專利名稱：一種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相流量和液相流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體流量測(cè)量領(lǐng)域，更具體地，涉及一種測(cè)量氣液兩相混合流體中的氣相流量和液相流量的方法。
背景技術(shù)：
采油工業(yè)中，經(jīng)常從油井中采出包含液相和氣相的氣液混合流體，業(yè)內(nèi)常稱之為“濕氣”。其中所述氣相包括例如空氣、油田氣或任何在常溫下不凝的氣體，其中該油田氣一般為較輕的烷烴甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。所述液相可包括原油本身以及采用過(guò)程中注入油井中的水以及其它液體添加劑。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量從油井中采出的氣液混合流體中氣體的體積流量和液體的體積流量，是生產(chǎn)管理和生產(chǎn)優(yōu)化所必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)前，已經(jīng)有一些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這種氣液兩相混合流體中氣體體積流量和液體體積流量的在線測(cè)量。傳統(tǒng)方法是通過(guò)分離器將氣液兩相混合流體分離成氣相和水相，然后分別計(jì)量它們的體積流量。但由于分離器以及相關(guān)附屬設(shè)施重達(dá)數(shù)十噸，占地上百平方米，且控制環(huán)節(jié)多，使得分離器的維護(hù)和管理十分復(fù)雜，不利于生產(chǎn)過(guò)程管理的自動(dòng)化，尤其不利于在沙漠和海上油田中使用。另一類方法是不對(duì)氣液兩相進(jìn)行分離，通過(guò)測(cè)量氣液兩相混合流體的總體積流量Q和氣相分率GVF來(lái)測(cè)量氣相體積流量和液相體積流量。其中氣相分率GVF是指氣相流量占?xì)庖簝上嗷旌狭黧w總流量的百分比，亦可表示為某一橫截面處，氣相所占據(jù)的面積與整個(gè)截面面積之比。理想情況下的處理方法是氣相體積流Qg = QXGVF,液相體積流量Q1 =QX (I-GVF)0但這種測(cè)量方法要基于一個(gè)前提氣液兩相在該截面上具有相同的速度。但是，實(shí)際上，由于氣液之間在密度、粘度等性質(zhì)方面差別巨大，在實(shí)際管路中，上述前提并不成立。在實(shí)際管路中，由于氣體密度較小，氣相速度常常大于液相速度，這使得上述理想情況下測(cè)量的氣相體積流量和液相體積流量出現(xiàn)了一定誤差，故需要一種改進(jìn)的方法來(lái)對(duì)上述理想情況進(jìn)行校正。本領(lǐng)域中將氣液兩相混合流體在同一管路中的氣相速度與液相速度之差稱為滑差，而將氣液兩相混合流體在同一管路中的氣相速度與液相速度之比稱為氣液滑差因子，下文中將對(duì)氣液滑差以及氣液滑差因子進(jìn)行詳細(xì)介紹。目前氣液兩相混合流體的計(jì)量技術(shù)中對(duì)于由于氣液滑差引起的計(jì)量誤差的校正主要有兩種方法—種方法是基于氣液兩相的Lockhart-Martinelli參數(shù)進(jìn)行迭代計(jì)算,主要用于極高含氣的濕氣計(jì)量中的氣量虛高修正，主要代表有ISO濕氣模型，例如參見出版物ISO/TRl 1583:2012,其英文題目是 “Measurement of wet gas flow by means of pressuredifferential devices inserted incircular cross-section conduits，，。這種方法都是使用單相儀表將濕氣當(dāng)做單相進(jìn)行計(jì)量，不會(huì)使用多相儀表，所以液量需要通過(guò)別的途徑預(yù)先知道，或知道個(gè)概值，所以修正都是針對(duì)氣量的修正。這種方法有三個(gè)主要缺點(diǎn)一是沒有明確的動(dòng)力學(xué)機(jī)制；二是只修正了氣量，沒有對(duì)液量計(jì)量進(jìn)行修正；第三，該方法的適用范圍僅限于極高含氣的很窄含氣率量程。另一種方法基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，比如?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合模型、或者信號(hào)處理模型的兩相流流量氣液滑差修正。這種方法有兩個(gè)缺點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)量條件的依賴性很強(qiáng)，無(wú)法做到通用性和精度兼顧。另外因?yàn)槎嘞嗔鞯牧鲬B(tài)復(fù)雜性，使得經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^(guò)對(duì)建模參量選擇和數(shù)學(xué)關(guān)系作出更合理的假定非常困難。信號(hào)處理完全把多相流當(dāng)作黑箱處理，計(jì)量精度和范圍都有很大的人為特征和不確定性。因此，本領(lǐng)域需要一種能夠簡(jiǎn)單地且精確地測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法，且還要能夠?qū)庖夯钜鸬臏y(cè)量誤差進(jìn)行校正。發(fā)明概述本發(fā)明的第一方面涉及一種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法，包括以下步驟·
a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間；b.測(cè)量該氣液兩相混合流體的總體積流量Q、溫度T、壓力P和氣相分率GVF ；c.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF— I))Qg = QXGVFXS/(1-GVF+S*GVF)Q1 = QX (I-GVF)/(1_GVF+S*GVF)其中，Q為總體積流量，單位為m3/s ；S為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱；GVF為氣相分率，無(wú)量綱；u k為在氣液兩相混合流的測(cè)量溫度T和測(cè)量壓力P下以任何粘度單位例如Pa-S計(jì)的氣體粘度U g與以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的液體粘度U !之比，無(wú)量綱。本發(fā)明的第二方面涉及一種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法，包括以下步驟a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間；b.測(cè)量該氣液兩相混合流體中的液相平均速度VI、溫度T、壓力P和氣相分率GVF ；c.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF-1))Qg = VlXAXGVFXSQ1 = VlXAX (I-GVF)其中，Vl為液相平均速度，單位為m/s ；
S為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱；GVF為氣相分率，無(wú)量綱；U k為在氣液兩相混合流的測(cè)量溫度T和測(cè)量壓力P下以任何粘度單位例如Pa-S計(jì)的氣體粘度U g與以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的液體粘度U I之比，無(wú)量綱；A為圓管的橫截面積，單位為m2。本發(fā)明的第三方面涉及一種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法，包括以下步驟a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間；b.測(cè)量該氣液兩相混合流體中的氣相平均速度Vg、溫度T、壓力P和氣相分率·GVF ；c.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF— I))Qg = VgXAXGVFQ1 = VgXAX (I-GVF)/S其中，Vg為氣相平均速度，單位為m/sS為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱；GVF為氣相分率，無(wú)量綱；u k為在氣液兩相混合流的測(cè)量溫度T和測(cè)量壓力P下以任何粘度單位例如Pa-S計(jì)的氣體粘度U g與以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的液體粘度U I之比，無(wú)量綱；A為圓管的橫截面積，單位為m2。附圖
簡(jiǎn)述圖I是氣液兩相混合流體在豎直管路內(nèi)形成環(huán)狀流后的截面示意圖。其中，中心白色部分為氣相，環(huán)狀陰影部分為液相。圖2是氣液兩相混合流體在豎直管路內(nèi)形成環(huán)狀流后，在某一截面處，氣體速度和液體速度沿徑向分布的示意圖。圖3是氣液兩相混合流體在豎直管路內(nèi)形成環(huán)霧狀流后的截面示意圖。其中，中心白色部分為霧，由氣相和散布其中的液滴組成，環(huán)狀陰影部分為液相。圖4為本發(fā)明的實(shí)施例中使用的測(cè)量方法的流程示意圖。圖5是采用本發(fā)明環(huán)狀流模型修正后的氣相流量與真值相比的相對(duì)誤差以及未進(jìn)行修正的氣相流量與真值相比的相對(duì)誤差圖。圖6是采用本發(fā)明環(huán)狀流模型修正后的液相流量與真值相比的絕對(duì)誤差以及未進(jìn)行修正的液相流量與真值相比的絕對(duì)誤差圖。以上附圖僅僅是為了舉例說(shuō)明而提供，不打算以任何意圖來(lái)限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求確定。發(fā)明詳述本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)的定義如下
“氣液兩相混合流體”是指運(yùn)動(dòng)中的氣液混合物，其中氣相與液相可以以任何方式混合。例如，氣液兩相可以具有連續(xù)的邊界，形成所謂的“分層流”;或者液相懸浮于氣體中，形成所謂的“液滴流”;或者氣相懸浮于液相中，形成所謂的“氣泡流”;或者管路內(nèi)某一段是氣體，另某一段為液體，形成所謂的“栓塞流”，等等?！傲髁俊笔侵竼挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)某截面的流體的體積。流量有多種計(jì)算方式，按時(shí)間分，有瞬間流量和積分流量之分，瞬間流量是指在某一時(shí)刻即時(shí)間點(diǎn)時(shí)的流量，積分流量是指在某一時(shí)間段內(nèi)的流量，可以認(rèn)為是瞬間流量在該時(shí)間段內(nèi)的積分值，故此得名。生產(chǎn)上關(guān)心的是積分流量。故本發(fā)明中，除非另有專門說(shuō)明，所提及的“流量”均是指積分流量。“速度”，也稱作“流速”，是指流體單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的路程?！八俣取边@一術(shù)語(yǔ)在物理學(xué)和流體力學(xué)中本來(lái)是矢量，但在本發(fā)明中，將其作為標(biāo)量來(lái)處理，認(rèn)為管路中所有的流體的速度都是平行于管路軸線方向并指向流體前進(jìn)方向的，故僅考慮其大小即可，而忽略其方向。這也是符合采油工業(yè)的實(shí)際需要的，因?yàn)槿藗兺ǔＶ魂P(guān)心速度的大小，不關(guān)心其方向如何。“速度”又可細(xì)分為在截面上某一點(diǎn)處的速度和在整個(gè)截面上的平均速度，前者稱為點(diǎn)速度，后者一般簡(jiǎn)稱為截面平均速度。從概念上講，截面平均速度是點(diǎn)速度在截面上的面積分值。本發(fā)明在使用速度的概念時(shí)，除非專門說(shuō)明是點(diǎn)速度，否則都是指截面平均速度?！ぴ诙嘞嗔髦?，某一相的速度，通常應(yīng)該是指該相在其自己截面上的平均速度，本專利中的速度比也是各相的“平均速度”之比?！皻庖夯睢笔侵笟庖簝上嗷旌狭黧w在同一管路中的氣相速度與液相速度之差?！皻庖夯钜蜃印笔侵笟庖簝上嗷旌狭黧w在同一管路中的氣相速度與液相速度之比，無(wú)量綱?！跋喾致省?，是指在多相流的某一流通橫截面(在管道中流動(dòng)時(shí)，即為管道橫截面)上，某一相所占據(jù)的面積與該流通橫截面面積的比例。根據(jù)所指稱的相的不同，該術(shù)語(yǔ)又可分為“氣相分率”(簡(jiǎn)稱為GVF，又稱截面含氣率)和“液相分率”(又稱截面含液率)，分別指氣相和液相在某一流通橫截面上的所占據(jù)的面積與該流通橫截面面積的比例。相分率可以用相分率計(jì)來(lái)測(cè)量?！胺€(wěn)態(tài)流”是指流體的流型在宏觀上不隨時(shí)間變化，即達(dá)到所謂的“穩(wěn)態(tài)”。在本發(fā)明的第一方面的步驟a中，使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間。一般認(rèn)為，當(dāng)氣液兩相混合流體在水平或傾斜管道中流動(dòng)時(shí)，由于液相的密度要大于氣相的密度，故液相會(huì)更多地分布在管道的中下部位置，這給氣液兩相各自的體積流量的計(jì)量以及校正氣液滑差代來(lái)的誤差造成了困難。為避免這種情況，本發(fā)明使使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成氣體在管中心流動(dòng)而且液體在管壁和氣體之間流動(dòng)的流型，本發(fā)明中將其稱作環(huán)狀氣液兩相流。這樣的環(huán)狀氣液兩相流在測(cè)量上的優(yōu)勢(shì)是在穩(wěn)態(tài)下氣液速度場(chǎng)是圍繞圓形管道的軸線對(duì)稱分布的，這給氣液滑差的校正帶來(lái)了便利。本發(fā)明人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)控制以下條件表觀氣速> 15m/s，可以在豎直圓管內(nèi)穩(wěn)定且可重現(xiàn)地實(shí)現(xiàn)這種環(huán)狀氣液兩相流，其中表觀氣速的測(cè)量可通過(guò)其它傳統(tǒng)的測(cè)量方式加以粗略地測(cè)定，例如通過(guò)將氣相和液相進(jìn)行分離后測(cè)量氣相的體積流量，再除以管路橫截面積得到表觀氣速。在本發(fā)明的第一方面的步驟b中，測(cè)量該氣液兩相混合流體的總體積流量Q、溫度T、壓力P和氣相分率GVF。其中，通過(guò)使用相分率計(jì)來(lái)在線測(cè)量所述氣相分率GVF，所述相分率計(jì)選自單能伽馬射線相分率計(jì)或雙能伽馬射線相分率計(jì)。這些相分率計(jì)都是可商購(gòu)得到的成熟產(chǎn)品，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉去何處購(gòu)買以及如何使用，故在此不再贅述。通常認(rèn)為，所測(cè)得的氣相分率GVF就是某一截面處氣體所占據(jù)的面積與截面總面積之比。在本發(fā)明的環(huán)狀流的情況下，氣相分率GVF = r(l2/R2，其中r°是如圖I所示的圓柱狀氣體的半徑，R是指圓形管的內(nèi)徑。溫度T可以通過(guò)任何常規(guī)測(cè)溫手段獲得，例如通過(guò)熱電偶或溫度計(jì)來(lái)測(cè)量。壓力P可以使用任何常規(guī)測(cè)壓設(shè)備例如壓力傳感器或壓力表來(lái)測(cè)得。總體積流量Q可以通過(guò)使用任何常規(guī)體積流量測(cè)量方法來(lái)測(cè)量，例如使用文丘里流量計(jì)、孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量，這些設(shè)備和方法都是已知的，且所使用的設(shè)備均可商購(gòu)得到。具體來(lái)說(shuō)，在本方面的一種實(shí)施方法中，使用文丘里流量計(jì)來(lái)計(jì)量總體積流量。該文丘里流量計(jì)可安裝在管路任何位置，但優(yōu)選安裝在該豎直圓管中的某一段上，最優(yōu)選安裝在該豎直圓管中部，并距離該豎直圓管的入口和出口都有一定距離，例如大于該圓管直徑的6倍以上的距離，以使得測(cè)得的流量比較準(zhǔn)確。一般地，文丘里流量計(jì)都配有差壓變送器，用于測(cè)量該流量計(jì)入口處與其喉部的壓差，該壓差可用于計(jì)算總體積流量Q，具體計(jì)算公式可從任何一本流體力學(xué)教科書或從流量計(jì)的使用說(shuō)明書中查找。使用直接測(cè)量體積流量的流量計(jì)也是可以的?！?br> 在本發(fā)明的第一方面的步驟c中，基于以下公式計(jì)算氣液滑差S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF - I))Qg = QXGVFX S/(I _GVF+S*GVF)Q1 = QX (I-GVF)/(I_GVF+S*GVF)其中，Q為總體積流量，單位為m3/s ；已經(jīng)由步驟b測(cè)得。S為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱；GVF為氣相分率，無(wú)量綱；已經(jīng)由步驟b測(cè)得。u k為在氣液兩相混合流的溫度T下氣體粘度U g與液體粘度U I之比，無(wú)量綱。認(rèn)為氣體粘度Ug與液體粘度U1在本發(fā)明中是容易獲得的物理量，且可以以任何粘度單位例如Pa *s計(jì)來(lái)表示。例如，測(cè)定溫度T后，通過(guò)常規(guī)的氣液組成通過(guò)查表或數(shù)值計(jì)算獲得氣體粘度y g和液體粘度y:，或者，通過(guò)任何常規(guī)方法將液體和氣體分開后，分別用相應(yīng)的儀器例如粘度計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)定。值得一提的是，本發(fā)明中對(duì)氣液滑差因子S的計(jì)算采用了現(xiàn)有技術(shù)中從未采用的方法。其具體計(jì)算過(guò)程如下本發(fā)明充分利用了步驟a中在圓形管道中得到的氣液兩相環(huán)狀流的對(duì)稱性和穩(wěn)態(tài)性，并結(jié)合牛頓流體等特征(采油工業(yè)中所遇到的流體均為牛頓流體，關(guān)于牛頓流體的概念，可參見任何一本流體力學(xué)教科書)，簡(jiǎn)化描氣液述兩相流體的普適公式Navier-Stokes動(dòng)量方程，求出管道截面中的氣液兩相的速度分布的解析解，然后對(duì)氣液各自的截面域積分后求出氣液兩相的流量，再利用氣液兩相體積流量和氣液兩相面積計(jì)算出氣液兩相各自在某一截面上的真實(shí)平均速度，二者的比值即為氣液滑差因子的精確解析解表達(dá)式S。具體推導(dǎo)過(guò)程如下I.求解環(huán)狀流中氣液兩相在柱坐標(biāo)系下軸向速度沿徑向分布的速度流場(chǎng)解析解形式，如圖I所示首先，可以列出沿直的圓形管流動(dòng)的環(huán)狀流的Navier-Stokes方程在柱坐標(biāo)系下的表示形式如下(這里只列出動(dòng)量守恒方程，對(duì)所有流體狀態(tài)及物性量通過(guò)下標(biāo)g或I以區(qū)分氣相或液相，其余各符號(hào)的含義見說(shuō)明書末頁(yè)的符號(hào)含義說(shuō)明)
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權(quán)利要求
1.一種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法,包括以下步驟 a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間； b.測(cè)量該氣液兩相混合流體的總體積流量Q、溫度T、壓力P和氣相分率GVF； c.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF — I))Qg = Q X GVF X S/(1-GVF+S*GVF)Q1 = QX (I-GVF)/(1-GVF+S*GVF) 其中， Q為總體積流量，單位為m3/s ； S為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱； GVF為氣相分率，無(wú)量綱； U k為在氣液兩相混合流的測(cè)量溫度T和測(cè)量壓力P下以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的氣體粘度U g與以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的液體粘度U I之比，無(wú)量綱。
2.—種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法,包括以下步驟 a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間； b.測(cè)量該氣液兩相混合流體中的液相平均速度V1、溫度T、壓力P和氣相分率GVF； c.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF — I)) Qg = V1XaXGVFXS Q1 = V1XAX (I-GVF) 其中， V1為液相平均速度，單位為m/s ； S為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱； GVF為氣相分率，無(wú)量綱； U k為在氣液兩相混合流的測(cè)量溫度T和測(cè)量壓力P下以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的氣體粘度U g與以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的液體粘度U I之比，無(wú)量綱； A為圓管的橫截面積，單位為m2。
3.—種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法,包括以下步驟 a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流；所述環(huán)狀氣液兩相流是指這樣的一種流型氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間； b.測(cè)量該氣液兩相混合流體中的氣相平均速度Vg、溫度T、壓力P和氣相分率GVF；C.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q1 S = 2-GVF/(u kX (GVF — I)) Qg = VgXAXGVFQ1 = VgXAX (I-GVF)/S 其中， Vg為氣相平均速度，單位為m/s S為以m/s計(jì)的氣相速度與以m/s計(jì)的液相速度之比，無(wú)量綱； GVF為氣相分率，無(wú)量綱； U k為在氣液兩相混合流的測(cè)量溫度T和測(cè)量壓力P下以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的氣體粘度U g與以任何粘度單位例如Pa s計(jì)的液體粘度U I之比，無(wú)量綱； A為圓管的橫截面積，單位為m2。
4.權(quán)利要求I一 3中任一項(xiàng)的方法，其中使用相分率計(jì)來(lái)在線測(cè)量所述相分率GVF，所述相分率計(jì)選自單能伽馬射線相分率計(jì)或雙能伽馬射線相分率計(jì)。
5.權(quán)利要求I的方法，其中使用文丘里流量計(jì)、孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量所述總體積流量Q。
6.權(quán)利要求2的方法，其中使用互相關(guān)法來(lái)測(cè)量液相平均速度
7.權(quán)利要求3的方法，其中使用互相關(guān)法來(lái)測(cè)量氣相平均速度Vg。
8.權(quán)利要求I一 3中任一項(xiàng)的方法，其中所述氣液兩相混合流體以大于15m/s的表觀氣速流過(guò)所述豎直設(shè)置的圓管。
9.一種精確測(cè)量氣液兩相混合流體中氣相體積流量和液相體積流量的方法,包括以下步驟 a.使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)霧狀氣液兩相流；所述環(huán)霧狀氣液兩相流是指這樣的一種流型其中懸浮有液滴的氣體以圓柱狀圍繞圓管軸線，而液體以環(huán)狀分布在氣體與管壁之間； b.測(cè)量該氣液兩相混合流體的總體積流量Q、溫度T、壓力P和氣相分率GVF； c.基于以下公式計(jì)算氣液滑差因子S和氣體體積流量Qg和液體體積流量Q全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于環(huán)狀氣液兩相流的流量計(jì)量方法。此方法首先使氣液兩相混合流體流過(guò)豎直設(shè)置的圓管，以形成環(huán)狀氣液兩相流。然后測(cè)量該氣液兩相混合流體的總流量或液相平均速度或氣相平均速度，并測(cè)量溫度、壓力、氣相分率等物理量，最后基于氣液滑差因子的解析解來(lái)精確計(jì)算出液體積流量和氣體積流量。
文檔編號(hào)G01F1/00GK102749104SQ20121025786
公開日2012年10月24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