CN219416307U - 一种液固两相质量流量计 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流体流量测量的领域，公开了一种液固两相质量流量计，其包括有测流管、测压件以及压力接收件。测流管用于与液固两相流体的运输管道相连通。测压件用于与测流管相连接，以测量测流管上下游的压力。压力接收件用于接收测压件测得的压力。本申请在测量时，液固两相流体于取压口处产生的压力作用于压力感应接头，压力感应接头将液固两相流体的压力传递给引压管内的传压流体，传压流体沿着引压管朝向压力接收件流动，压力接收件能够接收上游引压管和下游引压管中传压流体的压力，通过压差测出流量。既实现了液固两相流体在取压口处的压力朝向压力接收件传导，又避免了出现固态物质堵塞引压管的问题。

Description

一种液固两相质量流量计

技术领域

本申请涉及流体流量测量的领域，尤其是涉及一种液固两相质量流量计。

背景技术

在油气工业中，通过运输管道输送原材料是生产过程中必不可少的一个环节，对于管道内原材料的输送量也是需要经过精确的测量。目前通常采用差压式流量计，它是利用流体流经节流装置时所产生的压力差与流量之间存在一定关系的原理，通过测量压差来实现流量测定。差压式流量计通常包括有节流装置和取压装置，节流装置是在管道中安装的一个局部收缩元件，最常用的有孔板、喷嘴和文丘里管，取压装置通常采用直接取压的方式，运输管道中的原材料流体在取压过程中会进入取压装置中。

但是，在质量流量计的某些应用环境，比如在油气井生产过程中，因为油气井成藏条件的原因或后期开发的工艺要求，生产出的流体中不仅包含液体还含有含砂、泥、碎屑等固态物质，原材料流体在运输管道中运输时通常为液固两相流体。

针对上述情况，液固两相流体中的固态物质可能会在取压过程中造成取压装置的引压管堵塞，导致液固两相流体的流量测量出现不准确的问题。

实用新型内容

为了解决液固两相流体中的固态物质在测流过程中造成取压装置的引压管堵塞，以导致液固两相流体的流量测量出现不准确的问题，本申请提供一种液固两相质量流量计。

本申请提供的一种液固两相质量流量计，采用如下的技术方案：

一种液固两相质量流量计，包括有测流管、测压件以及压力接收件，所述测流管用于与液固两相流体的运输管道相连通，所述测流管内部形成有用于流通液固两相流体的流道，且所述流道内设置有节流件，所述测流管于所述节流件的上游位置开设有与所述流道相连通的上游取压口，于所述节流件的下游位置开设有与所述流道相连通的下游取压口，所述测压件包括有上游引压管、下游引压管以及两个分别与所述上游引压管和所述下游引压管相连接的压力感应接头，所述上游引压管通过所述压力感应接头连接于所述上游取压口，所述下游引压管通过所述压力感应接头连接于所述下游取压口，所述上游引压管和所述下游引压管远离所述压力感应接头的一端均与所述压力接收件相连接，所述上游引压管和所述下游引压管中均填充有传压流体，所述压力感应接头用于将液固两相流体和传压流体相隔离；

其中，液固两相流体于所述上游取压口或所述下游取压口处的压力作用于对应的所述压力感应接头，所述压力感应接头用于将液固两相流体的压力传递给对应的引压管内的所述传压流体，所述压力接收件用于接收所述上游引压管和所述下游引压管中传压流体的压力，以获取所述液固两相流体于所述上游取压口和所述下游取压口处的压差。

通过采用上述技术方案，测流管与运输管道相连通，运输管道中的液固两相流体流通于测流管的流道中。于流道中设置节流件，节流件能够使得流通于测流管中的液固两相流体在节流件处形成局部收缩，从而使得流速增加，静压力降低，进而在节流件的上游和下游产生压力差。

引压管中填充有传压流体，压力感应接头能够将传压流体和液固两相流体相隔离，测量时，液固两相流体于取压口处产生的压力能够作用于压力感应接头，压力感应接头能将液固两相流体的压力传递给引压管内的传压流体，传压流体沿着引压管朝向压力接收件流动，压力接收件能够接收上游引压管和下游引压管中传压流体的压力，以获取液固两相流体于上游取压口和下游取压口处的压差，通过压差测出流量。

综上，既实现了液固两相流体在取压口处的压力朝向压力接收件传导，又避免了液固两相流体进入引压管，堵塞引压管，避免了质量流量计因此出现测量不准确的问题。

可选的，所述压力感应接头包括有第一压力感应端，所述第一压力感应端靠近所述测流管的一端的端口内嵌设有感压隔膜，所述感压隔膜用于将液固两相流体和传压流体相隔离。

通过采用上述技术方案，感压隔膜能够使得引压管中的传压流体与测流管中的液固两相流体相隔离。测流时，感压隔膜受到液固两相流体的压力的挤压后发生形变，进而挤压引压管中的传压流体，使得传压流体朝向压力接收件流动。既实现了液固两相流体在取压口处的压力朝向压力接收件传导，又避免了液固两相流体进入引压管，堵塞引压管。

可选的，所述压力感应接头还包括有第二压力感应端，所述第二压力感应端的一端与所述第一压力感应端靠近所述测流管的一端螺纹连接，所述第二压力感应端的另一端与所述上游取压口或所述下游取压口相连接，所述第二压力感应端中设置有用于流通液固两相流体中的液体的隔离单向阀，所述隔离单向阀的液体的流通方向为由所述测流管中流至所述感压隔膜处。

通过采用上述技术方案，液固两相流体中的液体能够通过隔离单向阀与感压隔膜相接触，以将压力传递给感压隔膜。进一步地，液固两相流体中的固态物质无法在隔离单向阀中流通，避免了固态物质与感压隔膜相接触，出现损伤感压隔膜的问题。

可选的，所述第二压力感应端中设置有用于排出沉积于所述感压隔膜处的液固两相流体中的液体的泄压单向阀，所述泄压单向阀的液体的流通方向为由所述感压隔膜流至所述测流管。

通过采用上述技术方案，在传压时，感压隔膜会发生形变，感压隔膜和第二压力感应端之间会形成有形变空隙，液固两相流体中的液体会沉积形变空隙处，当液体沉积过多，可以通过泄压单向阀从形变空隙中流出，避免感压隔膜因长期收到沉积的液体的挤压而发生不可恢复的形变，降低传压性能。

可选的，所述传压流体为防冻液。

通过采用上述技术方案，防冻液能够使得质量流量计在低温环境下也能够测量流量。

可选的，所述测流管的管身上设置有外置天线。

通过采用上述技术方案，当质量流量计安装于偏僻地带，信号传输时断时续，技术人员难以远程测量流量时，外置天线能够在第一时间将质量流量计的信号传输出去，便于技术人员远程操控质量流量计。

可选的，所述测流管的两端均设置有连接法兰，所述连接法兰用于与运输管路相连通。

通过采用上述技术方案，连接法兰能够使得测流管与运输管路的连接严密，避免测流管和运输管道的连接处出现漏液的现象。

可选的，所述节流件为标准孔板或文丘里管。

通过采用上述技术方案，标准孔板和文丘里管均为标准节流件，标准节流件结构简单，安装方便，制作成本低且也能够满足测量的需求。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过压力感应接头连接测流管和引压管，既实现了液固两相流体在取压口处的压力朝向压力接收件传导，又避免了液固两相流体进入引压管，堵塞引压管，避免了质量流量计因此出现测量不准确的问题。

2.传压液体为防冻液，能够使得质量流量计在低温环境下也能够测量运输管路中的流体的流量。

3.在质量流量计被安装于偏僻地带时，外置天线能够增强质量流量计的信号，便于技术人员远程操控质量流量计。

附图说明

图1是一种液固两相质量流量计的结构示意图。

图2是测流管的剖面图。

图3是一种压力感应接头的剖面图一。

图4是一种压力感应接头的剖面图二。

附图标记说明：

1、测流管；11、流道；12、节流件；13、上游取压口；14、下游取压口；15、连接法兰；2、测压件；21、上游引压管；22、下游引压管；23、压力感应接头；231、第一压力感应端；2311、感压隔膜；232、第二压力感应端；2321、隔离单向阀；2322、泄压单向阀；3、压力接收件；31、变送器；32、压力接收盒；4、质量计算机；5、外置天线。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种液固两相质量流量计。参照图1，一种液固两相质量流量计包括有测流管1、测压件2以及压力接收件3。测流管1用于与液固两相流体的运输管道相连通。测压件2用于与测流管1相连接，以测量测流管1上下游的压力。压力接收件3用于接收测压件2测得的压力。

在不同的实施例中，测流管1可以通过不同的方式与运输管道相连通，作为示例的，测流管1的两端均设置有连接法兰15，运输管道的连接处也设置有连接法兰15，(图上未示出)。连接法兰15上的孔眼能够穿过螺栓以将测流管1和运输管道紧密连接。

参照图1和图2，测流管1内部形成有用于流通液固两相流体的流道11，且流道11内设置有节流件12。在不同的实施例中，节流件12可以为不同的结构，但凡能够使得流通于测流管1中的液固两相流体在节流件12处形成局部收缩，从而使得流速增加，静压力降低，以在节流件12的上游和下游产生压力差即可，节流件12可以为标准孔板，也可以为文丘里管。在本申请实施例中，节流件12采用了文丘里管。文丘里管为标准节流件12，在满足测量需求的前提下，文丘里管结构简单，安装方便，制作成本低能够降低生产难度和生产成本。测流管1还于节流件12的上游位置开设有与流道11相连通的上游取压口13，于节流件12的下游位置开设有与流道11相连通的下游取压口14，具体地，在本实施例中，上游取压口13位于文丘里管的直管与渐缩段的交界处附近，下游取压口14位于文丘里管直径最小的喉部。上游取压口13和下游取压口14均用于与测压件2相连接，为测压件2的两个测压点。

在不同的实施例中，测压件2可以通过不同的方式与测流管1相连接，具体但非限定性地提出一种连接方式，测压件2包括有上游引压管21、下游引压管22以及两个分别与上游引压管21和下游引压管22相连接的压力感应接头23。上游引压管21通过压力感应接头23连接于上游取压口13，下游引压管22通过压力感应接头23连接于下游取压口14。具体地，上游引压管21和下游引压管22均通过螺纹连接与压力感应接头23相连接，压力感应接头23通过螺纹连接与上游取压口13连接，同时，压力感应接头23与下游取压口14的也是通过螺纹连接。上游引压管21和下游引压管22远离压力感应接头23的一端均与压力接收件3相连接，上游引压管21和下游引压管22中均填充有用于于压力感应接头23和压力接收件3之间流通的传压流体。如此设置，压力感应接头23能够将传压流体和液固两相流体相隔离，测量时，液固两相流体于取压口处产生的压力能够作用于压力感应接头23，压力感应接头23能将液固两相流体的压力传递给引压管内的传压流体，传压流体沿着引压管朝向压力接收件3流动，压力接收件3能够接收上游引压管21和下游引压管22中传压流体的压力，以获取液固两相流体于上游取压口13和下游取压口14处的压差，通过压差测出运输管路中的流量。进一步地，通过压差测出运输管路中的流量是根据压力接收件3预设的压差流量计算公式将压力差值ΔP代入到预设压差流量计算公式中就能计算得到差压总流量Qm。其中，常数/>d为流道11的直径、膨胀系数ε、液固两相混相流体密度值ρ及流出系数C是已知的。

参照图3，压力感应接头23既实现了液固两相流体在取压口处的压力朝向压力接收件3传导，又避免了液固两相流体进入引压管，堵塞引压管。在不同的实施例中，压力感应接头23可以为不同的结构，具体但非限定性地提出一种压力感应接头23的实施例一，压力感应接头23包括有第一压力感应端231，第一压力感应端231靠近测流管1的一端的端口内嵌设有感压隔膜2311，感压隔膜2311用于将液固两相流体和传压流体相隔离。感压隔膜2311能够使得引压管中的传压流体与测流管1中的液固两相流体相隔离。测流时，感压隔膜2311受到液固两相流体的压力的挤压后发生形变，进而挤压引压管中的传压流体，使得传压流体朝向压力接收件3流动。既实现了液固两相流体在取压口处的压力朝向压力接收件3传导，又避免了液固两相流体进入引压管，堵塞引压管。具体地，第一压力感应端231用于与测流管1连接的一端可以设置外螺纹，测流管1的上游取压口13和下游取压口14均设置内螺纹，第一压力感应端231和测流管1通过螺纹配合的方式连接。第一压力感应端231用于与上游引压管21或下游引压管22连接的一端也可以通过螺纹配合的方式连接。若上游引压管21或下游引压管22的连接端设置的是内螺纹，则第一压力感应端231用于与引压管连接的一端则设置外螺纹，反之则相反。

参照图4，为了避免液固两相流体中的固态物质与感压隔膜2311接触后，出现损伤感压隔膜2311的问题，具体但非限定性地提出一种压力感应接头23的实施例二，在实施例一的基础上压力感应接头23还包括有第二压力感应端232，第二压力感应端232的一端与第一压力感应端231靠近测流管1的一端螺纹连接，第二压力感应端232的另一端与上游取压口13或下游取压口14螺纹连接。第二压力感应端232中设置有用于流通液固两相流体中的液体的隔离单向阀2321，隔离单向阀2321的液体的流通方向为由测流管1中流至感压隔膜2311处，同时设置有用于排出沉积于感压隔膜2311处的液固两相流体中的液体的泄压单向阀2322，泄压单向阀2322的液体的流通方向为由感压隔膜2311流至测流管1。如此设置，液固两相流体中的液体能够通过隔离单向阀2321与感压隔膜2311相接触，以将压力传递给感压隔膜2311，而液固两相流体中的固态物质无法在隔离单向阀2321中流通，避免了固态物质与感压隔膜2311相接触，出现损伤感压隔膜2311的问题。且当液固两相流体中的液体沉积在感压隔膜2311因受到发生形变和第二压力感应端232之间形成的形变空隙中时，可以通过泄压单向阀2322从形变空隙中流出，避免感压隔膜2311因长期收到沉积的液体的挤压而发生不可恢复的形变，降低传压性能。

压力接收件3用于接收上游引压管21和下游引压管22中传压流体的压力，以获取液固两相流体于上游取压口13和下游取压口14处的压差。具体地，压力接收件3包括有变送器31和两个压力接收盒32，两个压力接收盒32分别与上游引压管21和下游引压管22相通。传压流体能够流入压力接收盒32中，以使得压力接收盒32中的压力感应器能够接收到传压流体的压力，变送器31与两个压力接收盒32相连接。在不同的实施例中，变送器31可以为差压变送器31，也可以为多参量变送器31，本申请实施例，采用多参量变送器31，多参量变送器31能够在差压测量流量的基础上，通过自带的温度感应器来对差压测出的流量进行修正。

为了进一步提高质量流量计测量的准确性，还可以在测流管1上设置质量计算机4，质量计算机4与多参量变送器31相连接。质量计算机4能够检测测流管1内的液固两相流体的多个维度的数据，基于液固两相流体的多个维度的数据对多参量变送器31输出的流量结果进行进一步修正，以提高质量流量计测量的准确性。

为了能够使得质量流量计在低温环境下也能够测量流体的流量，本申请实施例中的传压流体为防冻液。

为了能够使得质量流量计被安装于偏僻地带时，信号不会出现时断时续的问题，测流管1的管身上还设置有外置天线5。外置天线5能够在第一时间将质量流量计的信号传输出去，便于技术人员远程操控质量流量计。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液固两相质量流量计，包括有用于与液固两相流体的运输管道相连通的测流管(1)，所述测流管(1)内部形成有用于流通液固两相流体的流道(11)，且所述流道(11)的内设置有节流件(12)，其特征在于，所述测流管(1)于所述节流件(12)的上游位置开设有与所述流道(11)相连通的上游取压口(13)，于所述节流件(12)的下游位置开设有与所述流道(11)相连通的下游取压口(14)，还包括有测压件(2)和压力接收件(3)，所述测压件(2)包括有上游引压管(21)、下游引压管(22)以及两个分别与所述上游引压管(21)和所述下游引压管(22)相连接的压力感应接头(23)，所述上游引压管(21)通过所述压力感应接头(23)连接于所述上游取压口(13)，所述下游引压管(22)通过所述压力感应接头(23)连接于所述下游取压口(14)，所述上游引压管(21)和所述下游引压管(22)远离所述压力感应接头(23)的一端均与所述压力接收件(3)相连接，所述上游引压管(21)和所述下游引压管(22)中均填充有传压流体，所述压力感应接头(23)用于将液固两相流体和传压流体相隔离；

其中，液固两相流体于所述上游取压口(13)或所述下游取压口(14)处的压力作用于对应的所述压力感应接头(23)，所述压力感应接头(23)用于将液固两相流体的压力传递给对应的引压管内的传压流体，所述压力接收件(3)用于接收所述上游引压管(21)和所述下游引压管(22)中传压流体的压力，以获取所述液固两相流体于所述上游取压口(13)和所述下游取压口(14)处的压差。

2.根据权利要求1所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述压力感应接头(23)包括有第一压力感应端(231)，所述第一压力感应端(231)靠近所述测流管(1)的一端的端口内嵌设有感压隔膜(2311)，所述感压隔膜(2311)用于将液固两相流体和传压流体相隔离。

3.根据权利要求2所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述压力感应接头(23)还包括有第二压力感应端(232)，所述第二压力感应端(232)的一端与所述第一压力感应端(231)靠近所述测流管(1)的一端螺纹连接，所述第二压力感应端(232)的另一端与所述上游取压口(13)或所述下游取压口(14)相连接，所述第二压力感应端(232)中设置有用于流通液固两相流体中的液体的隔离单向阀(2321)，所述隔离单向阀(2321)的液体的流通方向为由所述测流管(1)流至所述感压隔膜(2311)处。

4.根据权利要求3所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述第二压力感应端(232)中设置有用于排出沉积于所述感压隔膜(2311)处的液固两相流体中的液体的泄压单向阀(2322)，所述泄压单向阀(2322)的液体的流通方向为由所述感压隔膜(2311)流至所述测流管(1)。

5.根据权利要求1所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述传压流体为防冻液。

6.根据权利要求1所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述测流管(1)的管身上设置有外置天线(5)。

7.根据权利要求1所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述测流管(1)的两端均设置有连接法兰(15)，所述连接法兰(15)用于与运输管道相连通。

8.根据权利要求1所述的液固两相质量流量计，其特征在于，所述节流件(12)为标准孔板或文丘里管。