CN117629299A - 一种油水两相流的多流动参数测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种油水两相流的多流动参数测量方法。构建了由旋进漩涡流量计和差压变送器组成的组合测量装置，提出了利用组合测量装置对油水两相流的流速、流量和含水率等多个流动参数进行测量的方法。

Description

一种油水两相流的多流动参数测量方法

技术领域

本发明涉及两相流流动参数测量方法。特别是涉及一种油水两相流的多流动参数测量方法。

背景技术

油水两相流是指同时存在油和水两种流体在同一个系统内流动的现象，这种流动在石油工业非常常见。因为两种不同流体的性质和行为差异很大，油水两相流的性质和行为相当复杂。在石油工业中，对油水两相流的流速、流量和含水率进行准确测量非常重要。石油生产中，了解油水两相流的流速和流量能够帮助监测生产井中的产出情况，这对于合理控制生产过程、预测产量以及优化生产效率至关重要。同时，在输送管道中，油水两相流的准确流速和流量测量对于管道设计、优化和维护至关重要。在油水分离过程中，正确评估含水率对于决定分离效率和质量至关重要，准确的含水率测量可以帮助优化分离工艺，提高石油产品的质量和纯度。对于水油混合物的处理和排放，了解含水率是确保符合环保标准和法规的关键。准确测量含水率有助于降低环境污染风险。因此，准确测量油水两相流的流速、流量和含水率是确保石油工业生产效率、产品质量和环境保护的关键一环。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可用于测量油水两相流的流速、流量和含水率等多流动参数的方法。具体技术方案如下：

一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)构建用于测量油水两相流的流速、流量和含水率的组合测量装置；

2)使用组合测量装置测量管道内油水两相流的流速；

3)使用组合测量装置测量管道内油水两相流的流量；

4)使用组合测量装置测量管道内测量油水两相流的含水率。

一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤1)包括：所述的组合测量装置包括管道、多孔孔板、差压变送器、旋进漩涡流量计和上位机，差压变送器和旋进漩涡流量计依次安装在管道上，多孔孔板安装在差压变送器下方管道内，差压变送器和旋进漩涡流量计与上位机相连接进行通讯。

一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤2)包括：油水两相流流经旋进漩涡流量计时，安装在旋进漩涡流量计内部管道壁面上的压力传感器测量出漩涡偏移产生的脉动压力，旋进漩涡流量计表头部分的信号处理模块计算出脉动压力的进动频率f，得到油水两相流的流速u：

式中k为比例常数，比例常数k由实验确定。将实时的脉动压力的进动频率f和油水两相流的流速u传输至上位机。

一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤3)包括：油水两相流流经旋进漩涡流量计时，得到油水两相流的流量Q_v1：

式中K_v为旋进漩涡流量计流量系数，D为管道内径。将实时的油水两相流的流量Q_v1传输至上位机。

一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤4)包括：油水两相流流经多孔孔板时，多孔孔板两端产生压力差，差压变送器采集多孔孔板左右截面处的静压力P₁和P₂，得到差压变送器测量的油水两相流的流量Q_v2：

式中α为差压变送器流量系数，由实验确定，A₀为孔板孔隙面积，ρ为流体密度。将实时的油水两相流的流量Q_v2传输至上位机。

旋进漩涡流量计与差压变送器安装在同一管道上，测量的流体的流量Q_v1和Q_v2相等，在上位机中计算得到油水两相流的密度ρ：

油水两相流的密度与含水率一一对应，由单射关系查询得到油水两相流的含水率β。

本发明的一种油水两相流的多流动参数测量方法，具有如下优点：本发明采用的油水两相流的多流动参数测量方法，能够完成对油水两相流的流速、流量和含水率等多流动参数的测量，解决油水两相流参数测量的多个问题，降低了工程的复杂度，提高了工程的效率；本发明采用的组合测量装置主要由旋进漩涡流量计、多孔孔板和差压变送器组成，结构简洁，功能完善，而且抗干扰能力强，耐磨损，适用于工业环境恶劣的石油工业；本发明采用的组合测量装置的精度高，可以准确测量油水两相流的流速、流量和含水率等多流动参数，并且可以和现场的上位机通讯，实时掌握测量信息。

附图说明

图1是本发明中组合测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的油水两相流的多流动参数测量方法做出详细说明。

本发明的油水两相流的多流动参数测量方法，使用由旋进漩涡流量计和差压变送器构成的组合测量装置对油水两相流的流速、流量和含水率等多个流动参数进行测量。。

本发明的油水两相流的多流动参数测量方法，包括如下步骤。

首先，构建用于测量油水两相流的流速、流量和含水率的组合测量装置；组合测量装置包括管道、多孔孔板、差压变送器、旋进漩涡流量计和上位机，如图1所示，差压变送器和旋进漩涡流量计依次安装在管道上，多空孔板安装在差压变送器下方管道内，差压变送器和旋进漩涡流量计与上位机相连接进行通讯。

其次，使用组合测量装置测量管道内油水两相流的流速；油水两相流流经组合测量装置中的旋进漩涡流量计时，安装在旋进漩涡流量计内部管道壁面上的压力传感器测量出漩涡偏移产生的脉动压力，旋进漩涡流量计表头部分的信号处理模块计算出压力的进动频率f，得到油水两相流的流速u：

式中k为比例常数，比例常数k由实验确定。将实时的压力的进动频率f和油水两相流的流速u传输至上位机。

然后，使用组合测量装置测量管道内油水两相流的流量；油水两相流流经组合测量装置中的旋进漩涡流量计时，得到油水两相流的流量Q_v1：

式中K_v为旋进漩涡流量计流量系数，D为管道内径。将实时的油水两相流的流量Q_v1传输至上位机。

最后，使用组合测量装置测量管道内油水两相流的含水率；油水两相流流经组合测量装置中的多孔孔板时，多孔孔板两端产生压力差，差压变送器采集多孔孔板左右截面处的静压力P₁和P₂，得到差压变送器测量的油水两相流的流量Q_v2：

式中α为差压变送器流量系数，由实验确定，A₀为孔板孔隙面积，ρ为流体密度。将实时的油水两相流的流量Q_v2传输至上位机。

旋进漩涡流量计与差压变送器安装在同一管道上，测量的流体的流量Q_v1和Q_v2相等，在上位机中计算得到油水两相流的密度ρ：

油水两相流的密度与含水率一一对应，由单射关系得到油水两相流的含水率β。在上位机中由密度与含水率的单射关系直接查询出油水两相流的含水率β。

以上对本发明和实施例的描述，并不局限于此，实施例中的描述仅是本发明的实施方式之一，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，任何不经创造性的设计出与该技术方案类似的结构或实施例，均属本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)构建用于测量油水两相流的流速、流量和含水率的组合测量装置；

2)使用组合测量装置测量管道内油水两相流的流速；

3)使用组合测量装置测量管道内油水两相流的流量；

4)使用组合测量装置测量管道内测量油水两相流的含水率。

2.根据权利要求1所述的，一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤1)包括：

所述的组合测量装置包括管道、多孔孔板、差压变送器、旋进漩涡流量计和上位机，差压变送器和旋进漩涡流量计依次安装在管道上，多孔孔板安装在差压变送器下方管道内，差压变送器和旋进漩涡流量计与上位机相连接进行通讯。

3.根据权利要求1所述的，一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤2)包括：

油水两相流流经旋进漩涡流量计时，安装在旋进漩涡流量计内部管道壁面上的压力传感器测量出漩涡偏移产生的脉动压力，旋进漩涡流量计表头部分的信号处理模块计算出脉动压力的进动频率f，得到油水两相流的流速u：

式中k为比例常数，比例常数k由实验确定。将实时的脉动压力的进动频率f和油水两相流的流速u传输至上位机。

4.根据权利要求1所述的，一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤3)包括：

油水两相流流经旋进漩涡流量计时，得到油水两相流的流量Q_v1：

式中K_v为旋进漩涡流量计流量系数，D为管道内径。将实时的油水两相流的流量Q_v1传输至上位机。

5.根据权利要求1所述的，一种油水两相流的多流动参数测量方法，其特征在于，步骤4)包括：

油水两相流流经多孔孔板时，多孔孔板两端产生压力差，差压变送器采集多孔孔板左右截面处的静压力P₁和P₂，得到差压变送器测量的油水两相流的流量Q_v2：

式中α为差压变送器流量系数，由实验确定，A₀为孔板孔隙面积，ρ为流体密度。将实时的油水两相流的流量Q_v2传输至上位机；

旋进漩涡流量计与差压变送器安装在同一管道上，测量的流体的流量Q_v1和Q_v2相等，在上位机中计算得到油水两相流的密度ρ：

油水两相流的密度与含水率一一对应，由单射关系查询得到油水两相流的含水率β。