專利名稱：雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，主要應(yīng)用于高含氣的凝析油 氣的多相計(jì)量，屬于石油工業(yè)中油氣集輸管線用的在線計(jì)量儀器。
背景技術(shù)：
從80年初至今，國內(nèi)外多相流計(jì)量技術(shù)取得了重要進(jìn)展，截止目前，國際 公認(rèn)的達(dá)到商品化程度并且在工業(yè)現(xiàn)場得到較為廣泛試驗(yàn)和應(yīng)用的多相流量計(jì) 產(chǎn)品包括美國Agar公司的Agar-301/401 ，中國海默公司的MFM2000,挪威Roxor 公司的Fluenta 1900 VI與RFM流量計(jì)、挪威Framo公司的Framo多相流量計(jì)、 美國Daniel公司的MEGRA流量計(jì)、McCrometer公司的V-Cone流量計(jì)、英國 Solartron公司的Dual Stream流量計(jì)和美國PECO公司的PEG0流量計(jì)、意大利 TEA公司的VEGA流量計(jì)等。這些多相流流量計(jì)在限定工況下，能夠以90%的置信 概率達(dá)到10%以內(nèi)的氣液相測量精度。但由于使用條件的變化與誤差傳遞等影 響，在某些工況下，油水相測量不確定度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出±10%的限度。現(xiàn)有多相 流量計(jì)大都針對含液率為10%~90%的油氣水三相流進(jìn)行測量，如果直接用來計(jì)量 含液率小于10%的凝析天然氣，由于液相含率超出其適用范圍，誤差必然很大。 能夠直接用于凝析天然氣計(jì)量的多相流量計(jì)目前僅有Dual StreamII、 V-Gone、 PEC0與VEGA四種產(chǎn)品，其中DualStreamII流量計(jì)已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，其余產(chǎn) 品尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)與現(xiàn)場試驗(yàn)階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)適用于髙含氣的油氣田的多相纟昆$俞流量裝置，實(shí)現(xiàn)
不分離凝析天然氣的在線計(jì)量。
實(shí)踐中，本著降低成本，提高測量精度的要求，選用了Murdock關(guān)系式作 為開發(fā)新型多相油氣計(jì)量裝置的模型，Murdock關(guān)系式是基于孔板流量計(jì)的，通 過對孔板結(jié)構(gòu)改進(jìn)和各種仿真實(shí)驗(yàn)，及對測量計(jì)算結(jié)果的修正，開發(fā)出價(jià)格比較 經(jīng)濟(jì)的多相計(jì)量裝置。
本發(fā)明的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置選用了槽式孔板作為一次節(jié)流傳感元 件，槽式孔板是由帶有槽孔的與管道內(nèi)壁相切的圓形板構(gòu)成，圓形板上的槽孔由 至少一圈同心且徑向均勻分布的槽式小孔組成，圓形板外緣與管道內(nèi)壁相切。實(shí) 踐中，槽式孔板的槽式小孔圍繞圓形板軸心設(shè)計(jì)為三圈，且徑向均勻分布在槽式 孔板的圓形板上。
本發(fā)明的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置其采用如下的技術(shù)方案，即一種雙槽 式孔板型混輸計(jì)量裝置由上游連接法蘭、測量直管、上游取壓裝置、穩(wěn)壓直管、 下游取壓裝置、下游直管和下游連接法蘭依次連接而成，其特征在于測量直管上 設(shè)有壓力變送器，上游取壓裝置與下游取壓裝置內(nèi)均設(shè)有一片槽式孔板，在下游 直管上設(shè)有溫度變送器，各變送器與計(jì)算機(jī)相連接。
上游取壓裝置與下游取壓裝置結(jié)構(gòu)相同，但上游與下游選用的槽式孔板的 孔徑比可以相同，也可以不同。
用'《'"表示所有槽孔面積總和、^表示管道截面積，D是管道直徑、J是 標(biāo)準(zhǔn)孔板孔徑，槽式孔板的孔徑比定義為
取壓裝置是由取壓裝置殼體和置于殼體內(nèi)腔中的槽式孔板和分置于槽式孔 板兩側(cè)的與取壓裝置殼體內(nèi)腔相通的前、后取壓支管，及連接在前、后取壓支管 上的取壓法蘭和毛細(xì)管引壓管路與壓差變送器連接構(gòu)成。
在取壓法蘭和毛細(xì)管引壓管路連接處設(shè)有彈簧膜片。在取壓支管的末端裝 有閥門。
雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置使用時(shí)，水平安裝于管路中，在對壓降、溫度
和壓力進(jìn)行測量中，壓力檢測選用R0SEM0UNT表，差壓檢測選用差壓變送器，溫 度由溫度傳感器(溫度變送器)實(shí)時(shí)測量。
為防止管線流體中的雜質(zhì)堵塞節(jié)流的槽式孔板，在雙槽式孔板型混輸計(jì)量 裝置入口需安裝有過濾器。
實(shí)踐中，氣液兩相流經(jīng)槽式孔板后，在3倍管道直徑長度左右的穩(wěn)壓直管 段已經(jīng)恢復(fù)到上游的流動(dòng)狀態(tài)，說明前后取壓裝置，即雙槽式孔板組合應(yīng)用時(shí)， 中間穩(wěn)壓直管段長度可以適當(dāng)縮短，取5至6倍管道直徑長度，可使得流量計(jì)結(jié) 構(gòu)緊湊，此外，小孔徑比節(jié)流元件(槽式孔板)對液相含率的變化更敏感，選用
小孔徑比節(jié)流元件有利干提高低含液率的凝析天然氣液相流量測量精度。
按照雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置的技術(shù)方案，其計(jì)量原理是利用Murdock 計(jì)量模型關(guān)系式和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)編制了雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置流量處 理軟件——智能化軟件系統(tǒng)，通過軟件處理設(shè)定采樣頻率，將采集的壓力、壓差 和溫度信號轉(zhuǎn)化為氣液流量數(shù)據(jù)，再利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對流量進(jìn)行修正，得 出最終的氣液計(jì)量值。
在實(shí)踐中，利用Murdock關(guān)系式的多相天然氣流量測量軟件，將測得的兩
個(gè)槽式孔板差壓A《、A^與入口壓力尸、出口溫度r共4個(gè)測量值，通過一定 的運(yùn)算處理后輸出氣液分相流量、分相累積流量、流體溫度、壓力等參數(shù)，此時(shí) 計(jì)算所得流量值與實(shí)際誤差在20%以內(nèi)，再經(jīng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行修 正，可最終使計(jì)算結(jié)果誤差率達(dá)到10%以內(nèi)。
在實(shí)踐中，利用上述智能化軟件系統(tǒng)測量得到的氣液流量值與實(shí)際值之間吻 合較好，在90%的置信概率下，氣液比在200 650Nm7m3范圍內(nèi)，氣體流量測量 誤差小于±5%，液體小于±10%，達(dá)到了計(jì)量精度要求。


圖1，雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖
圖1中，壓力變送器1，上游差壓變送器2，下游差壓變送器3，溫度變送器4
，上游槽式孔板5，下游槽式孔板6，計(jì)算機(jī)20。
圖2，雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置管線結(jié)構(gòu)及信號測量示意圖
圖2中，壓力變送器1，上游差壓變送器2，下游差壓變送器3，溫度變送器4，
上游槽式孔板5，下游槽式孔板6，上游連接法蘭7，.測量直管8，上游取壓裝
置9 ，穩(wěn)壓直管10，下游取壓裝置11,下游直管12，前取壓支管13，后取壓
支管14，取壓法蘭15，彈簧膜片16，毛細(xì)管引壓管路17，閥門18，下游連接
法蘭19。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置進(jìn)行進(jìn)一步 說明，雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置安裝在直徑D二50mm的水平布置的油氣管線上， 由上游連接法蘭7、測量直管8、上游取壓裝置9、穩(wěn)壓直管10、下游取壓裝置
11、下游直管12和下游連接法蘭19依次連接而成，在測量直管8上設(shè)有壓力變 送器1，上游取壓裝置9與下游取壓裝置11內(nèi)各設(shè)有一片槽式孔板，在下游直 管12上設(shè)有溫度變送器4，各變送器與計(jì)算機(jī)20相連接。
上游取壓裝置9與下游取壓裝置11結(jié)構(gòu)相同，上游取壓裝置選用的槽式孔 板孔徑比為0.75，下游取壓裝置選用的槽式孔板孔徑比為0.5。其中，上游取壓 裝置9是由取壓裝置9的殼體和置于殼體內(nèi)腔中的槽式孔板5和分置于槽式孔板 兩側(cè)的與取壓裝置殼體內(nèi)腔相通的前取壓支管13、后取壓支管14，及分別連接 在前、后取壓支管上的取壓法蘭15和毛細(xì)管引壓管路17與上游壓差變送器2 連接構(gòu)成。在取壓法蘭15和毛細(xì)管引壓管路17連接處設(shè)有彈簧膜片16。在取 壓支管13的末端裝有閥門18。
中間穩(wěn)壓直管段長度取為5倍管道直徑長度，即250mm。
權(quán)利要求
1、一種雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置由上游連接法蘭(7)、測量直管(8)、上游取壓裝置(9)、穩(wěn)壓直管(10)、下游取壓裝置(11)、下游直管(12)和下游連接法蘭(19)依次連接而成，其特征在于測量直管(8)上設(shè)有壓力變送器(1)，上游取壓裝置(9)與下游取壓裝置(11)內(nèi)各設(shè)有一片槽式孔板，在下游直管(12)上設(shè)有溫度變送器(4)，各變送器與計(jì)算機(jī)(20)相連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，其特征在于取壓裝置(9)是由取 壓裝置(9)的殼體和置于殼體內(nèi)腔中的槽式孔板(5)和分置于槽式孔板兩側(cè)的與取壓裝置殼體 內(nèi)腔相通的前取壓支管(13)、后取壓支管(14)，及分別連接在前、后取壓支管上的取壓法蘭 (15)和毛細(xì)管引壓管路(17)與壓差變送器(2)連接構(gòu)成。
3、 如權(quán)利要求1所述的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，其特征在于上游取壓裝置(9)與 下游取壓裝置(11)結(jié)構(gòu)相同。
4、 如權(quán)利要求2所述的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，其特征在于在取壓法蘭(15)和毛細(xì) 管引壓管路(17)連接處設(shè)有彈簧膜片(16)。
5、 如權(quán)利要求2所述的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，其特征在于取壓支管(13)的末端裝 有閥門(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，屬于高含氣凝析油氣的在線計(jì)量儀器。計(jì)量凝析天然氣時(shí)，一般多相計(jì)量計(jì)誤差很大。本發(fā)明的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置，其由上游連接法蘭、測量直管、上游取壓裝置、穩(wěn)壓直管、下游取壓裝置、下游直管和下游連接法蘭依次連接而成，測量直管上設(shè)有壓力變送器，上游取壓裝置與下游取壓裝置內(nèi)各設(shè)有一片槽式孔板，下游直管上設(shè)有溫度變送器，各變送器與計(jì)算機(jī)相連接。基于Murdock計(jì)量模型關(guān)系式和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)編制的雙槽式孔板型混輸計(jì)量裝置流量處理軟件，通過軟件處理設(shè)定采樣頻率，將采集的壓力、壓差和溫度信號轉(zhuǎn)化為氣液流量數(shù)據(jù)，再利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對計(jì)算的流量進(jìn)行修正，得出最終的氣液計(jì)量值。
文檔編號G01N33/26GK101187660SQ20061009906
公開日2008年5月28日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者馮叔初, 孟凡彬, 李玉星, 洪海濤, 潘明濤, 田栓魁, 耿艷峰, 專 韓 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油天然氣管道局;中國石油大學(xué)(華東)