專利名稱：一種用于高壓汽-水兩相流體的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道內(nèi)高壓汽-水兩相流的測量領(lǐng)域，特別涉及一種稠油熱采過程中的注入蒸汽的測量，該方法精準(zhǔn)可靠，非常實(shí)用。
背景技術(shù)：
分流分相法在多相流測量中是一種常用技術(shù)，通過分流可以用比較小的裝置測量大流量的多相流。中國專利ZL98113068. 2公開了一種兩相流測量方法，該方法通過成比例的從兩相流中分流出一股兩相流體，然后將其分離成單相流體后，應(yīng)用單相流量計(jì)測量出各相流量，再根據(jù)分流比例確定被測兩相流的各相總流量，這種方法受分流比例精度的影響，分流比例愈恒定，總流量測量精度愈高，同樣，在測量兩相流相含量時(shí)，也必須保證取樣 樣品的代表性，為了提高取樣精度，改善樣品的代表性，常在取樣器前對(duì)多相流進(jìn)行混合或者整流處理，這樣雖然在原理以及實(shí)驗(yàn)室條件下提高樣品的分流比恒定與代表性，但是應(yīng)用到現(xiàn)場環(huán)境后受測量介質(zhì)純凈度以及環(huán)境溫度的影響很大，不便于工業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明提供的測量方法，拋開對(duì)傳統(tǒng)分流分相法，即取樣樣品分流比例以及代表性的嚴(yán)格要求，而是通過理論公式推導(dǎo)，確定分流比，以很小體積的蒸汽計(jì)量裝置解決稠油熱采過程中注入蒸汽的計(jì)量，生產(chǎn)應(yīng)用效果極其顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目在于本發(fā)明提供的用于高壓汽-水兩相流體的測量方法，通過理論公式推導(dǎo)，確定分流比，以很小體積的蒸汽計(jì)量裝置解決稠油熱采過程中注入蒸汽的計(jì)量，生產(chǎn)應(yīng)用效果極其顯著。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于高壓汽-水兩相流體的測量方法，通過理論公式推導(dǎo)，確定分流比，將標(biāo)定好的分流系數(shù)帶入方程求出稠油熱采注入蒸汽的流量、干度等參數(shù)，方法精準(zhǔn)可靠，實(shí)施步驟如下步驟I公式計(jì)算I)測得蒸汽、水的總流量與分流量比例關(guān)系式Mg =CD
KsMw =(2)Ms :總蒸汽流量；Mw:總液相流量；Mss :通過蒸汽流量計(jì)的蒸汽分流量；Msw :通過水流量計(jì)的液相分流量；Ks:蒸汽分流系數(shù)；Kw:液體分流系數(shù)。
從方程(I)和(2)得知，分流常數(shù)Ks和Kw代表主回路流進(jìn)取樣回路的比例，即Kw大于Ks ；從 方程(I)和(2)得知，Ks與Kw的實(shí)際值取決于分回路和主回路的相對(duì)阻力大小，分流回路與主回路呈并聯(lián)關(guān)系，因此壓力損失相同；Δ Pm = Δ Ps(3)APm :主回路壓力損失；Δ Ps :分流回路壓力損失；APn^P八匕可以采用分相模型計(jì)算」APm = -^APms + Qm^Afam(4)JWs =風(fēng) +(5)APms和Λ Pmw分別表示蒸汽與水單獨(dú)流過主回路時(shí)的壓力損失；APssandAPsw分別表示氣相與水單獨(dú)流過分流回路時(shí)的壓力損失；Θ表不根據(jù)壓力而變化的修正因子；+嶋
■J ^Ps \ 義ffi JΔΡ- + + Σ^]頭[警4( )
碰」-Pu \良m JAPss = [λ y 丄 + y ξ I—f(8)
L、 ' U」2psUJ在上式中λ是達(dá)西摩擦因子，L是管長度，d是管內(nèi)徑，ξ局部損失系數(shù)，P1^K密度，Ps蒸汽密度，M是質(zhì)量流量，A是管截面面積，符號(hào)Σ代表總和；下標(biāo)m代表主回路，下標(biāo)S代表分流回路；2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，總流量與分流回路的流量關(guān)系式Ms = Mms+Mss(10)Mw = M +Msw(11)XmS主回路干度，\為分流回路干度，忽略01]1與0s的微小差別，g卩θπ=θ3=θ，然后將方程式(4)- (11)帶入方程式(3)中，得到= —Eii JL-I(12)
Ks I kw J*y PiA^在上式中，Ktl是在單相流下的分流系數(shù)，由以下方程確定
.AIV ' γ
ASn Am^ +K0=-—^—i—^—(13)
, I m. V， I VI tA I、V， Iψ
Α5、|Λιη2^Χ""" + 2^ηι + AmJAs2jT~+ 2-
IaIE C*S方程(12)為阻力平衡方程，從阻力關(guān)系中得到，此方程不能確定Ks和Kw的值，需補(bǔ)充另一個(gè)方程km
權(quán)利要求
1.一種用于高壓汽-水兩相流體的測量方法，其特征在于通過理論公式推導(dǎo)，確定分流比，將標(biāo)定好的分流系數(shù)帶入方程求出稠油熱采注入蒸汽的流量及干度等參數(shù)，該方法精準(zhǔn)可靠，分步驟實(shí)施； 步驟I公式計(jì)算 I)測得蒸汽、水的總流量與分流量比例關(guān)系式
全文摘要
本發(fā)明提供的一種用于高壓汽-水兩相流體的測量方法，是通過分流器控制高壓汽-水兩相流體的比例，分離器的上下口分別安裝蒸汽、水流量計(jì)，流經(jīng)蒸汽、水流量計(jì)的流體最終混合流入豬回路；主回路與分回路之間的壓差由主回路與分回路的節(jié)流裝置來調(diào)節(jié)，然后通過實(shí)驗(yàn)室條件在理論基礎(chǔ)上測得分流系數(shù)，最終通過稠油熱采過程中的9T/h燃?xì)庵绷麇仩t對(duì)其進(jìn)行表定，最終確立分流系數(shù)。該測量裝置包括分流器和分離系統(tǒng)安裝在水平汽-水兩相流管線上，在主管壁上有6分流孔，其外是一個(gè)收集環(huán)室，用以收集從分流孔流出來的流體，一個(gè)小的分離器與收集環(huán)室相連，在分離器頂部和底部分別安裝了蒸汽流量計(jì)和水流量計(jì)，蒸汽流量計(jì)與水流量計(jì)的出口同時(shí)與節(jié)流裝置相連，最終連接到主回路節(jié)流裝置的下端。
文檔編號(hào)G01D21/02GK102914326SQ20121034831
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者張學(xué)魯, 張建華, 魏新春, 黃偉強(qiáng), 徐永俊, 辜新軍, 麥斌虎, 趙建華, 劉平, 陳雷, 蔣其斌, 談建平 申請人:新疆華隆油田股份有限公司