CN219200519U - 一种气液两相精准测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气液两相精准测量装置，属于两相流量测量技术领域。包括入口管道、两相管道、气体管道和液体管道，入口管道与两相管道连接两相管道通过分离阀同时与气体管道和液体管道连接，两相管道上设置有高压质量流量剂，气体管道上依次设置有调压阀和低压质量流量计。在输入的气液两相流处于低压状态时，直接读取高压质量流量计，即为气液两相流精确的质量流量、体积流量等参数的测量结果，而在输入的气液两相流处于高压状态时，通过对气液两相流分流，再测量低压环境下气体流的参数，以反推计算高压环境下气液两相流的各项参数，具有能精确测量输入高压或低压气液两相流时的质量流量等各项参数的效果。

Description

一种气液两相精准测量装置

技术领域

本实用新型涉及两相流量测量技术领域，尤其涉及一种气液两相精准测量装置。

背景技术

两相流广泛应用于热能动力工程、核工程、低温工程以及航天领域等许多领域，所谓两相流广义上是指一种物质或两种物质在不同状态下的流动，其中气体和液体一起流动成为气液两相流。

气液两相流的精准测量一直是石油天然气行业难以解决的难题，以分布式压差法多相流计量误差范围已经超过20％，不宜推广应用，以伽马射线为核心研发和生产的多相流计量装置准确率较高，但因含放射源污染应用条件受限。而无论是石油和天然气的钻井、测试、管道输送都需要高精度的精准测量。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种气液两相精准测量装置。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种气液两相精准测量装置，包括入口管道、两相管道、气体管道和液体管道，入口管道与两相管道连接，两相管道远离入口管道的一端通过分离阀同时与气体管道和液体管道连接，分离阀用于将两相管道中的气液两相流分离为气体流和液体流并分别通入气体管道和液体管道；

两相管道上设置有高压质量流量计，高压质量流量计用于检测两相管道内气液两相流的质量流量；

气体管道上依次设置有调压阀和低压质量流量计，调压阀用于调节气体管道中气体流的压力，低压质量流量计用于检测气体管道内气体流的质量流量。

进一步地，高压质量流量计和低压质量流量计均采用科里奥利质量流量计。

进一步地，两相管道上连接有用于测量两相管道内流体压力的第一压力计，气体管道上连接有用于测量气体管道内流体压力的第二压力计。

进一步地，两相管道上设置有第一检修管，第一检修管与高压质量流量计并联，第一检修管上以及第一检修管两端与高压质量流量计之间均设置有用于开闭管道的第一检修阀。

进一步地，气体管道上设置有第二检修管，第二检修管与低压质量流量计并联，第二检修管上以及第二检修管两端与低压质量流量计之间均设置有用于开闭管道的第二检修阀。

本实用新型的有益效果为：在输入的气液两相流处于低压状态时，直接读取高压质量流量计，即为气液两相流精确的质量流量、体积流量等参数的测量结果，而在输入的气液两相流处于高压状态时，通过对气液两相流分流，再测量低压环境下气体流的参数，以反推计算高压环境下气液两相流的各项参数，能适用于输入压力灵活变化工况下的气液两相流质量流量等的精确测量。

附图说明

图1为本申请实施例的气液两相精准测量装置的平面安装结构示意图。

其中，1、入口管道；2、两相管道；21、高压质量流量计；22、第一压力计；23、第一检修管；24、第一检修阀；3、气体管道；31、调压阀；32、低压质量流量计；33、第二压力计；34、第二检修管；35、第二检修阀；4、液体管道；5、分离阀。

具体实施方式

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本申请实施例公开一种气液两相精准测量装置，参照图1，包括入口管道1、两相管道2、气体管道3和液体管道4，入口管道1的一端与两相管道2的一端相连接，两相管道2远离入口管道1的一端连接有分离阀5，分离阀5具有一个入口端和两个出口端，两相管道2连接在分离阀5的入口端，气体管道3和液体管道4分别连接在分离阀5的两个出口端。分离阀5具体为气液分离器，从入口管道1处向两相管道2中通入气液两相流，气液两相流在分离阀5处被分离阀5分为气体流和液体流，气体流和液体流对应流入气体管道3和液体管道4中。

两相管道2上连接有高压质量流量计，气体管道3上连接有低压质量流量计32。在本申请实施例中，高压质量流量计和低压质量流量计32均采用高精度的科里奥利质量流量计。高压质量流量计的工作压力为0～10MPa，低压质量流量计32的工作压力为0～3MPa，高压质量流量计和低压质量流量计32的区别在于可应用的工作环境条件的不同。高压质量流量计和低压质量流量计32分别用于精确测量所在管道中的流体的质量流量、体积流量、流量总量、密度和温度等的瞬时参数和累计参数等，高压质量流量计和低压质量流量计32均与计算机通信连接，并将测得的各项参数值即时传输到计算机。气体管道3上位于第一质量流量计的上有还连接有调压阀31，调压阀31用于精确调节控制气体管道3中的气体压力。

由于气体密度、体积等参数受到压力影响较大，而液体的密度、体积等参数受压力影响较小。在入口管道1处输入气液两相流为低压(0～3MPa)时，两相管道2上的高压科里奥利质量流量计能够准确测量两相管道2内的气液两相流的各项参数；但在入口管道1处输入的气液两相流为高压(3～10MPa)时，两相管中气液两相流中的气体体积受气压影响变动较大，两相管道2上的高压科里奥利质量流量计所测量的气液两相流中的体积流量数据则会出现较大误差，影响后续多个参数的计算和测量，而在经过分离阀5对气、液分离后，气体管道3上经过调节阀调节气体管道3中的气体流压力降至为低压(0～3MPa)，此时再由低压科里奥利质量流量计测量，即可得到准确的气体流的质量流量、体积流量等，利用测得的气体管道3上测得的气体质量流量以及两相管道2上测得的气液两相流质量流量，可以计算得到气液两相流中液体部分的质量流量，并通过液体的密度计算得到液体部分的体积流量，结合两相管道2的管道尺寸，得到气液两相流中气体部分的体积流量，为了校正对气液两相流的各项测量参数，还可以在液体管道4上设置质量流量计，用于对比计算。

该装置能应用在气液两相流输入压力灵活变化的情形，能够准确测量出高压或低压环境下的气液两相流的各项参数，准确度高。

进一步的，在两相管道2上连接有第一压力计22，气体管道3上连接有第二压力计33，第一压力计22和第二压力计33分别用于测量所在管道内的流体的压力，第一压力计22、第二压力计33与各自所在管道之间还设有阀门，以便于在对管道内压力检测完成后，将压力计与管道之间的连通管道截断，使压力计无需持续运行，延长压力计的使用寿命。

进一步的，为了便于工作人员对两相管道2或气体管道3上的质量流量计进行检修。在本申请实施例中，两相管道2上设置有第一检修管23，第一检修管23与高压质量流量计并联，一检修管上以及第一检修管23两端与高压质量流量计之间均设置有用于开闭管道的第一检修阀24；气体管道3上设置有第二检修管34，第二检修管34与低压质量流量计32并联，第二检修管34上以及第二检修管34两端与低压质量流量计32之间均设置有用于开闭管道的第二检修阀35。

通过针对性集体开闭第一检修阀24或第二检修阀35，可以截断两相管道2或气体管道3中的流体流动，在不影响正常钻井施工工作情况下，工作人员可以完成对高压质量流量计或低压质量流量计32的检修、调校和更换等操作。

本申请实施例一种气液两相精准测量装置的实施原理为：当入口管道1输入气液两相流处于低压状态时，气液两相流中气体未被压缩，由计算机数据采集系统获得的来自高压质量流量计中的气液两相流的质量、体积等数据真实、准确。

当入口管道1输入气液两相流处于高压状态时，由计算机数据采集系统获得的来自低压质量流量计32中的气体流的质量、体积等数据，根据气体状态方程，可以计算出该气体流在高压时所处压力和温度下的体积，而高压时的液体流体积可以通过来自高压质量流量计中的气液两相流的质量数据以及两相管道2的截面尺寸另行计算获得的液体流体积，也可以通过在液体管道4上另设质量流量计测量获得液体流的体积，液体体积几乎不可压缩，同时其压缩性也有固定的计算方法。

由此，我们在高压质量流量计这里应获得的质量和体积等准确数据，可以从低压环境下高压质量流量计处获得，也可以根据气体和液体所处压力、温度的不同，参考第一质量流量计获得的质量和体积等数据进行反向计算，适用于多种压力环境，提高测量的数据精度。

在计算流量时，可以将每一个瞬时(1毫秒)的流量可以通过加分的方式(使用加法不会增加精度误差)累计，也可以读取来自各个流量计的累计流量，并根据工作状况的需要，将获得的流量进行24小时分割，或按照计量的需要(比如管道输送时一船LNG输送完毕)进行任意时间段的分割。利用质量流量计的高精度(达到十万分之一升)和加法算法，可以达到万分之一升计量精度的流量测量。

本领域内的技术人员应明白，尽管已经描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种气液两相精准测量装置，其特征在于：包括入口管道(1)、两相管道(2)、气体管道(3)和液体管道(4)，所述入口管道(1)与两相管道(2)连接，所述两相管道(2)远离入口管道(1)的一端通过分离阀(5)同时与气体管道(3)和液体管道(4)连接，所述分离阀(5)用于将两相管道(2)中的气液两相流分离为气体流和液体流并分别通入气体管道(3)和液体管道(4)；

所述两相管道(2)上设置有高压质量流量计(21)，所述高压质量流量计(21)用于检测两相管道(2)内气液两相流的质量流量；

所述气体管道(3)上依次设置有调压阀(31)和低压质量流量计(32)，所述调压阀(31)用于调节气体管道(3)中气体流的压力，所述低压质量流量计用于检测气体管道(3)内气体流的质量流量。

2.根据权利要求1所述的一种气液两相精准测量装置，其特征在于，所述高压质量流量计(21)和低压质量流量计均采用科里奥利质量流量计。

3.根据权利要求1所述的一种气液两相精准测量装置，其特征在于，所述两相管道(2)上连接有用于测量两相管道(2)内流体压力的第一压力计(22)，所述气体管道(3)上连接有用于测量气体管道(3)内流体压力的第二压力计(33)。

4.根据权利要求1所述的一种气液两相精准测量装置，其特征在于，所述两相管道(2)上设置有第一检修管(23)，所述第一检修管(23)与所述高压质量流量计并联，所述第一检修管(23)上以及第一检修管(23)两端与高压质量流量计之间均设置有用于开闭管道的第一检修阀(24)。

5.根据权利要求4所述的一种气液两相精准测量装置，其特征在于，所述气体管道(3)上设置有第二检修管(34)，所述第二检修管(34)与所述低压质量流量计(32)并联，所述第二检修管(34)上以及第二检修管(34)两端与低压质量流量计(32)之间均设置有用于开闭管道的第二检修阀(35)。

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