RU2273828C2 - Method and device for measuring mass flow of gas-liquid mixture - Google Patents
Method and device for measuring mass flow of gas-liquid mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273828C2 RU2273828C2 RU2004116357/28A RU2004116357A RU2273828C2 RU 2273828 C2 RU2273828 C2 RU 2273828C2 RU 2004116357/28 A RU2004116357/28 A RU 2004116357/28A RU 2004116357 A RU2004116357 A RU 2004116357A RU 2273828 C2 RU2273828 C2 RU 2273828C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- volume
- container
- filling
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения расхода газожидкостных смесей, в частности нефтегазовых смесей.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to determine the flow rate of gas-liquid mixtures, in particular oil and gas mixtures.
Известен способ определения массового расхода газонасыщенной нефти, основанный на разделении смеси на жидкую и газовую фазы, поступлении жидкости в сосуд с калиброванным щелевым отверстием, измерении давления столба жидкости в сосуде и определении расхода жидкой фазы по определенной формуле (см. П.П.Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества. - Ленинград, Машиностроение, 1989 г., стр.224).A known method for determining the mass flow rate of gas-saturated oil, based on the separation of the mixture into liquid and gas phases, the flow of liquid into the vessel with a calibrated slot hole, measuring the pressure of the liquid column in the vessel and determining the flow rate of the liquid phase according to a certain formula (see P.P. Kremlevsky. Flowmeters and counters of quantity. - Leningrad, Mechanical Engineering, 1989, p. 224).
Известный способ реализуется с помощью устройства, содержащего сепаратор, емкость, сосуд с калиброванным щелевым отверстием, измерители давления столба жидкости в сосуде и высоты столба, трубопроводы.The known method is implemented using a device containing a separator, a container, a vessel with a calibrated slotted hole, pressure gauges of a liquid column in a vessel and column heights, pipelines.
Недостатком указанного способа является то, что он не обеспечивает возможность измерения расходов газовой фазы смеси.The disadvantage of this method is that it does not provide the ability to measure the flow rate of the gas phase of the mixture.
Наиболее близким из известных технических решений является способ определения расхода газожидкостной смеси, основанный на разделении смеси на жидкую и газовую фазы, заполнении калиброванного по высоте объема V(h) емкости поочередно разными фазами от одного уровня до другого, измерении расстояния h между уровнями, времени Δt заполнения объема между уровнями и изменения давления Δр столба жидкости при различных уровнях жидкости, определении плотности и объемных расходов фаз среды по соответствующим формулам с использованием V(h), h, Δр, Δt.The closest known technical solution is a method for determining the flow rate of a gas-liquid mixture, based on the separation of the mixture into liquid and gas phases, filling of a volume calibrated by height of the volume V (h) of the container with alternately different phases from one level to another, measuring the distance h between levels, time Δt filling the volume between the levels and changing the pressure Δp of the liquid column at different liquid levels, determining the density and volumetric flow rates of the phases of the medium according to the corresponding formulas using V (h), h, Δp, Δt.
Устройство для реализации этого способа содержит разделитель газожидкостной смеси на жидкую и газовые фазы, емкость с калиброванным по высоте объемом между определенными уровнями заполнения, датчики перепада давления, датчик уровня, систему синхронизации измерения перепада давления и времени заполнения объема между двумя фиксированными уровнями в емкости, клапаны, трубопроводы (см. «Техническое описание установки ГЗУ «Икар» 40-8-400», изготовитель ОАО «Икар» - Курганский завод трубопроводной арматуры г. Курган).A device for implementing this method comprises a separator of a gas-liquid mixture into liquid and gas phases, a tank with a volume calibrated by height between certain filling levels, differential pressure sensors, a level sensor, a synchronization system for measuring the differential pressure and time of filling the volume between two fixed levels in the tank, valves , pipelines (see. "Technical description of the installation of GZU" Ikar "40-8-400", the manufacturer of OJSC "Ikar" - Kurgan pipe fittings plant in the city of Kurgan).
Недостатком данного способа и устройства является сложность реализации, так как для этого требуются калибровки по высоте объема емкости и расстояния между уровнями заполнения емкости, согласование операций измерения перепада давления и времени с процессом заполнения (опорожнения) жидкостью емкости от одного фиксированного уровня до другого, измерения изменений давления столба жидкости и расстояния между уровнями заполнения в условиях наличия пульсаций при изменении параметров в емкости. Кроме того, способ обеспечивает недостаточно высокую точность определения расходов из-за значительного количества параметров, которые нужно определять в процессе его реализации, и из-за снижения точности их измерения при наличии пульсаций и необходимости согласования измерений по времени и высоте заполнения емкости.The disadvantage of this method and device is the difficulty of implementation, since this requires calibrating the height of the volume of the tank and the distance between the levels of filling the tank, matching the operations of measuring the differential pressure and time with the process of filling (emptying) the liquid of the tank from one fixed level to another, measuring changes liquid column pressure and the distance between filling levels in the presence of ripple when changing parameters in the tank. In addition, the method does not provide a sufficiently high accuracy in determining the costs due to the significant number of parameters that need to be determined in the process of its implementation, and because of a decrease in the accuracy of their measurement in the presence of ripples and the need to coordinate measurements with respect to time and height of filling the tank.
Задачей данного изобретения является упрощения способа и устройства для его реализации, повышение точности измерений.The objective of the invention is to simplify the method and device for its implementation, improving the accuracy of measurements.
Технический результат, достигаемый при этом, состоит в том, что не требуется калибровки объема емкости и расстояния между уровнями заполнения емкости, согласования операций измерения перепада давления и времени с процессом заполнения (опорожнения) жидкостью емкости от одного фиксированного уровня до другого, измерения изменений давления столба жидкости и расстояния между уровнями заполнения в условиях наличия пульсаций при изменении параметров в емкости.The technical result achieved in this case is that it is not necessary to calibrate the volume of the container and the distance between the levels of filling the tank, coordinate the measurement of the pressure drop and time with the process of filling (emptying) the liquid of the tank from one fixed level to another, and measure changes in column pressure liquid and the distance between filling levels in the presence of ripple when changing parameters in the tank.
Указанный результат достигается тем, что в способе определения расхода газожидкостной смеси, включающем разделение смеси на жидкую и газовую фазы, определение плотности жидкой и газовой фаз, заполнение объема емкости между двумя ограничивающими объем уровнями поочередно жидкой фазой и при опорожнении емкости газовой фазой с одновременным фиксированием времени Δtж,г заполнения и опорожнения объема, определение плотности жидкой и газовой фаз и массового расхода фаз, в емкости располагают полое тело калиброванного объема и калиброванной высоты с расположенными горизонтально плоскими торцами, которое нагружает весы, заполнение емкости жидкой фазой и опорожнение от нее осуществляют до тех пор, пока жидкость полностью не закроет тело или ее уровень не опустится ниже границы тела, с помощью весов записывают во времени величину и изменение выталкивающей силы, действующей на полое тело, фиксируют моменты t1 и t2 начала и окончания изменения выталкивающей силы при заполнении жидкостью емкости и при опорожнении определяют плотность жидкой и газовой фазы как ρж=Nж/V1, ρг=Nг/V1, где Nж и Nг - максимальное и минимальное показания весов, V1 - объем полого тела, и вычисляют массовые расходы (Gж и Gг) жидкой и газовой фаз смеси по формуламThis result is achieved by the fact that in the method for determining the flow rate of a gas-liquid mixture, which includes dividing the mixture into liquid and gas phases, determining the density of the liquid and gas phases, filling the volume of the container between two volume-limiting levels in turn with the liquid phase and emptying the container with the gas phase while recording the time Δt g, g filling and emptying the volume, determining the density of the liquid and gas phases and the mass flow rate of the phases, the hollow body of the calibrated volume and calibrated are placed in the tank th height with horizontally flat ends, which loads the scales, the container is filled with the liquid phase and emptied from it until the liquid completely covers the body or its level drops below the body boundary, the magnitude and the change forces acting on the hollow body, fix the moments t 1 and t 2 of the beginning and end of the change in the buoyancy force when filling the tank with liquid and when emptying, determine the density of the liquid and gas phase as ρ W = N W / V 1 , ρ g = N g / V 1 , where N f and N g are the maximum and minimum weight readings, V 1 is the volume of the hollow body, and the mass flow rates (G f and G g ) of the liquid and gas phases of the mixture are calculated by the formulas
где F - площадь поперечного сечения внутренней полости емкости в зоне расположения полого тела, h - высота тела, Δtж,г=t2-t1 - время заполнения и опорожнения объема.where F is the cross-sectional area of the internal cavity of the container in the area of the hollow body, h is the height of the body, Δt W, g = t 2 -t 1 is the time of filling and emptying the volume.
Указанный результат достигается также тем, что емкость устройства для определения массового расхода газожидкостной смеси, предназначенного для осуществления способа и включающего разделитель газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы, связанный с емкостью счетчик времени заполнения и опорожнения объема емкости между двумя уровнями и подсоединенные к емкости трубопроводы, снабженные клапанами, снабжена весами для определения и регистрации во времени изменения выталкивающей силы и связанным с весами полым телом с калиброванным объемом и калиброванной высоты с плоскими торцами, расположенными горизонтально, которое размещено в зоне упомянутого объема, при этом емкость имеет калиброванную площадь поперечного сечения внутренней полости в зоне расположения полого тела.This result is also achieved by the fact that the capacity of the device for determining the mass flow rate of a gas-liquid mixture intended for implementing the method and comprising a separator of the gas-liquid mixture into liquid and gas phases, a counter for filling and emptying the volume of the tank between two levels and pipelines connected to the tank, is connected to the tank, equipped with valves, equipped with scales for determining and recording the change in buoyancy force over time and the hollow body connected with the scales with calibrated volume lifting and calibrated height with flat ends located horizontally, which is placed in the zone of the said volume, while the tank has a calibrated cross-sectional area of the inner cavity in the area of the hollow body.
Схема устройства для определения массового расхода газожидкостной смеси по предлагаемому способу приведена на фиг.1.A diagram of a device for determining the mass flow rate of a gas-liquid mixture according to the proposed method is shown in figure 1.
На фиг.2(a, б) показан вид графиков зависимости выталкивающей силы от времени при работе устройства.Figure 2 (a, b) shows a graph of the dependence of the buoyancy force on time during operation of the device.
Устройство содержит сепаратор 1 (см. фиг.1) газожидкостной смеси, емкость 2 с объемом для заполнения его фазами смеси, счетчик времени заполнения и опорожнения объема емкости между двумя уровнями, приборы 3 контроля параметров среды в емкости. Емкость между уровнями А имеет калиброванную площадь поперечного сечения внутренней полости. Внутри емкости в зоне между уровнями А на весах 4 расположено полое тело 5 калиброванного объема калиброванной высоты с плоскими торцами, расположенными горизонтально, и система 6 уравновешивания на весах массы тела. Сепаратор через клапан 8 и трубопровод 7 соединен с источником смеси и трубопроводами 9, 10 - с емкостью. Емкость трубопроводами 11, 12 через клапаны 13, 14 соединена со сборным коллектором. Трубопровод 15 через клапан 16 соединяет источник смеси со сборным коллектором.The device comprises a separator 1 (see FIG. 1) of a gas-liquid mixture, a
Определение расходов предлагаемым способом выполняется следующим образом. Закрывают клапаны 16, 14 и отсоединяют источник смеси и нижнюю часть емкости от сборного коллектора. Открывают клапаны 8 и 13. Газожидкостная смесь от источника поступает в сепаратор, разделяется на жидкую и газовую фазы, которые соответственно по трубопроводам 10 и 9 поступают в емкость. При этом газовая фаза из емкости поступает в сборный коллектор, а жидкая фаза накапливается в емкости. Когда жидкость полностью закроет тело 5, закрывают клапан 13 и открывают клапан 14. Жидкость начинает вытесняться из емкости в сливной коллектор поступающим из сепаратора газом. Когда уровень жидкости опустится ниже границы тела 5, закрывают клапаны 14 и 8. В ходе работы с помощью весов (тензовесов) записывают величину и изменение во времени выталкивающей силы N, действующей на тело 5. Графики зависимости N от времени t имеют вид, приведенный на фиг.2. Точки 1-4 излома зависимостей соответствуют моментам, когда граница жидкости в емкости при ее заполнении или опорожнении совпадает с торцами тела 5, значения выталкивающей силы Nж и Nг имеют место соответственно тогда, когда тело 5 полностью находится в жидкости или газе.The determination of costs by the proposed method is as follows. Close the valves 16, 14 and disconnect the source of the mixture and the lower part of the tank from the collecting manifold. Valves 8 and 13 are opened. The gas-liquid mixture from the source enters the separator, is divided into liquid and gas phases, which, respectively, through pipelines 10 and 9 enter the tank. In this case, the gas phase from the tank enters the collection manifold, and the liquid phase accumulates in the tank. When the liquid completely closes the body 5, close the valve 13 and open the valve 14. The liquid begins to be displaced from the tank into the drain manifold by the gas coming from the separator. When the liquid level drops below the boundary of the body 5, the valves 14 and 8 are closed. During operation, the magnitude and change in time of the buoyancy force N acting on the body 5 is recorded using scales (ten-weight). The graphs of the dependence of N on time t have the form shown in figure 2. Points 1-4 fracture dependencies correspond to the moments when the liquid in the container border in filling or emptying of the body coincides with the end faces 5, the values of the ejection force and the N x N z respectively take place when the body 5 is completely stored in the liquid or gas.
Плотности жидкостей и газовых фаз определяют по формуламThe density of liquids and gas phases is determined by the formulas
Объемный расход жидкости Vж и газа Vг определяют с помощью соотношенийThe volumetric flow rate of liquid V g and gas V g is determined using the relations
где F - калиброванная площадь поперечного сечения внутренней полости емкости в зоне расположения тела 5, h - калиброванная высота тела 5, Δt=t2-t1 - время заполнения и опорожнения объема (см. фиг.2). Массовый расход жидкости Gж и газа Gг определяют по формуламwhere F is the calibrated cross-sectional area of the internal cavity of the tank in the area of the body 5, h is the calibrated height of the body 5, Δt = t 2 -t 1 is the time of filling and emptying the volume (see figure 2). The mass flow rate of gas G x and G z is determined by the formulas
Полученные значения плотностей и расходов относят к условиям, которые зафиксированы в емкости во время работы с помощью приборов 3 контроля параметров.The obtained values of the densities and flow rates relate to the conditions that are fixed in the tank during operation using the
Реализация предложенного способа не требует калибровки по высоте объема емкости и расстояния между уровнями заполнения емкости, согласования операций измерения перепада давления и времени с процессом заполнения (опорожнения) жидкостью емкости от одного фиксированного уровня до другого, измерения изменений давления столба жидкости и расстояния между уровнями заполнения в условиях наличия пульсаций при изменении параметров в емкости. Это приводит к упрощению устройства и процедуры определения расходов. Кроме того, параметры, с помощью которых определяются расходы, можно определять с высокой точностью, что повышает точность способа.The implementation of the proposed method does not require calibration according to the height of the volume of the container and the distance between the levels of filling the tank, coordinating the operations of measuring the pressure drop and time with the process of filling (emptying) the liquid of the tank from one fixed level to another, measuring changes in the pressure of the liquid column and the distance between the filling levels in conditions of ripple when changing parameters in the tank. This leads to a simplification of the device and the procedure for determining costs. In addition, the parameters by which costs are determined can be determined with high accuracy, which increases the accuracy of the method.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004116357/28A RU2273828C2 (en) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | Method and device for measuring mass flow of gas-liquid mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004116357/28A RU2273828C2 (en) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | Method and device for measuring mass flow of gas-liquid mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004116357A RU2004116357A (en) | 2005-11-10 |
RU2273828C2 true RU2273828C2 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=35865141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004116357/28A RU2273828C2 (en) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | Method and device for measuring mass flow of gas-liquid mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273828C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114894288B (en) * | 2022-05-07 | 2023-12-22 | 北京工业职业技术学院 | Calibration device, calibration method and electronic belt scale |
-
2004
- 2004-06-01 RU RU2004116357/28A patent/RU2273828C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техническое описание и руководство по эксплуатации групповой замерной установки (ГЗУ) «ИКАР» 40-8-400, 2001. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004116357A (en) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2299322C1 (en) | Method for oil and gas-condensate well production measurement in air-tight oil collection systems | |
US6257070B1 (en) | Method and apparatus for determining real time liquid and gas phase flow rates | |
US4549432A (en) | Metering separator for determining the liquid mass flow rate in a gas-liquid oilfield production stream | |
RU2396427C2 (en) | Method for determination of water cuttings of oil well production "ohn++" | |
RU2273828C2 (en) | Method and device for measuring mass flow of gas-liquid mixture | |
RU2236584C1 (en) | Method and device for measuring oil debit | |
RU2340772C2 (en) | Method of evaluation of water cuttings of well production of oil wells "охн+" | |
RU2131027C1 (en) | Device for measuring production rate of oil wells | |
RU2244122C1 (en) | Method of measuring liquid flow in gas-liquid mixtures | |
RU2533745C1 (en) | Dialling and calibration method of gas flow meter, and device for its implementation | |
RU2691255C1 (en) | Device for measuring flow rate of oil wells | |
RU2243536C1 (en) | Method of determining gas concentration in liquid | |
RU72763U1 (en) | DENSITY-FLOW METER OF LIQUID OR GAS MEDIA | |
RU164946U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF LOW-VISCOUS AND VISCOUS FLUIDS IN A PIPELINE | |
RU2057922C1 (en) | Set for measuring productivity of wells | |
RU2007118117A (en) | METHOD FOR MEASURING OIL WELL PRODUCTS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU176182U1 (en) | Full-flow liquid density meter | |
RU2253099C1 (en) | Method and device for measuring water concentration in water-oil-gas mixture | |
RU2023986C1 (en) | Method of quantitative assessment of gas-fluid mixture | |
RU55031U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING DEBIT OF OIL WELL PRODUCTS "MERA / 2 +" | |
RU2457461C1 (en) | Method and apparatus for measuring density of liquid | |
RU47963U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING OIL WELL DEBIT | |
RU55029U1 (en) | INSTALLATION FOR MEASURING THE DEBIT OF OIL WELL PRODUCTS | |
RU2183267C1 (en) | Method of determining oil well production rate by fluid | |
RU47968U1 (en) | OIL WELL DEBITOMETER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070602 |