一種三相流體檢測(cè)儀及三相流體的各自流量檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油、化工、環(huán)保處理等流體中存在氣體、油、水=相流體的各自流量 檢測(cè)，尤其設(shè)及一種=相流體檢測(cè)儀及=相流體的各自流量檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油、化工等領(lǐng)域的流動(dòng)液體中大量存在著天然氣、水和油，尤其是油田采油廠的 采油液體更是如此。
[0003] 由于=相流體的共存，給流量測(cè)量帶來(lái)了很大的困難，針對(duì)采油液體由于采用聚 合物等高分子注采物質(zhì)，流體變成非牛頓或牛頓、非牛頓流體共存，從而使常規(guī)牛頓流體測(cè) 量理論不適應(yīng)測(cè)量該種流體，及牛頓力學(xué)的諸多定律已不能適應(yīng)該種情況，給測(cè)量精度造 成很大問(wèn)題。
[0004] 而流體的流動(dòng)方式多變，例如存在喘流、段塞流、素流并存現(xiàn)象，也給測(cè)量帶來(lái)很 大困難。
[0005] 國(guó)外進(jìn)口該種設(shè)備或國(guó)內(nèi)代理的公司價(jià)格極高，同時(shí)由于采用放射線和核子等放 射手段檢測(cè)，不符合HSE標(biāo)準(zhǔn)要求，目前一直沒(méi)有得到大量采用。
[0006] 對(duì)于使用部口得到的計(jì)量數(shù)據(jù)特別重要，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可W調(diào)整工藝參數(shù)W達(dá)到 最優(yōu)控制和其它作用，但該問(wèn)題一直未得到解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種無(wú)需根據(jù)牛頓力學(xué)的測(cè)量精確，計(jì)算便 捷的二相流體檢測(cè)儀及二相流體的各自流量檢測(cè)方法。
[000引本發(fā)明是該樣實(shí)現(xiàn)的，
[0009] 一種=相流體的各自流量檢測(cè)方法，包括如下步驟：
[0010] 1)通過(guò)采樣，測(cè)量流體的相對(duì)介電常數(shù)e r，測(cè)量的流體密度d，測(cè)量流體的溫度 t，測(cè)量流體的流量Q ;
[0011] 2)建立方程數(shù)學(xué)模型：
[0012] 根據(jù)液體中含水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、原油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、天然氣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足的 條件建立公式（1)
[0013] X 巧+Z = 1 (1)
[0014] 建立相對(duì)介電常數(shù)公式（2)
[0015] aX 巧.2Y+Z= er (2)
[0016] 建立密度公式；
[0017] 1000X+865Y+0. 717Z = d (3)
[0018] 式中；X、Y、Z分別設(shè)為液體中含水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、原油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、天然氣 的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；其中水的相對(duì)介電常數(shù)為e ,k= a ;水的介電常數(shù)隨溫度校正方程a = 88+0. 36X (0-t) ; e r為測(cè)量流體的相對(duì)介電常數(shù)；d為測(cè)量的流體密度，單位為千克/立 方米；
[0019] 3)采用矩陣法解步驟1)的液體中含水的百分?jǐn)?shù)X、原油的百分?jǐn)?shù)Y W及天然氣的 百分?jǐn)?shù)Z，建立行列式：
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種=相流體的各自流量檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 通過(guò)采樣，測(cè)量流體的相對(duì)介電常數(shù)er，測(cè)量的流體密度d，測(cè)量流體的溫度t，測(cè) 量流體的流量Q ; 2) 建立方程數(shù)學(xué)模型： 根據(jù)液體中含水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、原油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、天然氣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足的條件 建立公式（1) X 巧+Z = 1 (1) 建立相對(duì)介電常數(shù)公式（2) aX+2. 2Y+Z = e r (2) 建立密度公式： 1000X+865Y+0. 717Z = d (3) 式中；X、Y、Z分別設(shè)為液體中含水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、原油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、天然氣的 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；其中水的相對(duì)介電常數(shù)為e,k= a;水的介電常數(shù)隨溫度校正方程a = 88+0. 36X (0-t) ; e r為測(cè)量流體的相對(duì)介電常數(shù)；d為測(cè)量的流體密度，單位為千克/立 方米； 3) 采用矩陣法解步驟1)的液體中含水的百分?jǐn)?shù)X、原油的百分?jǐn)?shù)YW及天然氣的百分 數(shù)Z，建立行列式；
X = VD，Y = Dy/D，Z = D,/D ;將步驟1)中所測(cè)量的數(shù)據(jù)帶入得到液體中含水的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)、原油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、天然氣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； 4) 各種流體流量計(jì)算；通過(guò)流量計(jì)測(cè)量瞬時(shí)液體總流量Q，瞬時(shí)水流量二QXX ;瞬 時(shí)油流量= QXY ;瞬時(shí)天然氣流量= QXZ。
2. 如權(quán)利要求1所述的=相流體的各自流量檢測(cè)方法，其特征在于，步驟1中采用主體 采用同直徑鋼管焊接而成，呈口字型的檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量，n字型主體的一側(cè)立管下端液體 入口處上裝有溫度傳感器；另一側(cè)立管上安裝密度傳感器和液體介質(zhì)傳感器，在主體的橫 管上安裝禍輪流量傳感器。
3. 如權(quán)利要求2所述的S相流體的各自流量檢測(cè)方法，其特征在于，采樣時(shí)間的確定： 立管總高度為h，單位為米，鋼管有效直徑為D'，單位為米；流速V = Q<&/S，式中為 最低流量，單位為立方米/每小時(shí)，S為管面積，單位為平方米；V為流速，單位為米/每秒， 從管低端到管高端需要時(shí)間為主體總長(zhǎng)為L(zhǎng) 一次采樣總時(shí)間T選為T = tL秒 極 鐘。
4. 一種=相流體流體檢測(cè)儀，其特征在于，該檢測(cè)儀的主體采用同直徑鋼管焊接而成， 呈口字型，W便產(chǎn)生高度差和液體穩(wěn)流，n字型主體的一側(cè)立管下端液體入口處上裝有溫 度傳感器；另一側(cè)立管上安裝密度傳感器和液體介質(zhì)傳感器，在主體的橫管上安裝禍輪流 量傳感器。
5. 如權(quán)利要求4所述的=相流體流體檢測(cè)儀，其特征在于，在口字型主體的口內(nèi)空間 安裝電氣連接板，各傳感器的連線均連入電氣連接板的電路中。
6. 如權(quán)利要求5所述的=相流體流體檢測(cè)儀，其特征在于，在電氣連接板上還具有微 處理器，溫度傳感器、密度傳感器、液體介質(zhì)傳感器W及禍輪流量傳感器將采集的數(shù)據(jù)傳遞 至微處理器，微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油、化工、環(huán)保處理等流體中存在氣體、油、水三相流體的各自流量檢測(cè)，尤其涉及一種三相流體檢測(cè)儀及三相流體的各自流量檢測(cè)方法。通過(guò)采樣，測(cè)量流體的相對(duì)介電常數(shù)εr，測(cè)量的流體密度d，測(cè)量流體的溫度t，測(cè)量流體的流量Q；建立方程數(shù)學(xué)模型：根據(jù)液體中含水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、原油的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、天然氣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足的條件建立公式；建立相對(duì)介電常數(shù)公式；立密度公式，通過(guò)矩陣解法求得液體中含水的百分?jǐn)?shù)X、原油的百分?jǐn)?shù)Y以及天然氣的百分?jǐn)?shù)Z，根據(jù)測(cè)量流體的流量Q得到水、液、氣的流量。避開(kāi)了牛頓力學(xué)體系，使其測(cè)量裝置可以通過(guò)測(cè)量3各參數(shù)間接測(cè)量牛頓流體和非牛頓流體。測(cè)量方便準(zhǔn)確。
【IPC分類】G01F1-32
【公開(kāi)號(hào)】CN104596591
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510024757
【發(fā)明人】田樹(shù)梁
【申請(qǐng)人】丹東丹聯(lián)儀表檢測(cè)技術(shù)研究有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日