專利名稱：濕氣流量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種濕氣流量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
濕氣是指液態(tài)烴、水蒸氣、游離水等組分的含量顯著高于管道輸送要求的天然氣。在氣田開(kāi)采過(guò)程中，濕氣計(jì)量存在于從單井開(kāi)采到多井集輸、凈化處理、增壓輸送的各個(gè)過(guò)程中。濕氣計(jì)量的數(shù)據(jù)有助于掌握氣井生產(chǎn)能力、生產(chǎn)狀況，是優(yōu)化生產(chǎn)和改善氣藏管理的主要依據(jù)。目前業(yè)內(nèi)通用的濕氣計(jì)量技術(shù)主要有兩類，一類為分離計(jì)量法，一類為不分離在線計(jì)量法。分離計(jì)量法是使用分離器將濕氣流體分離為氣和液兩種單相流體，然后在各自的出口分別進(jìn)行氣流量和液流量的計(jì)量。但是分離器對(duì)濕氣的分離效果差，氣路跑液和液路跑氣的現(xiàn)象使得計(jì)量結(jié)果的誤差比較大。其次，分離器的結(jié)構(gòu)和流程復(fù)雜，系統(tǒng)維護(hù)和管理繁雜，需要控制的環(huán)節(jié)較多，因而導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，不利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程管理的自動(dòng)化。濕氣的不分離在線計(jì)量方法有兩個(gè)發(fā)展方向，第一個(gè)發(fā)展方向是使用單相氣體計(jì)量?jī)x表(如科氏力質(zhì)量流量計(jì)，內(nèi)錐流量計(jì)，孔板流量計(jì)，渦輪流量計(jì)，超聲流量計(jì)，文丘里流量計(jì)，渦街流量計(jì)等)對(duì)濕氣進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)致力于研究發(fā)展建立各種經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ驼页觥靶拚禂?shù)”，對(duì)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行修正，得到所謂的氣流量率值，在這種濕氣計(jì)量方法中，液流量率的計(jì)量手段一般采用取樣法或示蹤法。但是這種方法的局限性以及所面臨的挑戰(zhàn)主要有以下幾點(diǎn)(I)氣流量率“修正系數(shù)”的適用范圍有限且依賴于液流量率，但是液流量率的測(cè)量方式?jīng)Q定了其精度不夠高甚至很差；(2)該氣流量率“修正系數(shù)”方法僅限于極高含氣率、液相成分極低的濕氣，隨著濕氣中液相的成分增多，該方法的誤差是難以接受的。第二個(gè)發(fā)展方向是沿用或改造多相流在線計(jì)量技術(shù)來(lái)進(jìn)行濕氣計(jì)量，圖I描述了現(xiàn)有技術(shù)中的一種在線計(jì)量方案，其中差壓式流量測(cè)量器件2測(cè)量管道I中濕氣的總流量壓差值，設(shè)置在管道I上的一個(gè)相分率計(jì)3測(cè)量管道I中濕氣的截面含氣率，流量計(jì)算模塊4根據(jù)濕氣的總流量壓差值和截面含氣率，計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp由于在管道I上僅設(shè)置有一個(gè)相分率計(jì)，而相分率計(jì)自身存在漂移(如伽馬相分率計(jì)的計(jì)數(shù)漂移)，因此會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差，無(wú)法對(duì)管道中濕氣的截面含氣率進(jìn)行精確計(jì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種濕氣流量測(cè)量裝置，通過(guò)冗余的相分率計(jì)檢測(cè)管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對(duì)氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行精確的測(cè)量，滿足油氣田生產(chǎn)計(jì)量的要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種濕氣流量測(cè)量裝置，包括管道、差壓式流量測(cè)量器件、至少兩個(gè)相分率計(jì)、和流量計(jì)算模塊，其中差壓式流量測(cè)量器件和所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別安裝在管道上，流量計(jì)算模塊分別與所述至少兩個(gè)相分率計(jì)和差壓式流量測(cè)量器件連接，其中差壓式流量測(cè)量器件測(cè)量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ ;所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量管道中濕氣的截面含氣率；流量計(jì)算模塊根據(jù)所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率，計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值Δ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp優(yōu)選的，所 述至少兩個(gè)相分率計(jì)的軸線與管道的軸向相交且垂直。優(yōu)選的，濕氣流量測(cè)量裝置還包括對(duì)氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行滑差修正的滑差修正模塊。優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)安裝在管道的同一橫截面上。優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)安裝在管道的不同橫截面上。本實(shí)用新型通過(guò)將差壓式流量測(cè)量器件和所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別安裝在管道上，流量計(jì)算模塊分別與所述至少兩個(gè)相分率計(jì)和差壓式流量測(cè)量器件連接。差壓式流量測(cè)量器件測(cè)量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ ;所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量管道中濕氣的截面含氣率；流量計(jì)算模塊根據(jù)所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率，計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt，并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值ΛΡ和所述截面含氣率優(yōu)化值GVF_，計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp由于通過(guò)冗余的相分率計(jì)檢測(cè)管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對(duì)氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行精確的測(cè)量，滿足油氣田生產(chǎn)計(jì)量的要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中濕氣流量測(cè)量方案的示意圖。圖2為本實(shí)用新型濕氣流量測(cè)量裝置一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖3為本實(shí)用新型濕氣流量測(cè)量裝置另一實(shí)施例的示意圖。圖4為本實(shí)用新型濕氣流量測(cè)量裝置水平安裝一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖5為本實(shí)用新型濕氣流量測(cè)量裝置垂直安裝一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。圖2為本實(shí)用新型濕氣流量測(cè)量裝置一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖2所示,該實(shí)施方式的濕氣流量測(cè)量裝置包括管道201、差壓式流量測(cè)量器件202、至少兩個(gè)相分率計(jì)203、和流量計(jì)算模塊204。其中差壓式流量測(cè)量器件202和所述至少兩個(gè)相分率計(jì)203分別安裝在管道201上，流量計(jì)算模塊204分別與所述至少兩個(gè)相分率計(jì)203和差壓式流量測(cè)量器件202連接。其中差壓式流量測(cè)量器件202測(cè)量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ;所述至少兩個(gè)相分率計(jì)203分別測(cè)量管道中濕氣的截面含氣率；流量計(jì)算模塊204根據(jù)所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率，計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值Λ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1O根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的濕氣流量測(cè)量裝置，通過(guò)將差壓式流量測(cè)量器件和所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別安裝在管道上，流量計(jì)算模塊分別與所述至少兩個(gè)相分率計(jì)和差壓式流量測(cè)量器件連接。差壓式流量測(cè)量器件測(cè)量管道中濕氣的總流量壓差值Λ P ;所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量管道中濕氣的截面含氣率；流量計(jì)算模塊根據(jù)所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率，計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVF_，并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值Λ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVF_，計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率％。由于通過(guò)冗余的相分率計(jì)檢測(cè)管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對(duì)氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行精確的測(cè)量，滿足油氣田生產(chǎn)計(jì)量的要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)的軸線分別與管道的軸向相交且垂直。由于每個(gè)相分率計(jì)的軸線分別與管道的軸向相交且垂直，因此能夠進(jìn)一步確保測(cè)量結(jié)果的精度。優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)可安裝在管道的同一橫截面上，也可安裝在管道的不同橫截面上。優(yōu)選的，流量計(jì)算模塊204可采用下列方式計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率
Q1O首先，根據(jù)所述截面含氣率優(yōu)化值GVF_，計(jì)算濕氣的混合密度P mix。例如，可利用公式P mix= P gasGVFopt+ p Iiguid(I-GVFopt)·計(jì)算濕氣的混合密度P mix，其中P gas為氣體密度，P liquid為液體密度。其次，根據(jù)濕氣的總流量壓差值ΛΡ以及濕氣的混合密度Pmix，計(jì)算濕氣的總體積流量率Q。例如，可利用公式
IΔΡO(jiān) = K I—
V Pmix計(jì)算濕氣的總體積流量率Q，其中參數(shù)K為系統(tǒng)參數(shù)。最后，根據(jù)總體積流量率Q和截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp例如，可利用公式Qg = QXGVFopt計(jì)算氣體積流量率Qg ;利用公式Q1 = QX (I -GVFopt)計(jì)算液體積流量率Qp本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解的是，上述具體方式僅為一種示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用其它可替換的方式進(jìn)行計(jì)算。流量計(jì)算模塊204可利用求平均值的方法，通過(guò)對(duì)上述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率求平均，來(lái)計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVF_。例如，可使用計(jì)算算術(shù)平均值、幾何平均值、均方根平均值、加權(quán)平均值等方法進(jìn)行計(jì)算。優(yōu)選的，流量計(jì)算模塊204可以采用下面的方式來(lái)計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVF_。首先，流量計(jì)算模塊204計(jì)算每個(gè)相分率計(jì)203測(cè)量的截面含氣率Xi的短期局部可靠度函數(shù)FO，F(xiàn) (Xi) =D (Xi) =E ([Xi-E (Xi) ]2)，[0043]其中Xi表示第i個(gè)相分率計(jì)測(cè)量的截面含氣率的時(shí)間序列，I ^ i ^ N, N為相分率計(jì)的個(gè)數(shù)，DO為方差函數(shù)，E O為期望函數(shù)。其次，流量計(jì)算模塊204為每個(gè)相分率計(jì)測(cè)量的截面含氣率Xi構(gòu)造長(zhǎng)期整體可靠度函數(shù)LFO，其中
權(quán)利要求1.一種濕氣流量測(cè)量裝置，其特征在于，包括管道、差壓式流量測(cè)量器件、至少兩個(gè)相分率計(jì)、和流量計(jì)算模塊，其中差壓式流量測(cè)量器件和所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別安裝在管道上，流量計(jì)算模塊分別與所述至少兩個(gè)相分率計(jì)和差壓式流量測(cè)量器件連接，其中:差壓式流量測(cè)量器件測(cè)量管道中濕氣的總流量壓差值ΛΡ ;所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量管道中濕氣的截面含氣率；流量計(jì)算模塊根據(jù)所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率，計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值△ P和所述截面含氣率優(yōu)化值GVFtjpt,計(jì)算氣體積流量率Qg和液體積流量率Qp
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)的軸線與管道的軸向相交且垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，濕氣流量測(cè)量裝置還包括對(duì)氣體積流量率Qg和液體積流量率Q1進(jìn)行滑差修正的滑差修正模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)安裝在管道的同一橫截面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)相分率計(jì)安裝在管道的不同橫截面上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種濕氣流量測(cè)量裝置，其通過(guò)將差壓式流量測(cè)量器件和所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別安裝在管道上，流量計(jì)算模塊分別與所述至少兩個(gè)相分率計(jì)和差壓式流量測(cè)量器件連接。差壓式流量測(cè)量器件測(cè)量管道中濕氣的總流量壓差值；所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量管道中濕氣的截面含氣率；流量計(jì)算模塊根據(jù)所述至少兩個(gè)相分率計(jì)分別測(cè)量的截面含氣率，計(jì)算截面含氣率優(yōu)化值，并根據(jù)所述濕氣的總流量壓差值和所述截面含氣率優(yōu)化值，計(jì)算氣體積流量率和液體積流量率。由于通過(guò)冗余的相分率計(jì)檢測(cè)管道中濕氣的截面含氣率，從而可以對(duì)氣體積流量率和液體積流量率進(jìn)行精確的測(cè)量，滿足油氣田生產(chǎn)計(jì)量要求，有助于油氣藏管理改善和生產(chǎn)優(yōu)化。
文檔編號(hào)G01F5/00GK202748069SQ20122036053
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者陳繼革 申請(qǐng)人:蘭州海默科技股份有限公司