气通过所述第三测量单元（14）后，进入所述分离单元（18）；

所述分离单元（18）将所述湿天然气进行分离，得到第二干天然气和第二液体，将所述第二干天然气输入至所述气源（19）中，将所述第二液体输入至所述储液单元（16）中。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量校准系统还包括第一调节单元（15），所述第一调节单元（15）与所述第一测量单元（11）连接；

所述第一干天然气进入所述第一调节单元（15），所述第一调节单元（15）调节所述第一干天然气的压强或流量中的至少一项，调节后的所述第一干天然气进入所述第一测量单元（11）中。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量校准系统还包括储液单元（16），所述储液单元（16）与所述第二测量单元（12）连接，所述储液单元（16）储存所述第一液体，将所述第一液体输入至所述第二测量单元（12）中。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述流量校准系统还包括第二调节单元（17），所述第二调节单元（17）分别与所述储液单元（16）和所述第二测量单元（12）连接；

所述储液单元（16）将所述第一液体输入至所述第二调节单元（17）中；

所述第二调节单元（17）调节所述第一液体的压强或流量中的至少一项，调节后的所述第一液体进入所述第二测量单元（12）中。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三测量单元（14）还包括监测模块（142），所述监测模块（142）监测所述湿天然气的流动状态。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一管道（131）的外侧设置有第一固定板（136），所述第二管道（132）的外侧设置有第二固定板（137）；

所述第一固定板（136）与所述第二固定板（137）连接，密封所述第二管道（132）的第一端。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二内径尺寸与所述第三内径尺寸相等。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一管道（131）还包括第六轴向段（1313）；

所述第六轴向段（1313）的第一端与所述第四轴向段（1311）连接，所述第六轴向段（1313）的第二端与所述第五轴向段（1312）连接；

所述第四轴向段（1311）为锥形，所述第六轴向段（1313）的第一端的内径尺寸与所述第三内径尺寸相等，所述第六轴向段（1313）的第二端的内径尺寸与所述第四内径尺寸相等。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述第五轴向段（1312）的第一端与所述第四轴向段（1311）连接；

所述第五轴向段（1312）的第二端的内壁为锥形；

所述锥形的第一端的内径尺寸与所述第四内径尺寸相等，且小于所述锥形的第二端的内径尺寸。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量校准系统还包括第三调节单元（20），所述第三调节单元（20）分别与所述气源（19）和所述分离单元（18）连接；

所述第三调节单元（20）调节所述第二干天然气的压强或流量中的至少一项；将调节后的所述第二干天然气输入至所述干天然气的气源（19）中。

11.一种流量计校准方法，其特征在于，应用于权利要求1-10任一项所述的流量校准系统，所述方法包括：

将第一干天然气输入至所述第一测量单元（11）中，所述第一测量单元（11）测量所述第一干天然气的第一流量；所述第一干天然气通过所述第一测量单元（11）后，进入所述混合单元（13）中；

将第一液体输入至所述第二测量单元（12）中，所述第二测量单元（12）测量所述第一液体的第二流量；所述第一干天然气通过所述第二测量单元（12）后，进入所述混合单元（13）中；

所述第一干天然气由所述第一管道（131）的第一端进入，通过所述第一通道（134），进入所述第二通道（135）内；

所述第一液体由所述液体入口进入，通过所述液体通道（133），进入所述第二通道（135）内；所述第一干天然气与所述第一液体在所述第二通道（135）内混合，形成湿天然气；所述湿天然气进入所述第三测量单元（14），所述流量计（141）对所述湿天然气进行测量，得到流量参数；

根据所述第一流量、所述第二流量及所述流量参数，对所述流量计进行校准。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述流量校准系统还包括第一调节单元（15），所述第一调节单元（15）与所述第一测量单元（11）连接；

所述将第一干天然气输入至所述第一测量单元（11）中之前，所述方法还包括：

所述第一调节单元（15）调节所述第一干天然气的压强或流量中的至少一项。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述流量校准系统还包括储液单元（16），所述储液单元（16）与所述第二测量单元（12）连接，所述储液单元（16）用于储存所述第一液体，所述将第一干天然气输入至所述第一测量单元（11）中，包括：

所述储液单元（16）将所述第一液体输入至所述第二测量单元（12）中。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述流量校准系统还包括第二调节单元（17），所述第二调节单元（17）分别与所述储液单元（16）和所述第二测量单元（12）连接；

所述储液单元（16）将所述第一液体输入至所述第二调节单元（17）中；

所述第二调节单元（17）调节所述第一液体的压强或流量中的至少一项，调节后的所述第一液体进入所述第二测量单元（12）中。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第三测量单元（14）还包括监测模块（142），所述湿天然气进入所述第三测量单元（14）之后，所述方法还包括以下至少一项：

所述监测模块（142）检测所述湿天然气的压强，当所述湿天然气的压强的变化率小于第一预设变化率时，确定所述湿天然气处于稳定流动状态；

所述监测模块（142）检测所述湿天然气的密度，当所述湿天然气的密度的变化率小于第二预设变化率时，确定所述湿天然气处于稳定流动状态。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述流量参数包括所述湿天然气的第一总流量和所述湿天然气的第一含液率；或者，

所述流量参数包括所述湿天然气中包含的干天然气的流量和所述湿天然气中包含的液体的流量。