CN203216550U - 油田地面湿蒸汽两相流测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了油田地面湿蒸汽两相流测量装置，包括沉砂装置、扰动体、取压环室，所述沉砂装置下端通过过渡管与扰动体的上端相连接，所述取压环室的上端通过稳流管与扰动体的下端连接，所述取压环室的圆周侧壁还通过不同的引压管分别连接至差压变送器和压力变送器，所述差压变送器和压力变送器通过信号线连接到数据采集显示装置上。所述取压环室与差压变送器之间连接的引压管上依次设置有针阀和缓冲罐。所述取压环室与压力变送器之间连接的引压管上依次设置有针阀和缓冲罐。本实用新型利用单个节流装置，一套差压和压力测试仪表实现油田地面注汽湿蒸汽流量、干度、压力、温度的测量。

Description

油田地面湿蒸汽两相流测量装置

技术领域

本实用新型涉及稠油热采过程中油田地面注分支管线参数测量装置，具体地说是一种油田地面湿蒸汽两相流测量装置。

背景技术

现有技术的汽（气）液双相流量和干度的测量方法及装置，要想测得油田地面注汽湿蒸汽流量、干度、压力、温度的测量，必须用到非常多的设备，所以实际中测量程序非常繁琐，各项参数的精度也无法保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供油田地面湿蒸汽两相流测量装置，利用单个节流装置，一套差压和压力测试仪表实现油田地面注汽湿蒸汽流量、干度、压力、温度的测量。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，油田地面湿蒸汽两相流测量装置，包括沉砂装置、扰动体、取压环室，所述沉砂装置下端通过过渡管与扰动体的上端相连接，所述取压环室的上端通过稳流管与扰动体的下端连接，所述取压环室的圆周侧壁还通过不同的引压管分别连接至差压变送器和压力变送器，所述差压变送器和压力变送器通过信号线连接到数据采集显示装置上。

所述取压环室与差压变送器之间连接的引压管上依次设置有针阀和缓冲罐。

所述取压环室与压力变送器之间连接的引压管上依次设置有针阀和缓冲罐。

所述沉砂装置上端通过连接管连接至上卡箍头下端；所述取压环室下端通过稳流管连接至下卡箍头上端。

所述上卡箍头上端与注汽管线来流管线连接，所述下卡箍头下端与下游蒸汽管道连接。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型油田地面湿蒸汽两相流测量装置用于测量水蒸汽流量和干度、温度、压力四个参数。该两相流量计分为两部分，一部分由孔板与扰动体和金属过滤网组成节流装置。另一部分由压力及差压变送系统和工控采集显示装置组成，该部分可以是固定式结构，也可以是便携式结构，第一部分节流装置根据需要连接在注汽井口的补偿器前，连接方式为卡箍连接，另一部分由引压管道连接到测量流程上。工控系统及压力和差压变送系统可以长期在线检测；也可以测完后卸下，从而可实现一套二次仪表对多口热采井的巡回测试，相对降低了每口井的测试费用。

1、流量1t/h-23t/h；2、压力0-21MPa；3、温度370℃；4、干度0-100%；5、计量误差小于8%。

附图说明

图1为本实用新型的油田地面湿蒸汽两相流测量装置结构示意图；

图2为水蒸气两相流体B值与X关系曲线图。

图中：1.上卡箍头；2.连接管；3.沉砂装置；4.过渡管；5.扰动体；6.稳流管；7.取压环室；8.稳流管；9.下卡箍头；10.引压管；11.针阀；12.缓冲罐；13.压力变送器；14.差压变送器；15.信号线；16.数据采集显示装置。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

参照附图1，油田地面湿蒸汽两相流测量装置，上卡箍头1与注汽管线来流管线连接，下面通过连接管2与沉砂装置3连接，过渡管段4与安装在管道内的扰动体5结构连接，对蒸汽流型进行扰动，稳流管6与蒸汽取压环室7连接，环室后的稳流管8连接，并与后面下卡箍头9连接，卡箍头与下游蒸汽管道连接，环室侧面通过引压管10连接到引压针阀11上，针阀11后面连接隔温用的缓冲罐12，用引压管线分别连接上压力变送器13和差压变送器14上，差压变送器和压力变送器通过信号线15连接到数据采集显示装置16上。测试时，先打开针阀11，将环室内的蒸汽压力和差压信号引到压力和差压变送器上，传感器信号通过信号线15传输到数据采集显示装置上，进行运算、存储、显示温度、压力、流量、干度参数。

用差压变送器测出水蒸气两相流流过孔板时形成的孔板前后的瞬时差压值△p_i，并对采集到的n个瞬时差压值按下式计算，则可求得此时间内气液两相流体流过孔板时的平均差压值△p_TP：

如将测得的瞬时压差值△p_i和平均压差值△p_TP的差称为差压的脉动振幅，则此脉动振幅均方根平均值△B可由下式表示：

$\mathrm{\ΔB}={\left[\frac{1}{N}\underset{1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\Δp}}_i-{\mathrm{\Δp}}_{\mathrm{TP}})}^2\right]}^{\frac{1}{2}}---\left(1\right)$

B=△B/△p_TP   (2)

当压力一定或气液密度比ρ_g/ρ_l一定时，上式中B只与气液两相中的气相质量含量x值有关。即x=f(B)，图2为压力一定时B与x的关系曲线。

当计算机根据测量信号算得某试验工况的△B及△p_TP值后，即可按式(2)求出B值。根据B值即可由图2曲线查出该工况下的气相质量含量x值。

$G_{\mathrm{TP}}={\mathrm{\α}}_{\mathrm{TP}}\·\mathrm{\ϵ}\·\frac{\sqrt{{2\mathrm{g\Δp}}_{\mathrm{TP}}{\mathrm{\ρ}}_g}}{x+\mathrm{\θ}(1-x)\sqrt{{\mathrm{\ρ}}_g/{\mathrm{\ρ}}_l}}---\left(3\right)$

式中：GT，——两相质量流量，kg／s；

A——孔板开孔面积，m²；

△p_TP——两相流流经孔板时的差压，Pa；

ρ_g——汽相密度，kg／m³；

ρ_l——液相密度，kg／m³；

α_TP——两相流流经孔板时的流量系数；

θ——系数；

g——重力加速度，kg·m／s²；

ε——流体压缩系数。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (5)

1.油田地面湿蒸汽两相流测量装置，其特征在于，包括沉砂装置、扰动体、取压环室，所述沉砂装置下端通过过渡管与扰动体的上端相连接，所述取压环室的上端通过稳流管与扰动体的下端连接，所述取压环室的圆周侧壁还通过不同的引压管分别连接至差压变送器和压力变送器，所述差压变送器和压力变送器通过信号线连接到数据采集显示装置上。

2.根据权利要求1所述的油田地面湿蒸汽两相流测量装置，其特征在于，所述取压环室与差压变送器之间连接的引压管上依次设置有针阀和缓冲罐。

3.根据权利要求1所述的油田地面湿蒸汽两相流测量装置，其特征在于，所述取压环室与压力变送器之间连接的引压管上依次设置有针阀和缓冲罐。

4.根据权利要求1所述的油田地面湿蒸汽两相流测量装置，其特征在于，所述沉砂装置上端通过连接管连接至上卡箍头下端；所述取压环室下端通过稳流管连接至下卡箍头上端。

5.根据权利要求4所述的油田地面湿蒸汽两相流测量装置，其特征在于，所述上卡箍头上端与注汽管线来流管线连接，所述下卡箍头下端与下游蒸汽管道连接。

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