RU2505790C1 - Device to reproduce gas-fluid flow rates - Google Patents
Device to reproduce gas-fluid flow rates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505790C1 RU2505790C1 RU2012127329/28A RU2012127329A RU2505790C1 RU 2505790 C1 RU2505790 C1 RU 2505790C1 RU 2012127329/28 A RU2012127329/28 A RU 2012127329/28A RU 2012127329 A RU2012127329 A RU 2012127329A RU 2505790 C1 RU2505790 C1 RU 2505790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- water
- oil
- liquid components
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к разделу физики, в частности к способам и устройствам для испытания или калибровки приборов измерения потока жидкости и газа, находящегося во взвешенном состоянии в другой текучей среде, например многофазных расходомеров учета продукции нефтяных скважин.The invention relates to the field of physics, in particular to methods and devices for testing or calibrating instruments for measuring the flow of liquid and gas in suspension in another fluid, for example multiphase flow meters for accounting for oil production.
Известен национальный стандарт Российской Федерации, устанавливающий требования к измерениям количества сырой нефти в единицах массы и нефтяного газа в единицах объема, приведенного к нормальным условиям (ГОСТ Р 8.615 - 2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования. М., Стандартинформ, 2005 г.).The national standard of the Russian Federation is known, which establishes the requirements for measuring the amount of crude oil in units of mass and oil gas in units of volume reduced to normal conditions (GOST R 8.615 - 2005. The state system for ensuring the uniformity of measurements. Measurement of the amount of oil and gas extracted from the bowels. General metrological and technical requirements. M., Standartinform, 2005).
Известны способы и устройства для определения расхода фаз газожидкостных потоков без их предварительного разделения, основанные на различных физических принципах.Known methods and devices for determining the flow rate of phases of gas-liquid flows without prior separation, based on various physical principles.
Известен способ измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкостного потока путем предварительного перемешивания последнего, измерения момента на валу двигателя и диэлектрической проницаемости при помощи радиоволнового датчика, определения относительного содержания жидкости по измеренному моменту и определение расхода каждой из фаз по формулам. Устройство для осуществления способа состоит из последовательно размещенных на трубопроводе смесителя, первичного преобразователя, радиоволнового датчика и вихревого расходомера (Патент РФ №2008617, МПК G01F 5/00, 1994 г.).A known method of measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid flow by pre-mixing the latter, measuring the moment on the motor shaft and dielectric constant using a radio wave sensor, determining the relative liquid content from the measured moment and determining the flow rate of each phase by the formulas. A device for implementing the method consists of a mixer, a primary transducer, a radio wave sensor and a vortex flowmeter sequentially placed on the pipeline (RF Patent No. 2008617, IPC G01F 5/00, 1994).
Потоки продукции нефтяных скважин содержат компоненты с низкой плотностью (этан, пропан, бутан), которые одновременно находятся в разных фазовых состояниях - жидком и газообразном в разных соотношениях по количеству, соответственно один и тот же компонент имеет разную диэлектрическую проницаемость, что вносит значительную методическую погрешность измерения и является недостатком известного способа.Oil well production streams contain components with low density (ethane, propane, butane), which are simultaneously in different phase states - liquid and gaseous in different proportions in quantity, respectively, the same component has a different dielectric constant, which introduces a significant methodical error measurement is a disadvantage of the known method.
Известен способ определения покомпонентного расхода газожидкостной смеси, включающий измерение скорости жидкости и измерение площадей поперечного сечения трубопровода, занятых жидкостью и газом, имеющих границу раздела фаз с помощью контактирующих с потоком исследуемой среды многоэлементной матрицы датчиков комплексного импеданса. Устройство для реализации способа содержит две диэлектрические пластины, расположенные в трубопроводе по бокам потока напротив друг друга, одна из которых является сплошным электродом, а вторая содержит матрицу емкостных электродов. Сигналы этих датчиков используются для измерения скорости потока корреляционным методом и для определения положения границ фаз при пробковом режиме течения (Патент США №5287752, МПК G01F 1/74, 1994 г.).A known method for determining the component flow rate of a gas-liquid mixture, including measuring the velocity of the liquid and measuring the cross-sectional area of the pipeline occupied by liquid and gas, having a phase boundary using a multi-element matrix of complex impedance sensors in contact with the flow of the medium under study. A device for implementing the method contains two dielectric plates located in the pipeline on the sides of the flow opposite each other, one of which is a solid electrode, and the second contains a matrix of capacitive electrodes. The signals of these sensors are used to measure the flow rate by the correlation method and to determine the position of the phase boundaries in the plug flow mode (US Patent No. 5287752, IPC G01F 1/74, 1994).
Для приемлемой погрешности измерений известным способом необходимо наличие устойчивой границы раздела фаз, которая редко встречается в реальных потоках продукции нефтяных скважин, соответственно, недостатком известных способа и устройства является недостаточная точность определения расхода.For an acceptable measurement error in a known manner, it is necessary to have a stable phase boundary, which is rarely found in real oil production flows, respectively, a disadvantage of the known method and device is the insufficient accuracy of the flow rate determination.
Известен способ измерения весового расхода газожидкостной смеси и устройство для его осуществления, состоящий из двух измерительных участков: один - для измерения объемного расхода и выравнивания скоростей легкой и тяжелой фаз смеси, другой - для измерения веса определенного объема (удельного веса) смеси. Объемный расход измеряется методом нулевого перепада давления на объемном моторе по частоте вращения его вала. Весовой расход находится вычислителем путем умножения удельного веса на объемный расход смеси (Патент РФ №2279641, МПК G01F 1/86, G01N 9/06, 2006 г.).A known method of measuring the mass flow rate of a gas-liquid mixture and a device for its implementation, consisting of two measuring sections: one for measuring the volumetric flow rate and equalizing the speeds of the light and heavy phases of the mixture, the other for measuring the weight of a certain volume (specific gravity) of the mixture. Volumetric flow rate is measured by the method of zero differential pressure on a volumetric motor by the frequency of rotation of its shaft. The flow rate is calculated by the calculator by multiplying the specific gravity by the volumetric flow rate of the mixture (RF Patent No. 2279641, IPC G01F 1/86, G01N 9/06, 2006).
Поток газожидкостных смесей, например продукция нефтяных скважин, находится в трубопроводе под избыточным давлением 0,6…25 МПа. При этих давлениях в известном устройстве для реализации способа необходимо иметь достаточно жесткие и прочные упругие элементы, что существенно снижает чувствительность весового измерения смеси. Дополнительно, при измерениях, на весы, кроме силы тяжести, действуют переменные во времени центробежные силы, воздействующие на весы через крутящий момент и возникающие при повороте потока на 180°. Такое выполнение устройства также создает условия для накапливания жидкости, соответственно, изменения структуры газожидкостной смеси, например с расслоенного на пробковый режим течения. Отмеченные особенности вносят существенные методические погрешности и являются недостатком известного способа измерения весового расхода газожидкостной смеси и устройства для его осуществления.The flow of gas-liquid mixtures, for example, the production of oil wells, is in the pipeline under an excess pressure of 0.6 ... 25 MPa. At these pressures in a known device for implementing the method, it is necessary to have sufficiently rigid and durable elastic elements, which significantly reduces the sensitivity of the weight measurement of the mixture. Additionally, during measurements, in addition to gravity, time-varying centrifugal forces act on the balance, acting on the balance through torque and occurring when the flow rotates through 180 °. This embodiment of the device also creates conditions for the accumulation of liquid, respectively, changes in the structure of the gas-liquid mixture, for example, from a layered to cork flow regime. The noted features introduce significant methodological errors and are a disadvantage of the known method for measuring the mass flow rate of a gas-liquid mixture and a device for its implementation.
Известно устройство для измерения состава и расхода многокомпонентной жидкости на основе ядерного магнитного резонанса, содержащее магнитную систему, трубу из немагнитного материала, часть которой размещена в магнитном поле между наконечниками магнитной системы, радиочастотную катушку, электронный блок обработки сигналов, датчик давления и датчик температуры, при этом часть трубы, которая размещена в магнитном поле между полюсами магнитной системы, состоит из двух участков - периферийного и центрального, размещенного в центральной части магнитного поля межполюсного пространства магнитной системы, выполненного таким диаметром, где выполняются условия реализации ядерного магнитного резонанса, т.е. относительное изменение магнитной индукции в любом направлении внутри этого объема не превышает 10-3, радиочастотная катушка, помещенная между экранами Фарадея и соединенная с электронным блоком обработки сигналов, размещена коаксиально внутри центрального участка трубы так, что оси межполюсного пространства магнитной системы и радиочастотной катушки расположены перпендикулярно друг к другу, причем центр катушки конструктивно расположен в центре межполюсного пространства магнитной системы (Патент РФ №2256931, МПК 7 G01R 33/12, 2005 г.).A device is known for measuring the composition and flow rate of a multicomponent liquid based on nuclear magnetic resonance, comprising a magnetic system, a pipe of non-magnetic material, part of which is placed in a magnetic field between the tips of the magnetic system, an RF coil, an electronic signal processing unit, a pressure sensor and a temperature sensor, this part of the pipe, which is placed in a magnetic field between the poles of the magnetic system, consists of two sections - peripheral and central, located in the central part the magnetic field strength of the magnetic pole space system configured such diameter, where the conditions of implementation of nuclear magnetic resonance, i.e., the relative change in the magnetic induction in any direction inside this volume does not exceed 10 -3 , the radio frequency coil placed between the Faraday screens and connected to the electronic signal processing unit is placed coaxially inside the central section of the pipe so that the axes of the interpolar space of the magnetic system and the radio frequency coil are perpendicular to each other, and the center of the coil is structurally located in the center of the interpolar space of the magnetic system (RF Patent No. 2256931, IPC 7 G01R 33/12, 2005).
Известное устройство основано на физическом факте, что ядра атомов водорода имеют магнитный момент, связанный со спином ядра и при воздействии на жидкость, находящийся в сосуде из немагнитного материала, постоянным магнитным полем, первые образуют суммарную намагниченность. После воздействия на сосуд одним импульсом или серией радиочастотных импульсов ядра атомов водорода можно повернуть, например, на угол 90°, а затем наблюдать процесс возвращения по самоиндукции, наводимой в катушке датчика. Ядра атомов водорода в зависимости от их окружения восстанавливаются каждый со своим временем запаздывания (временем релаксации), а амплитуды сигналов несут информацию о концентрации этих протонов.The known device is based on the physical fact that the nuclei of hydrogen atoms have a magnetic moment associated with the spin of the nucleus and when exposed to a liquid in a vessel of non-magnetic material with a constant magnetic field, the former form the total magnetization. After exposure to the vessel with a single pulse or a series of radio frequency pulses, the nuclei of hydrogen atoms can be rotated, for example, by an angle of 90 °, and then the return process by self-induction induced in the sensor coil can be observed. The nuclei of hydrogen atoms, depending on their environment, are each restored with their own delay time (relaxation time), and the signal amplitudes carry information on the concentration of these protons.
Известное устройство относится к анализаторам физико-химических свойств жидкостей и конденсированных сред. Чувствительность известного устройства существенно снижается при исследованиях газовых сред, имеющих место в многофазных потоках, а также при измерениях турбулентных жидкостных многокомпонентных потоков, имеется высокая методическая погрешность измерения, что является недостатком.The known device relates to analyzers of the physicochemical properties of liquids and condensed matter. The sensitivity of the known device is significantly reduced when studying gaseous media that occur in multiphase flows, as well as when measuring turbulent liquid multicomponent flows, there is a high measurement error, which is a drawback.
Разнообразие способов и устройств измерения расходов газожидкостных потоков, основанных на различных физических принципах, свидетельствуете том, что в этой области приборостроения еще не оформились устоявшиеся технические решения, отсутствуют достоверные способы и устройства оценки метрологических характеристик приборов и выдвигает на передний план техническую задачу приготовления эталонных газожидкостных смесей, техническую задачу воспроизведения расходов газожидкостных потоков и передачи единиц измерения с эталонных на рабочие средства измерения.A variety of methods and devices for measuring gas-liquid flow rates, based on various physical principles, testify to the fact that well-established technical solutions have not yet taken shape in this field of instrumentation, there are no reliable methods and devices for evaluating the metrological characteristics of devices, and it highlights the technical problem of preparing reference gas-liquid mixtures , the technical task of reproducing the costs of gas-liquid flows and transferring units of measurement from reference to working other measuring instruments.
Известно устройство для воспроизведения расходов газожидкостной продукции нефтяных скважин, выбранное в качестве прототипа, содержащее линии воспроизведения расходов газа и нефти с последовательно соединенными блоками создания, стабилизации и регулирования, измерения расхода и емкостями соответственно для газа и нефти, выход которого соединен с узлом испытательных линий и снабженное линией воспроизведения расхода воды, включающей блоки создания, стабилизации и регулирования, измерения расхода и емкость для воды, узлом переключения потоков нефти и воды, блоком смешения нефти и воды, блоком демпфирования, отстойником, блоком регулирования давления, причем первый, второй и третий входы емкости для воды соединены соответственно с первым выходом отстойника, вторым выходом блока стабилизации и регулирования расхода воды и вторым выходом блока создания расхода воды, первый вход которого подключен к выходу емкости для воды, а выход соединен с первым входом блока стабилизации и регулирования расхода воды, второй вход которого и первый выход подключены соответственно ко второму выходу и входу блока измерения расхода воды, выход которого соединен с первым входом узла переключения потоков нефти и воды, второй вход которого подключен к выходу блока измерения расхода нефти, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым и вторым входами блока смешения нефти и воды, выход которого подключен к первому и второму выходам узла переключения потоков нефти и воду и первому входу блока смешения жидкости и газа, второй вход которого соединен с выходом блока демпфирования, при этом второй вход емкости для газа подключен к выходу блока создания расхода газа, второй выход и первый вход соединены соответственно со вторым входом отстойника блока регулирования давления, вход которого подключен к выходу узла испытательных линий, выход соединен с первым входом отстойника, второй выход которого подключен к первому входу емкости для нефти, третий и второй входы которой соединены соответственно со вторым выходом блока создания расхода нефти и вторым выходом блока стабилизации и регулирования расхода нефти, второй вход которого подключен к второму выходу блока измерения расхода нефти, причем первый и второй выходы блока измерения расхода газа соединены соответственно с входом блока демпфирования и вторым входом блока стабилизации и регулирования расхода газа. При этом блок смешения нефти и воды выполнен в виде насоса с обратным клапаном, вход и выход которого соединены обводной линией и к выходу которого подключен обратный клапан, а блок регулирования давления выполнен в виде сепарационной емкости с ветвями регулирования давления и уровня (Патент РФ №1490267, МПК 4 E21B 47/10, 1989 г.).A device for reproducing the costs of gas-liquid products of oil wells, selected as a prototype, containing lines for reproducing the costs of gas and oil with series-connected units for creating, stabilizing and regulating, measuring the flow rate and capacities for gas and oil, respectively, the output of which is connected to the node of the test lines and equipped with a line for reproducing the flow of water, including blocks for creating, stabilizing and regulating, measuring the flow rate and capacity for water, a switching unit oil and water flows, a unit for mixing oil and water, a damping unit, a sump, a pressure control unit, the first, second and third inputs of the water tank are connected respectively to the first outlet of the sump, the second output of the stabilization and control unit for water flow and the second output of the creation unit water flow, the first input of which is connected to the output of the water tank, and the output is connected to the first input of the stabilization and control unit of the water flow, the second input of which and the first output are connected respectively to W the other output and input of the water flow meter, the output of which is connected to the first input of the oil and water flow switching unit, the second input of which is connected to the output of the oil flow meter, the third and fourth outputs are connected respectively to the first and second inputs of the oil and water mixing unit, the output of which is connected to the first and second outputs of the unit for switching oil and water flows and the first input of the liquid and gas mixing unit, the second input of which is connected to the output of the damping unit, while the second input of the tank for ha connected to the output of the gas flow generating unit, the second output and the first input are connected respectively to the second input of the sump of the pressure control unit, the input of which is connected to the output of the test line assembly, the output is connected to the first input of the sump, the second output of which is connected to the first input of the oil tank , the third and second inputs of which are connected respectively with the second output of the unit for creating oil consumption and the second output of the stabilization and control unit for oil consumption, the second input of which is connected to the second Exit oil consumption measurement unit, wherein the first and second outputs of the gas flow measuring unit are connected respectively to the input of a damping unit and a second input of stabilization and regulation of gas flow. In this case, the oil and water mixing unit is made in the form of a pump with a check valve, the input and output of which are connected by a bypass line and the check valve is connected to its output, and the pressure control unit is made in the form of a separation tank with pressure and level control branches (RF Patent No. 1490267 IPC 4 E21B 47/10, 1989).
В известном устройстве создание расходов нефти и воды по отдельным линиям воспроизведения не обеспечивает постоянное соотношение компонентов жидкой фазы в связи с их нахождением в непрерывном динамическом состоянии движения по своим магистралям. Кроме этого для реализации устройства требуется затратить значительные энергетические мощности, связанные с необходимостью не только транспортировки компонентов по магистралям, но и с повышением давления в сети.In the known device, the creation of oil and water costs for separate reproduction lines does not provide a constant ratio of the components of the liquid phase in connection with their being in a continuous dynamic state of movement along their highways. In addition, for the implementation of the device it is required to expend significant energy capacities associated with the need not only to transport components along highways, but also to increase the pressure in the network.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности воспроизведения расходов газожидкостных потоков, снижения энергетических затрат при испытаниях многофазных расходомеров и расширение области применения устройства.The present invention solves the problem of increasing the accuracy of reproducing the flow rate of gas-liquid flows, reducing energy costs when testing multiphase flow meters and expanding the scope of the device.
Для достижения этого технического результата в устройстве воспроизведения расходов газожидкостных потоков, включающем емкости для газа, нефти и воды, линии воспроизведения и измерения расходов, сепарационную емкость, блок смешения нефти и воды, сепарационная емкость и блок смешения нефти и воды гидравлически сообщены и размещены в пространстве первая над другой с возможностью естественного стекания жидких компонентов в блок смешения нефти и воды, выполненным в виде емкости предварительной подготовки жидких компонентов, содержащей смеситель в виде системы циркуляции затопленных струй, сообщенным через жидкостные расходомер и насос с частотным регулированием с активным соплом двухфазного струйного аппарата, газовая полость сепарационной емкости через газовые расходомер и дозирующий кран соединена с его пассивным соплом, а приемная полость через испытуемый и контрольный многофазные расходомеры сообщена с его камерой смешения.To achieve this technical result, in a device for reproducing the flow rates of gas-liquid flows, including tanks for gas, oil and water, a line for reproducing and measuring flows, a separation tank, a unit for mixing oil and water, a separation tank and a unit for mixing oil and water are hydraulically communicated and placed in space the first over the other with the possibility of natural draining of liquid components into a unit for mixing oil and water, made in the form of tanks for the preliminary preparation of liquid components containing cm a carrier in the form of a system of flooded jets circulation communicated through a liquid flow meter and a frequency-controlled pump with an active nozzle of a two-phase jet apparatus, a gas cavity of a separation tank through a gas flow meter and a metering valve is connected to its passive nozzle, and a receiving cavity is communicated through the test and control multiphase flow meters with his camera mixing.
При этом, сепарационная емкость снабжена системой наддува, содержащей, по меньшей мере, газовые баллон, редуктор и кран, и блоками дозирования воды, нефтепродуктов и сжиженного газа, каждый из которых содержит, по меньшей мере, соответствующие емкости, счетчики количества и краны перекрытия своих магистралей.At the same time, the separation tank is equipped with a pressurization system containing at least a gas cylinder, a gearbox and a tap, and metering units for water, oil products and liquefied gas, each of which contains at least the corresponding tanks, quantity counters and shutoff valves highways.
Линии воспроизведения расходов газа и жидкостных компонентов снабжены соответствующими поточными пробоотборниками.The reproduction lines for gas and liquid components are equipped with corresponding in-line samplers.
Емкость предварительной подготовки жидких компонентов снабжена узлом слива мерного количества смеси жидких компонентов.The capacity for preliminary preparation of liquid components is equipped with a unit for draining a measured amount of a mixture of liquid components.
Отличительными признаками предлагаемого устройства воспроизведения расходов газожидкостных потоков от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что сепарационная емкость и блок смешения нефти и воды гидравлически сообщены и размещены в пространстве первая над другой с возможностью естественного стекания жидких компонентов в блок смешения нефти и воды, выполненным в виде емкости предварительной подготовки жидких компонентов, содержащей смеситель в виде системы циркуляции затопленных струй, сообщенным через жидкостные расходомер и насос с частотным регулированием с активным соплом двухфазного струйного аппарата, газовая полость сепарационной емкости через газовые расходомер и дозирующий кран соединена с его пассивным соплом, а приемная полость через испытуемый и контрольный многофазные расходомеры сообщена с его камерой смешения.Distinctive features of the proposed device for reproducing gas-liquid flow rates from the above known, closest to it, is that the separation tank and the oil-water mixing unit are hydraulically communicated and placed in space first above the other with the possibility of natural draining of liquid components into the oil mixing unit and water, made in the form of a container for preliminary preparation of liquid components, containing a mixer in the form of a system of circulation of flooded jets, communicated through a liquid flow meter and a frequency-controlled pump with an active nozzle of a two-phase jet apparatus, a gas cavity of a separation tank through a gas flow meter and a metering valve is connected to its passive nozzle, and a receiving cavity is connected to its mixing chamber through a test and control multiphase flow meter.
При этом, сепарационная емкость снабжена системой наддува, содержащей, по меньшей мере, газовые баллон, редуктор и кран, и блоками дозирования воды, нефтепродуктов и сжиженного газа, каждый из которых содержит, по меньшей мере, соответствующие емкости, счетчики количества и краны перекрытия своих магистралей.At the same time, the separation tank is equipped with a pressurization system containing at least a gas cylinder, a gearbox and a tap, and metering units for water, oil products and liquefied gas, each of which contains at least the corresponding tanks, quantity counters and shutoff valves highways.
Линии воспроизведения расходов газа и жидкостных компонентов снабжены соответствующими поточными пробоотборниками.The reproduction lines for gas and liquid components are equipped with corresponding in-line samplers.
Емкость предварительной подготовки жидких компонентов снабжена узлом слива мерного количества смеси жидких компонентов.The capacity for preliminary preparation of liquid components is equipped with a unit for draining a measured amount of a mixture of liquid components.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства воспроизведения расходов газожидкостных потоков.Figure 1 presents a schematic diagram of a device for reproducing the costs of gas-liquid flows.
Устройство воспроизведения расходов газожидкостных потоков, включающее емкости 1, 2 и 3, соответственно, для сжиженного газа, нефти и воды, линии 4, 5 воспроизведения и измерения расходов, сепарационная емкость 6 и блок смешения нефти и воды, причем последние два гидравлически сообщены и размещены в пространстве первая 6 над другой с возможностью естественного стекания жидких компонентов в блок смешения нефти и воды, выполненным в виде емкости предварительной подготовки жидких компонентов 7, содержащей смеситель 8 в виде системы 9 циркуляции затопленных струй, сообщенным через жидкостные расходомер 10 и насос 11 с частотным регулированием с активным соплом 12 двухфазного струйного аппарата 13, газовая полость 14 сепарационной емкости 6 через газовые расходомер 15 и дозирующий кран 16 соединена с его пассивным соплом 17, а приемная полость 18 через испытуемый 19 и контрольный 20 многофазные расходомеры сообщена с его камерой смешения 21.A device for reproducing the flow rates of gas-liquid flows, including tanks 1, 2 and 3, respectively, for liquefied gas, oil and water, lines 4, 5 for reproducing and measuring flows, a separation tank 6 and a unit for mixing oil and water, the latter two being hydraulically communicated and placed in space the first 6 above the other with the possibility of natural draining of liquid components into the oil and water mixing unit, made in the form of a container for preliminary preparation of liquid components 7, containing a mixer 8 in the form of a circulation system 9 heated jets communicated through a liquid flow meter 10 and a frequency controlled pump 11 with an active nozzle 12 of a two-phase jet apparatus 13, a gas cavity 14 of a separation vessel 6 through a gas flow meter 15 and a metering valve 16 is connected to its passive nozzle 17, and the receiving cavity 18 through the test 19 and a control 20 multiphase flowmeters communicated with its mixing chamber 21.
Сепарационная емкость 6 снабжена системой наддува, содержащей, по меньшей мере, газовые баллон 22, редуктор 23 и кран 24, а также блоками дозирования воды, нефтепродуктов и сжиженного газа, каждый из которых содержит, по меньшей мере, соответствующие емкости 1, 2, 3, счетчики количества 25, 26, 27 и краны 28, 29, 30 перекрытия своих магистралей.The separation tank 6 is equipped with a pressurization system containing at least a gas cylinder 22, a gearbox 23 and a valve 24, as well as dosing units for water, oil products and liquefied gas, each of which contains at least the corresponding containers 1, 2, 3 , counters of the number 25, 26, 27 and cranes 28, 29, 30 of the overlap of their highways.
Линии воспроизведения расходов газа 4 и жидкостных компонентов 5 снабжены соответствующими поточными пробоотборниками 31 и 32.The lines for reproducing the flow rates of gas 4 and liquid components 5 are provided with corresponding in-line samplers 31 and 32.
Емкость 7 предварительной подготовки жидких компонентов снабжена узлом 33 слива мерного количества смеси жидких компонентов.The capacity 7 of the preliminary preparation of liquid components is equipped with a node 33 discharge of a measured amount of a mixture of liquid components.
Емкость 6 может быть снабжена предохранительным клапаном 34.Capacity 6 may be provided with a safety valve 34.
Устройство воспроизведения расходов газожидкостных потоков работает следующим образом.A device for reproducing the costs of gas-liquid flows is as follows.
Осуществляют предварительную продувку сепарационной емкости и емкости предварительной подготовки жидких компонентов наддувочным газом из баллона 22 при открытых кранах 24 и 33. Затем перекрывают последовательно краны 33 и 24, исключая возможность заполнения внутренних полостей устройства воспроизведения расходов газожидкостных потоков атмосферным воздухом.Pre-purge the separation container and the preliminary preparation of liquid components with pressurized gas from the cylinder 22 with open valves 24 and 33. Then, valves 33 and 24 are closed sequentially, eliminating the possibility of filling the internal cavities of the device for reproducing gas-liquid flow rates by atmospheric air.
Заполняют емкость 7 жидкими компонентами в определенном соотношении, перекачивая из емкостей 1, 2, 3, после чего перекрывают краны 28, 29, 30. Возможно заполнение системы как в ручном, например самотеком, так и в автоматизированном режиме, например насосами с электро- или гидроприводами. При всех закрытых кранах 16, 28, 29, 30, 33, кроме крана 24, осуществляется наддув системы до рабочего давления.Fill the tank 7 with liquid components in a certain ratio, pumping from tanks 1, 2, 3, and then shut off the taps 28, 29, 30. It is possible to fill the system both manually, for example by gravity, and in an automated mode, for example, pumps with electric or hydraulic drives. With all closed valves 16, 28, 29, 30, 33, except for valve 24, the system is pressurized to operating pressure.
Включают смеситель 8 и перемешивают жидкие компоненты в емкости 7 предварительной подготовки с помощью системы 9 циркуляции затопленных струй до гомогенного состояния. После этого включают насос 11 с частотным регулированием, выходят на установившийся режим по жидкости при фиксированном положении дозирующего крана 16. Измерение параметров потоков жидкости, газа и газожидкостной смеси проводят на установившемся режиме работы устройства воспроизведения расходов, при этом происходит непрерывная циркуляция потоков по магистралям линий 4, 5, испытательной линии с испытуемым 19 и контрольным 20 многофазными расходомерами, сепарационной емкости 6 и емкости 7 предварительной подготовки жидких компонентов по замкнутому контуру. Производят снятие и сравнение показаний расходомеров 10, 15, 19, 20. Для повышения достоверности суждений о метрологических характеристиках поверяемого расходомера 19 производят отбор проб в газовой 4 и жидкостной 5 магистралях соответствующими поточными пробоотборниками 31 и 32 и вносят коррективы в показания расходомеров 10 и 15.The mixer 8 is turned on and the liquid components are mixed in the preliminary preparation tank 7 using the flooded jets circulation system 9 to a homogeneous state. After that, turn on the pump 11 with frequency regulation, go into steady state by liquid with a fixed position of the metering valve 16. Measurement of the parameters of the flow of liquid, gas and gas-liquid mixture is carried out in the steady state of the device playback cost, while there is a continuous circulation of flows along the lines 4 , 5, a test line with test 19 and control 20 multiphase flow meters, separation tank 6 and tank 7 for preliminary preparation of liquid components for Knut circuit. The readings of the flowmeters 10, 15, 19, 20 are taken and compared. To increase the reliability of the judgments about the metrological characteristics of the calibrated flowmeter 19, samples are taken in the gas 4 and liquid 5 lines with the corresponding in-line samplers 31 and 32 and make adjustments to the readings of the flowmeters 10 and 15.
Для испытания поверяемого многофазного расходомера 19 при других значениях газового фактора и других значениях расхода смеси жидких компонентов меняют режим работы устройства воспроизведения расходов многофазных потоков изменением числа оборотов насоса 11 с частотным регулированием и (или) изменением положения иглы дозирующего крана 16.To test the calibrated multiphase flow meter 19 at different values of the gas factor and other values of the flow rate of the mixture of liquid components, the operating mode of the device for reproducing the flow of multiphase flows is changed by changing the speed of the pump 11 with frequency regulation and (or) changing the position of the needle of the metering valve 16.
После испытания поверяемого прибора на одном дискретном соотношении жидких компонентов выключают насос 11 и при работающем смесителе 8 сливают мерное количество смеси через узел 33. Отлитое количество смеси жидких компонентов замещают таким же количеством одного из жидких компонентов, например воды, добавлением в сепарационную емкость 6. При этом количество отливаемой гомогенной смеси жидких компонентов и равное ему количество добавляемой воды вычисляют по формулеAfter testing the device under test on one discrete ratio of the liquid components, turn off the pump 11 and, when the mixer 8 is running, the measured amount of the mixture is drained through unit 33. The molten amount of the mixture of liquid components is replaced with the same amount of one of the liquid components, for example water, by adding to the separation tank 6. When this amount of molded homogeneous mixture of liquid components and the equal amount of added water is calculated by the formula
C0 - исходное количество жидкой смеси в устройстве воспроизведения расходов газожидкостных потоков, включая заполненные емкость предварительной подготовки жидких компонентов и магистрали, кг;C 0 - the initial amount of the liquid mixture in the device for reproducing the costs of gas-liquid flows, including the filled capacity of the preliminary preparation of liquid components and lines, kg;
W0 - начальное водосодержание смеси жидких компонентов, %;W 0 - initial water content of the mixture of liquid components,%;
W1 - новое водосодержание смеси жидких компонентов, %.W 1 - new water content of the mixture of liquid components,%.
Затем вновь включают насос 11 и осуществляют испытание поверяемого прибора при новом дискретном соотношении жидких компонентов. Контроль нового состава жидких компонентов осуществляют отбором проб поточным пробоотборником 32.Then, the pump 11 is turned on again and the device under test is tested with a new discrete ratio of liquid components. The control of the new composition of the liquid components is carried out by sampling in-line sampler 32.
Такое исполнение устройства обеспечивает испытание приборов 19, 20 на установившихся режимах течения жидкости и газа в магистралях 4 и 5 при стабильных показаниях фиксирующих датчиков. Предварительный наддув системы исключает необходимость в энергетических затратах на повышение давления в системе до рабочего, требуются энергетические затраты только на транспортировку смеси жидких компонентов, газа в магистралях 4, 5 и газожидкостного потока по замкнутому контуру.This embodiment of the device provides a test device 19, 20 at steady state flow of liquid and gas in lines 4 and 5 with stable readings of the fixing sensors. Preliminary pressurization of the system eliminates the need for energy costs to increase the pressure in the system to the working one; energy costs are required only for transporting a mixture of liquid components, gas in lines 4, 5 and gas-liquid flow in a closed loop.
Реализация совокупности признаков, описанных в предлагаемом устройстве, обеспечивает увеличение достоверности поверки многофазных расходомеров путем повышения точности воспроизведения расходов многофазных потоков, снижение энергетических затрат при проведении испытаний, а также позволяет расширить область применения устройства за счет возможности:The implementation of the set of features described in the proposed device provides an increase in the accuracy of verification of multiphase flow meters by increasing the accuracy of reproducing the costs of multiphase flows, reducing energy costs during testing, and also allows you to expand the scope of the device due to the possibility of:
- испытания поточных влагомеров нефти;- tests of flow oil moisture meters;
- испытания газожидкостных струйных насосов.- tests of gas-liquid jet pumps.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127329/28A RU2505790C1 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Device to reproduce gas-fluid flow rates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127329/28A RU2505790C1 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Device to reproduce gas-fluid flow rates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012127329A RU2012127329A (en) | 2014-01-10 |
| RU2505790C1 true RU2505790C1 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=49884121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012127329/28A RU2505790C1 (en) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Device to reproduce gas-fluid flow rates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2505790C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561016C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Промприбор" | Plant for measurement and accounting of liquefied hydrocarbon gas |
| RU2620776C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-05-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of simultaneous determination of flow and gas phase flows of gas-liquid mixture flow |
| RU2682063C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-03-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтяные и Газовые Измерительные Технологии" | Method for control of metrological characteristics of fixed or mobile metering installations and calibration unit for its implementation |
| RU200842U1 (en) * | 2019-10-09 | 2020-11-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии" | Device for reproducing the flow rates of gas-liquid flows |
| RU2749256C1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-06-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" | Mobile standard of the 2nd discharge for verification of well measurement units |
| RU2816682C1 (en) * | 2023-04-19 | 2024-04-03 | Акционерное общество "РусВэллГруп" | Multiphase fluid sampling device and method of implementation thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1490267A1 (en) * | 1987-10-16 | 1989-06-30 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Arrangement for reproducing flow rates of gas and liquid products of oil wells |
| US5287752A (en) * | 1991-04-26 | 1994-02-22 | Shell Oil Company | Measurment of gas and liquid flowrates and watercut of multiphase mixtures of oil, water and gas |
| US5390547A (en) * | 1993-11-16 | 1995-02-21 | Liu; Ke-Tien | Multiphase flow separation and measurement system |
| WO2008050522A1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-02 | Oval Corporation | Multi-phase flowmeter |
-
2012
- 2012-06-29 RU RU2012127329/28A patent/RU2505790C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1490267A1 (en) * | 1987-10-16 | 1989-06-30 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Arrangement for reproducing flow rates of gas and liquid products of oil wells |
| US5287752A (en) * | 1991-04-26 | 1994-02-22 | Shell Oil Company | Measurment of gas and liquid flowrates and watercut of multiphase mixtures of oil, water and gas |
| US5390547A (en) * | 1993-11-16 | 1995-02-21 | Liu; Ke-Tien | Multiphase flow separation and measurement system |
| WO2008050522A1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-02 | Oval Corporation | Multi-phase flowmeter |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561016C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Промприбор" | Plant for measurement and accounting of liquefied hydrocarbon gas |
| RU2620776C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-05-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of simultaneous determination of flow and gas phase flows of gas-liquid mixture flow |
| RU2682063C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-03-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтяные и Газовые Измерительные Технологии" | Method for control of metrological characteristics of fixed or mobile metering installations and calibration unit for its implementation |
| RU200842U1 (en) * | 2019-10-09 | 2020-11-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии" | Device for reproducing the flow rates of gas-liquid flows |
| RU2749256C1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-06-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" | Mobile standard of the 2nd discharge for verification of well measurement units |
| RU2816682C1 (en) * | 2023-04-19 | 2024-04-03 | Акционерное общество "РусВэллГруп" | Multiphase fluid sampling device and method of implementation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012127329A (en) | 2014-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2505790C1 (en) | Device to reproduce gas-fluid flow rates | |
| RU2670568C2 (en) | Flowmeter with a measuring device implementing tomographic measurement principle | |
| US9429457B2 (en) | Nuclear magnetic flowmeter | |
| CA2833329C (en) | Nuclear magnetic flow meter and method for operation of nuclear magnetic flow meters | |
| US20060132131A1 (en) | Method of measuring rock wettability by means of nuclear magnetic resonance | |
| Arola et al. | Use of nuclear magnetic resonance imaging as a viscometer for process monitoring | |
| AU8167698A (en) | Measurement of flow fractions, flow velocities, and flow rates of a multiphase fluid using nmr sensing | |
| BR112016013206B1 (en) | METHOD TO DISTINGUISH BETWEEN GASEOUS AND LIQUID PHASES IN A MULTIPHASE FLUID | |
| US11845902B2 (en) | Online analysis in a gas oil separation plant (GOSP) | |
| Feng et al. | A method and device for online magnetic resonance multiphase flow detection | |
| AU2022203646A1 (en) | Device and method for measuring fluid saturation in nuclear magnetic resonance on-line displacement | |
| CN107703037A (en) | For HTHP Natural Gas Migration And Accumulation visual detection device and method | |
| RU2653588C2 (en) | Nuclear magnetic flowmeter and method for operating nuclear magnetic flowmeters | |
| Guo et al. | Non-Newtonian fluid velocity profiles determined with simple magnetic resonance spin echoes | |
| CN201210060Y (en) | Liquid-liquid two-phase stream measurement apparatus adopting main phase determinator | |
| CN208383646U (en) | A kind of solution density on-line measuring device | |
| CN102507663A (en) | Mineralization measuring method and system, and spreading degree measuring system | |
| RU74710U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE COMPOSITION AND CONSUMPTION OF MULTICOMPONENT LIQUIDS BY THE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE METHOD | |
| RU129256U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE COMPONENT COMPOSITION OF OIL AND GAS WELL PRODUCTS | |
| CN108680212B (en) | Multiphase flow magnetic resonance flowmeter calibration device and water content and flow rate calibration method thereof | |
| CN112014288B (en) | Gas drive water permeability evaluation method, device and system | |
| CN103162754A (en) | Liquid mass and flow measuring device | |
| CN109115821B (en) | Nuclear magnetic resonance fluid meter probe and fluid metering method | |
| CN113433050A (en) | High-temperature high-pressure gas-water-liquid sulfur three-phase permeation testing device and method | |
| CN104864924B (en) | Method for running nuclear magnetic flowmeter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140630 |