CN115420342A - 一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法 - Google Patents

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CN115420342A CN202211365421.5A CN202211365421A CN115420342A CN 115420342 A CN115420342 A CN 115420342A CN 202211365421 A CN202211365421 A CN 202211365421A CN 115420342 A CN115420342 A CN 115420342A
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Abstract

本发明公开了一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，首先以已知数据拟合气体弗劳德数与文丘里差压、文丘里压损之间的关系，得到气体弗劳德数的计算式，再按气体弗劳德数的大小对已知数据进行分区，分段拟合含气率与文丘里差压、文丘里压损之间的关系，得到不同气体弗劳德数条件下的含气率分段计算式，最后以气体弗劳德数计算式、含气率分段计算式为依托，采集一部分必要的实时数据来计算湿气的实时流量。采用本发明的显著效果是，通过已知数据进行拟合得含气率计算式，再结合流量计测得的压力、湿气的气液密度参数等进行虚拟计量，计算得到湿气的流量数据，摆脱了对射线流量计的依赖；具有计量准确、误差较小、无放射性污染的优点。

Description

一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法
技术领域
本发明涉及天然气开采工程，具体涉及天然气开采过程中的流量计量方法。
背景技术
国家倡导碳中和，力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和；相对于石油，天然气具有低碳、高效的优点，是更为清洁的能源；更是未来实现碳中和的重要过渡资源。全世界业已加大了天然气开采力度。
湿气流量计是开采天然气的重要设备，为气藏管理、提高采收率提供重要的实时计量数据。湿气流量计的主要技术有两种，一是“文丘里+伽马射线” 技术：二是“V-cone+伽马射线”技术；两种技术都需要两种计量方式相互配合，综合各自的数据计算湿气（气、液两相流）的流量。
然而，以上两种技术虽然有广泛应用，但因伽马放射源安全监管问题，现有的湿气流量计在一些区域受到应用限制；因而需要开发非射线技术的湿气流量计量技术。
作为成熟的现有技术，文丘里测量技术的基本原理如图1，在文丘里1的上游2和喉 部3分别取压测得文丘里压差
Figure 175889DEST_PATH_IMAGE002
，在文丘里上游2和下游4分别取压测得文丘里压损
Figure 468330DEST_PATH_IMAGE004
，湿气 在文丘里管内流动时，呈现压力先降低后恢复的趋势，如图2所示。
发明内容
有鉴于以上原因，本发明提供一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，其仅基于基本的文丘里流量计进行湿气计量，摆脱了对射线流量计的依赖；在实际应用中，具有计量准确、误差较小、无放射性污染的优点，具有实际应用价值和意义。
本发明采用的主要技术方案按以下步骤进行：
首先以已知数据拟合气体弗劳德数与文丘里差压、文丘里压损之间的关系，得到气体弗劳德数的计算式，如下：
步骤一、获取拟合数组；
所述拟合数组包括若干一一对应的气体弗劳德数
Figure 794270DEST_PATH_IMAGE005
、文丘里压损
Figure 488556DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 140117DEST_PATH_IMAGE007
、含气率
Figure 778909DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤二、按照以下公式（1）拟合气体弗劳德数
Figure 174118DEST_PATH_IMAGE005
与文丘里压损
Figure 722911DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 810953DEST_PATH_IMAGE007
之 间的关系；
Figure 546828DEST_PATH_IMAGE009
，公式（1）；
其中，
Figure 745728DEST_PATH_IMAGE010
；
拟合得到气体弗劳德数计算式；
再按照气体弗劳德数的大小对已知数据进行分区，以已知数据所述区段分段拟合含气率与文丘里差压、文丘里压损之间的关系，得到不同气体弗劳德数条件下的含气率分段计算式，如下：
步骤三、按照所述气体弗劳德数
Figure 149028DEST_PATH_IMAGE005
的数据大小设定划分范围，将所述拟合数组划 分为三个区段，分别为高
Figure 1446DEST_PATH_IMAGE005
区段、中
Figure 755775DEST_PATH_IMAGE005
区段、低
Figure 492787DEST_PATH_IMAGE005
区段；
按照所述拟合数组所属区段，分段拟合含气率
Figure 485014DEST_PATH_IMAGE008
与文丘里压损
Figure 914858DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 890904DEST_PATH_IMAGE007
之间的关系，如以下公式组（2）：
Figure 431607DEST_PATH_IMAGE011
，公式组（2）；
其中：
Figure 167089DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 502255DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 231177DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 778833DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 276810DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 782878DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 592571DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 475076DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 827560DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 238950DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 676884DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 97502DEST_PATH_IMAGE023
均为自然数，由含气率
Figure 570071DEST_PATH_IMAGE024
与文丘里压损
Figure 11417DEST_PATH_IMAGE025
、文丘 里差压
Figure 936647DEST_PATH_IMAGE026
拟合得到；
Figure 160955DEST_PATH_IMAGE027
均为自然数，且
Figure 956873DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 241224DEST_PATH_IMAGE029
；
拟合得到含气率分段计算式；
最后以气体弗劳德数计算式、含气率分段计算式为依托，采集一部分必要的实时数据来计算湿气的实时流量，具体为：
步骤四、获取待测湿气的计算数组；
所述计算数组包括若干一一对应的实时文丘里压损
Figure 653751DEST_PATH_IMAGE030
、实时文丘里差压
Figure 9646DEST_PATH_IMAGE031
、实时 气相密度
Figure 191228DEST_PATH_IMAGE032
、实时液相密度
Figure 646480DEST_PATH_IMAGE033
；
按照以下公式（3）计算实时
Figure 546303DEST_PATH_IMAGE034
值：
Figure 581255DEST_PATH_IMAGE035
，公式（3）；
按照以下公式（4）计算实时
Figure 617345DEST_PATH_IMAGE036
值：
Figure 243498DEST_PATH_IMAGE037
，公式（4）；
得到以上数据后，先利用实时
Figure 725557DEST_PATH_IMAGE036
数据计算得到实时气体弗劳德数，按照相同的规 则，根据实时气体弗劳德数的大小划定实时数据所述区段范围，将相关数据带入含气率分 段计算式，由此计算实时含气率，具体是：
步骤五、计算实时含气率
Figure 829779DEST_PATH_IMAGE038
将所述实时
Figure 985954DEST_PATH_IMAGE036
值带入步骤二得到的气体弗劳德数计算式，得到实时气体弗劳德数
Figure 251850DEST_PATH_IMAGE039
，比较
Figure 860686DEST_PATH_IMAGE039
值、
Figure 34179DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 44860DEST_PATH_IMAGE041
三个值的大小，以所述步骤三设定的划分范围为标准，确定所述计算数 组所属区段；
将所述实时
Figure 606291DEST_PATH_IMAGE034
值带入步骤三得到的含气率分段计算式中相应的区段，计算得到实 时含气率
Figure 702423DEST_PATH_IMAGE038
；
最后，结合实时标定的气、液两相密度来计算混合密度，最终得到实时质量流量，如下：
步骤六、按照以下公式（5）计算待测湿气的实时质量流量
Figure 148448DEST_PATH_IMAGE042
：
Figure 748057DEST_PATH_IMAGE043
，公式（5）；
其中：
Figure 886914DEST_PATH_IMAGE044
均为常数，
Figure 470342DEST_PATH_IMAGE045
为文丘里喉部的直径；
Figure 313533DEST_PATH_IMAGE046
。
附图说明
图1为文丘里管的内部结构示意图；
图2为湿气在文丘里管内流动时的压力变化示意图；
图3为试验例实时拟合过程中选取的一组
Figure 298807DEST_PATH_IMAGE005
-
Figure 608565DEST_PATH_IMAGE047
曲线图；
图4为试验例中对高
Figure 679290DEST_PATH_IMAGE005
区段进行拟合时的
Figure 201538DEST_PATH_IMAGE008
-
Figure 41318DEST_PATH_IMAGE048
散点图；
图5为试验例中对中
Figure 521978DEST_PATH_IMAGE005
区段进行拟合时的
Figure 407894DEST_PATH_IMAGE008
-
Figure 264992DEST_PATH_IMAGE048
散点图；
图6为试验例中对低
Figure 959278DEST_PATH_IMAGE005
区段进行拟合时的
Figure 610839DEST_PATH_IMAGE008
-
Figure 124997DEST_PATH_IMAGE048
散点图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，按以下步骤进行：
步骤一、获取拟合数组；
所述拟合数组包括若干一一对应的气体弗劳德数
Figure 520207DEST_PATH_IMAGE005
、文丘里压损
Figure 69000DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 249052DEST_PATH_IMAGE007
、含气率
Figure 516085DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤二、按照以下公式（1）拟合气体弗劳德数
Figure 449406DEST_PATH_IMAGE005
与文丘里压损
Figure 587126DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 846069DEST_PATH_IMAGE007
之 间的关系；
Figure 334820DEST_PATH_IMAGE009
，公式（1）；
其中，
Figure 337411DEST_PATH_IMAGE010
；
拟合得到气体弗劳德数计算式；
步骤三、按照所述气体弗劳德数
Figure 454271DEST_PATH_IMAGE005
的数据大小人为依照经验设定划分范围，将所 述拟合数组划分为三个区段，分别为高
Figure 618536DEST_PATH_IMAGE005
区段、中
Figure 860162DEST_PATH_IMAGE005
区段、低
Figure 869706DEST_PATH_IMAGE005
区段；
按照所述拟合数组所属区段，分段拟合含气率
Figure 247598DEST_PATH_IMAGE008
与文丘里压损
Figure 848343DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 905161DEST_PATH_IMAGE007
之间的关系，如以下公式组（2）：
Figure 249555DEST_PATH_IMAGE049
，公式组（2）；
其中：
Figure 747532DEST_PATH_IMAGE050
均为自然数，且
Figure 253600DEST_PATH_IMAGE051
；
Figure 938659DEST_PATH_IMAGE052
；
拟合得到含气率分段计算式；
步骤四、获取待测湿气的计算数组；
所述计算数组包括若干一一对应的实时文丘里压损
Figure 821165DEST_PATH_IMAGE030
、实时文丘里差压
Figure 173649DEST_PATH_IMAGE031
、实时 气相密度
Figure 444093DEST_PATH_IMAGE032
、实时液相密度
Figure 882027DEST_PATH_IMAGE033
；
按照以下公式（3）计算实时
Figure 568224DEST_PATH_IMAGE034
值：
Figure 244056DEST_PATH_IMAGE035
，公式（3）；
按照以下公式（4）计算实时
Figure 357505DEST_PATH_IMAGE036
值：
Figure 282736DEST_PATH_IMAGE037
，公式（4）；
步骤五、计算实时含气率
Figure 601984DEST_PATH_IMAGE038
将所述实时
Figure 929060DEST_PATH_IMAGE036
值带入步骤二得到的气体弗劳德数计算式，得到实时气体弗劳德数
Figure 213411DEST_PATH_IMAGE039
，比较
Figure 360359DEST_PATH_IMAGE039
值、
Figure 857199DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 38782DEST_PATH_IMAGE041
三个值的大小，以所述步骤三设定的划分范围为标准，确定所述计算数 组所属区段；
将所述实时
Figure 494034DEST_PATH_IMAGE034
值带入步骤三得到的含气率分段计算式中相应的区段，计算得到实 时含气率
Figure 987332DEST_PATH_IMAGE038
；
步骤六、设定待测湿气为均相流，按照以下公式（5）计算待测湿气的实时质量流量
Figure 553442DEST_PATH_IMAGE053
：
Figure 589532DEST_PATH_IMAGE043
，公式（5）；
其中：
Figure 684527DEST_PATH_IMAGE055
；
Figure 806066DEST_PATH_IMAGE056
；
C为文丘里流出系数；
d为文丘里喉部的直径；
D为文丘里入口直管段的直径；
Figure 175868DEST_PATH_IMAGE046
。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同仅在于：在所述步骤三中，公式组（2）的具体拟合式为：
Figure 332043DEST_PATH_IMAGE057
，公式组（2）；
其中：
Figure 722573DEST_PATH_IMAGE058
均为自然数，由含气率
Figure 331409DEST_PATH_IMAGE008
与文丘里压损
Figure 239322DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差 压
Figure 718845DEST_PATH_IMAGE059
拟合得到；当将大量对应的
Figure 686801DEST_PATH_IMAGE048
值和
Figure 782933DEST_PATH_IMAGE008
值带入后即可得到
Figure 88012DEST_PATH_IMAGE058
的值。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同仅在于还包括：
步骤七、按照以下公式（6）计算实时气相质量流量
Figure 218779DEST_PATH_IMAGE060
：
Figure 357636DEST_PATH_IMAGE061
，公式（6）。
步骤八、按照以下公式（7）计算实时液相质量流量
Figure 675485DEST_PATH_IMAGE062
：
Figure 659622DEST_PATH_IMAGE063
，公式（7）。
实施例4：
本实施例与实施例1的不同仅在于：在所述步骤二中，公式（1）的具体拟合式为：
Figure 644895DEST_PATH_IMAGE064
，公式（1）；
其中：
Figure 954654DEST_PATH_IMAGE065
为自然数；当将大量相互对应且关联的气体弗劳德数
Figure 851809DEST_PATH_IMAGE005
、文丘里压损
Figure 905216DEST_PATH_IMAGE006
、文 丘里差压
Figure 744996DEST_PATH_IMAGE059
带入公式（1）后，即可得到
Figure 694497DEST_PATH_IMAGE065
的值。
实施例5：
一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，按以下步骤进行：
步骤一、获取拟合数组；
所述拟合数组包括若干一一对应的气体弗劳德数
Figure 252518DEST_PATH_IMAGE005
、文丘里压损
Figure 844036DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 803902DEST_PATH_IMAGE007
、含气率
Figure 48938DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤二、按照以下公式（1）拟合气体弗劳德数
Figure 828676DEST_PATH_IMAGE005
与文丘里压损
Figure 223885DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 507099DEST_PATH_IMAGE007
之 间的关系：
Figure 329561DEST_PATH_IMAGE064
，公式（1）；
公式（1）中：
Figure 596594DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 795495DEST_PATH_IMAGE065
为自然数；当将大量相互对应且关联的气体弗劳德数
Figure 57849DEST_PATH_IMAGE005
、文丘里压损
Figure 51212DEST_PATH_IMAGE006
、文 丘里差压
Figure 805542DEST_PATH_IMAGE059
带入公式（1）后，即可得到
Figure 276974DEST_PATH_IMAGE065
的值，由此拟合得到气体弗劳德数计算式；
步骤三、按照所述气体弗劳德数
Figure 800360DEST_PATH_IMAGE005
的数据大小人为依照经验设定划分范围，将所 述拟合数组划分为三个区段，分别为高
Figure 964625DEST_PATH_IMAGE005
区段、中
Figure 799726DEST_PATH_IMAGE005
区段、低
Figure 340428DEST_PATH_IMAGE005
区段；
按照所述拟合数组所属区段，分段拟合含气率
Figure 718320DEST_PATH_IMAGE008
与文丘里压损
Figure 319066DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 251250DEST_PATH_IMAGE007
之间的关系，如以下公式组（2）：
Figure 595643DEST_PATH_IMAGE057
，公式组（2）；
公式组（2）中：
Figure 828041DEST_PATH_IMAGE050
均为自然数，且
Figure 694629DEST_PATH_IMAGE051
；
Figure 645267DEST_PATH_IMAGE052
；
Figure 527772DEST_PATH_IMAGE058
均为自然数，由含气率
Figure 349098DEST_PATH_IMAGE008
与文丘里压损
Figure 291646DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 729581DEST_PATH_IMAGE059
拟合得到；当将大量对应的
Figure 415777DEST_PATH_IMAGE048
值和
Figure 216243DEST_PATH_IMAGE008
值带入后即可得到
Figure 329692DEST_PATH_IMAGE058
的值，由此可 拟合得到含气率分段计算式；
以一个示例对步骤三进行补充说明，例如有3组拟合数组，分别为：
第1拟合数组：包括气体弗劳德数
Figure 254923DEST_PATH_IMAGE066
、文丘里压损
Figure 948072DEST_PATH_IMAGE067
、文丘里差压
Figure 275149DEST_PATH_IMAGE068
、含气率
Figure 293920DEST_PATH_IMAGE069
；
第2拟合数组：包括气体弗劳德数
Figure 299922DEST_PATH_IMAGE070
、文丘里压损
Figure 327921DEST_PATH_IMAGE071
、文丘里差压
Figure 509504DEST_PATH_IMAGE072
、含气率
Figure 964756DEST_PATH_IMAGE073
；
第3拟合数组：包括气体弗劳德数
Figure 67841DEST_PATH_IMAGE074
、文丘里压损
Figure 633952DEST_PATH_IMAGE075
、文丘里差压
Figure 935620DEST_PATH_IMAGE076
、含气率
Figure 155249DEST_PATH_IMAGE077
；
在对
Figure 276789DEST_PATH_IMAGE005
设定划分范围后：
第1拟合数组的
Figure 646590DEST_PATH_IMAGE078
，其属于高
Figure 271606DEST_PATH_IMAGE005
区段范围；
第2拟合数组的
Figure 68661DEST_PATH_IMAGE079
，且
Figure 677497DEST_PATH_IMAGE080
，其属于中
Figure 585410DEST_PATH_IMAGE005
区段范围；
第3拟合数组的
Figure 699821DEST_PATH_IMAGE081
，其属于低
Figure 667777DEST_PATH_IMAGE005
区段范围；
那么在拟合时：
第1拟合数组应该按照式
Figure 763909DEST_PATH_IMAGE082
进行拟合；
第2拟合数组应该按照式
Figure 944354DEST_PATH_IMAGE083
进行拟合；
第3拟合数组应该按照式
Figure 809542DEST_PATH_IMAGE084
进行拟合；
当然，三个区段分别拟合时，均需要足够的数据才能得到相应的参数；
步骤四、获取待测湿气的计算数组；
所述计算数组包括若干一一对应的实时文丘里压损
Figure 948399DEST_PATH_IMAGE030
、实时文丘里差压
Figure 125303DEST_PATH_IMAGE031
、实时 气相密度
Figure 640598DEST_PATH_IMAGE032
、实时液相密度
Figure 360292DEST_PATH_IMAGE033
；
按照以下公式（3）计算实时
Figure 138892DEST_PATH_IMAGE034
值：
Figure 209616DEST_PATH_IMAGE035
，公式（3）；
按照以下公式（4）计算实时
Figure 263023DEST_PATH_IMAGE036
值：
Figure 102803DEST_PATH_IMAGE037
，公式（4）；
步骤五、计算实时含气率
Figure 176938DEST_PATH_IMAGE038
将所述实时
Figure 734959DEST_PATH_IMAGE036
值带入步骤二得到的气体弗劳德数计算式，得到实时气体弗劳德数
Figure 326477DEST_PATH_IMAGE039
，比较
Figure 489605DEST_PATH_IMAGE039
值、
Figure 406746DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 186483DEST_PATH_IMAGE041
三个值的大小，以所述步骤三设定的划分范围为标准，确定所述计算数 组所属区段；
将所述实时
Figure 175167DEST_PATH_IMAGE034
值带入步骤三得到的含气率分段计算式中相应的区段，计算得到实 时含气率
Figure 989540DEST_PATH_IMAGE038
；即：
当
Figure 812002DEST_PATH_IMAGE085
时，其所在计算数组属于高
Figure 79035DEST_PATH_IMAGE005
区段范围，相关数据（
Figure 746777DEST_PATH_IMAGE034
）应带入式
Figure 415656DEST_PATH_IMAGE086
计算含气率（此时，式中各参数均为已知）；
当
Figure 409020DEST_PATH_IMAGE079
，且
Figure 258289DEST_PATH_IMAGE080
时，其所在计算数组属于中
Figure 995301DEST_PATH_IMAGE005
区段范围，相关数据（
Figure 518686DEST_PATH_IMAGE034
）应带入式
Figure 417372DEST_PATH_IMAGE083
计算含气率（此时，式中各参数均为已知）；
当
Figure 658998DEST_PATH_IMAGE081
时，其所在计算数组属于低
Figure 934121DEST_PATH_IMAGE005
区段范围，相关数据（
Figure 171067DEST_PATH_IMAGE034
）应带入式
Figure 506234DEST_PATH_IMAGE084
计算含气率（此时，式中各参数均为已知）；
步骤六、设定待测湿气为均相流，按照以下公式（5）计算待测湿气的实时质量流 量
Figure 235155DEST_PATH_IMAGE053
：
Figure 313970DEST_PATH_IMAGE043
，公式（5）；
其中：
Figure 280789DEST_PATH_IMAGE087
；
Figure 52436DEST_PATH_IMAGE056
；
C为文丘里流出系数；
d为文丘里喉部的直径；
D为文丘里入口直管段的直径；
Figure 3074DEST_PATH_IMAGE046
；
步骤七、按照以下公式（6）计算实时气相质量流量
Figure 479055DEST_PATH_IMAGE060
：
Figure 831539DEST_PATH_IMAGE061
，公式（6）；
步骤八、按照以下公式（7）计算实时液相质量流量
Figure 774087DEST_PATH_IMAGE062
：
Figure 680863DEST_PATH_IMAGE063
，公式（7）。
试验例：
按照实施例5所述的方法进行试验。
一、
Figure 101480DEST_PATH_IMAGE005
与
Figure 574050DEST_PATH_IMAGE047
的拟合；
对若干的气体弗劳德数
Figure 280975DEST_PATH_IMAGE005
、文丘里压损
Figure 206205DEST_PATH_IMAGE006
、文丘里差压
Figure 430513DEST_PATH_IMAGE059
进行拟合，
Figure 492010DEST_PATH_IMAGE010
；
获得有若干（
Figure 245203DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 657729DEST_PATH_IMAGE047
）坐标点，其分布在平面直角坐标系中如图3所示，拟合得到的
Figure 685728DEST_PATH_IMAGE005
与
Figure 959321DEST_PATH_IMAGE047
之间的关系是：
Figure 148994DEST_PATH_IMAGE088
，对应的拟合度
Figure 48817DEST_PATH_IMAGE089
=0.996。
二、分段拟合
按照经验，设定的
Figure 83769DEST_PATH_IMAGE090
00，
Figure 385438DEST_PATH_IMAGE091
，则：
高
Figure 746012DEST_PATH_IMAGE005
区段划分标准是
Figure 133131DEST_PATH_IMAGE092
；
中
Figure 96408DEST_PATH_IMAGE005
区段划分标准是
Figure 987003DEST_PATH_IMAGE093
；
低
Figure 784058DEST_PATH_IMAGE005
区段划分标准是
Figure 861735DEST_PATH_IMAGE094
；
计算得到若干（
Figure 35228DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 45909DEST_PATH_IMAGE048
）坐标点，高、中、低
Figure 607340DEST_PATH_IMAGE005
区段的（
Figure 703472DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 415076DEST_PATH_IMAGE048
）在平面直角坐标系中的分 布分别如图4、5、6所示，
由以上各个区段的（
Figure 280264DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 887963DEST_PATH_IMAGE048
）坐标分段拟合得到：
Figure 471391DEST_PATH_IMAGE095
以上三式的拟合度
Figure 721107DEST_PATH_IMAGE089
分别为0.997；0.978；0.989。
三、流量计量
采集待测湿气的实时数据，计算实时气相质量流量
Figure 299856DEST_PATH_IMAGE060
和实时液相质量流量
Figure 609614DEST_PATH_IMAGE062
，同时 以真实气、液相质量流量为参考，分别计算相对误差
Figure 680339DEST_PATH_IMAGE096
和
Figure 202587DEST_PATH_IMAGE097
；统计结果见表1；
表1、实时气、液相质量流量和相对误差统计表
Figure 42367DEST_PATH_IMAGE098
从表1可以看出，采用实施例5的方法，计算得到的气相质量流量与真实值的相对误差很小，液相质量流量的相对误差波动较大，但对于湿气（含气量高）计量来说，稳定且误差更小的气相质量流量更具有实际指导意义。
有益效果：采用本发明的方法，其通过已知数据进行拟合，得到含气率计算公式，再结合文丘里流量计测得的压力数据，湿气的气液密度参数等进行虚拟计量，计算得到湿气的流量数据，摆脱了对射线流量计的依赖；具有计量准确、误差较小、无放射性污染的优点。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤一、获取拟合数组；
所述拟合数组包括若干一一对应的气体弗劳德数
Figure 835262DEST_PATH_IMAGE001
、文丘里压损
Figure 80299DEST_PATH_IMAGE002
、文丘里差压
Figure 860036DEST_PATH_IMAGE003
、含 气率
Figure 255245DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤二、按照以下公式（1）拟合气体弗劳德数
Figure 538459DEST_PATH_IMAGE001
与文丘里压损
Figure 360922DEST_PATH_IMAGE002
、文丘里差压
Figure 627955DEST_PATH_IMAGE003
之间的 关系；
Figure 921795DEST_PATH_IMAGE005
，公式（1）；
其中，
Figure 590674DEST_PATH_IMAGE006
；
拟合得到气体弗劳德数计算式；
步骤三、按照所述气体弗劳德数
Figure 584038DEST_PATH_IMAGE001
的数据大小设定划分范围，将所述拟合数组划分为 三个区段，分别为高
Figure 338367DEST_PATH_IMAGE001
区段、中
Figure 544221DEST_PATH_IMAGE001
区段、低
Figure 67606DEST_PATH_IMAGE001
区段；
按照所述拟合数组所属区段，分段拟合含气率
Figure 497450DEST_PATH_IMAGE004
与文丘里压损
Figure 598130DEST_PATH_IMAGE002
、文丘里差压
Figure 873254DEST_PATH_IMAGE003
之间 的关系，如以下公式组（2）：
Figure 516725DEST_PATH_IMAGE007
公式组（2）；
其中：
Figure 55153DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 784075DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 862890DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 360867DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 725989DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 676628DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 559133DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 646038DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 588586DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 26521DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 775034DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 247603DEST_PATH_IMAGE019
均为自然数，由含气率
Figure 361053DEST_PATH_IMAGE020
与文丘里压损
Figure 286284DEST_PATH_IMAGE021
、 文丘里差压
Figure 245012DEST_PATH_IMAGE022
拟合得到；
Figure 306509DEST_PATH_IMAGE023
均为自然数，且
Figure 590860DEST_PATH_IMAGE024
；
Figure 829818DEST_PATH_IMAGE025
；
拟合得到含气率分段计算式；
步骤四、获取待测湿气的计算数组；
所述计算数组包括若干一一对应的实时文丘里压损
Figure 857817DEST_PATH_IMAGE026
、实时文丘里差压
Figure 39400DEST_PATH_IMAGE027
、实时气相 密度
Figure 697914DEST_PATH_IMAGE028
、实时液相密度
Figure 597737DEST_PATH_IMAGE029
；
按照以下公式（3）计算实时
Figure 163847DEST_PATH_IMAGE030
值：
Figure 465516DEST_PATH_IMAGE031
，公式（3）；
按照以下公式（4）计算实时
Figure 685145DEST_PATH_IMAGE032
值：
Figure 72264DEST_PATH_IMAGE033
，公式（4）；
步骤五、计算实时含气率
Figure 442065DEST_PATH_IMAGE034
将所述实时
Figure 535923DEST_PATH_IMAGE032
值带入步骤二得到的气体弗劳德数计算式，得到实时气体弗劳德数
Figure 332978DEST_PATH_IMAGE035
， 比较
Figure 941814DEST_PATH_IMAGE035
值、
Figure 974360DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 985042DEST_PATH_IMAGE037
三个值的大小，以所述步骤三设定的划分范围为标准，确定所述计算数组 所属区段；
将所述实时
Figure 952998DEST_PATH_IMAGE030
值带入步骤三得到的含气率分段计算式中相应的区段，计算得到实时含 气率
Figure 49130DEST_PATH_IMAGE038
；
步骤六、按照以下公式（5）计算待测湿气的实时质量流量
Figure 229575DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 94763DEST_PATH_IMAGE040
，公式（5）；
其中：
Figure 233621DEST_PATH_IMAGE041
均为常数，
Figure 144945DEST_PATH_IMAGE042
为文丘里喉部的直径；
Figure 394660DEST_PATH_IMAGE043
。
2.根据权利要求1所述的一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，其特征在于：按照 以下公式（6）计算实时气相质量流量
Figure 379934DEST_PATH_IMAGE044
：
Figure 424113DEST_PATH_IMAGE045
，公式（6）。
3.根据权利要求1所述的一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，其特征在于：按照 以下公式（7）计算实时液相质量流量
Figure 494838DEST_PATH_IMAGE046
：
Figure 548244DEST_PATH_IMAGE047
，公式（7）。
4.根据权利要求1所述的一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，其特征在于所述步骤三中，所述划分范围为人为设定。
5.根据权利要求1所述的一种基于含气率拟合的湿天然气计量方法，其特征在于：所述 步骤六中，设定待测湿气为均相流，再按照公式（5）计算待测湿气的实时质量流量
Figure 388024DEST_PATH_IMAGE039
。
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