專利名稱：一種三相流體比例和流量測(cè)試方法、裝置及計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原油測(cè)量領(lǐng)域，具體地，涉及一種三相流體比例和流量測(cè)試方法、裝置及計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
油田生產(chǎn)的原油通常有三種組分:油、氣、水三相；直接計(jì)量體積流量、及各相比例是油田生產(chǎn)中亟待解決的問題。由于三相流量計(jì)的使用在油田生產(chǎn)開發(fā)方面節(jié)約成本，而且有利于油田管理的決策和對(duì)流程的有效控制。這些因素的存在極大程度地推動(dòng)了三相流量計(jì)在石油工業(yè)中的發(fā)展。而現(xiàn)有的流量計(jì)均是近年來剛剛問世的，由于在線測(cè)試環(huán)境極其惡劣，三相流量計(jì)的測(cè)量范圍受到很多限制，如受含氣率、含油率、含水率、黏度、鹽度等不同程度的影響，因此在技術(shù)上還沒有進(jìn)行過統(tǒng)一的試驗(yàn)評(píng)價(jià)。此類流量計(jì)的體積均較為龐大，且市場(chǎng)上大多流量計(jì)的誤差幾乎都在10%左右。要實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)計(jì)量，還要滿足信號(hào)的連續(xù)采集，并達(dá)到小體積、高強(qiáng)度、抗腐蝕、長(zhǎng)壽命的要求。流體的物性對(duì)流量計(jì)的選型也有著極大的影響，流體物性對(duì)三相流量計(jì)選型的影響見表I。
權(quán)利要求
1.一種三相流體比例和流量測(cè)試方法，其特征在于，采用連續(xù)測(cè)壓法進(jìn)行測(cè)試。
2.—種三相流體比例和流量測(cè)試裝置，其特征在于，包括管線及七個(gè)壓力傳感器，所述管線包括九段管道及擴(kuò)徑分流器； 所述第一、三、五、七、九管道均為水平設(shè)置管道，第二、四、六、八管道均為豎直設(shè)置的管道，且其中:第一管道的后端與第二管道的頂端連通，第二管道的底端與第三管道的前端連通，第三管道的后端與第四管道的底端連通，第四管道的頂端與第五管道的前端連通，第五管道的后端與擴(kuò)徑分流器的前端連通，第六管道的頂端與擴(kuò)徑分流器前端底部連通，第六管道的底端與第七管道的前端連通，第七管道的后端與第八管道的底端連通，第八管道的頂端與第九管道連通，且第九管道的前端與擴(kuò)徑分流器的后端也連通；所述第二、三、四管道口徑相同，第六、七、八管道口徑相同； 所述擴(kuò)徑分流器包括水平設(shè)置的筒體及水平向上卷起、設(shè)置在筒體內(nèi)的分流板；其中第一至五管道流過整體油、氣、水三相，經(jīng)過所述筒體及分流板后，第六、七、八管道流過油、水二相，再共同流過第九管道； 所述第一壓力傳感器設(shè)置在第二管道的底端面，第二壓力傳感器設(shè)置在第三管道的后端面，第三壓力傳感器設(shè)置在第四管道的底端面，第四壓力傳感器設(shè)置在第四管道的頂端面，第五壓力傳感器設(shè)置在第六管道的底端面，第六壓力傳感器設(shè)置在第七管道的后端面，第七壓力傳感器設(shè)置在第八管道的頂端，在第一、二、四、五、六、七壓力傳感器的位置，使流體直角轉(zhuǎn)向，原有的流動(dòng)矢量變?yōu)榱恪?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相流體比例和流量測(cè)試裝置，其特征在于，所述所有水平設(shè)置的管道與豎直設(shè)置的管道均分布于同一平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相流體比例和流量測(cè)試裝置，其特征在于，所述第二管道頂端到底端的高度與第四管道頂端到底端的高度以及第三管道前端到后端的長(zhǎng)度相同；且所述第六管道上方的分流板到第六管道底端的高度與第八管道頂端的第七壓力傳感器到第八管道底端的高度及第七 管道前端到后端的長(zhǎng)度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相流體比例和流量測(cè)試裝置，其特征在于，還包括兩個(gè)測(cè)溫傳感器，所述第一測(cè)溫傳感器為輸入端測(cè)溫傳感器，設(shè)置在第一管道內(nèi)，第二測(cè)溫傳感器為輸出端測(cè)溫傳感器，設(shè)置在第九管道內(nèi)，用于根據(jù)流體溫度調(diào)整單相流體密度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的三相流體比例和流量測(cè)試裝置，其特征在于，還包括與各傳感器連接的單片機(jī)，用于即時(shí)給出、顯示測(cè)試結(jié)果。
7.—種三相流體比例和流量計(jì)算方法，其特征在于，采用權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試，并按如下推導(dǎo)公式計(jì)算相關(guān)參數(shù):P1 = p^ gH + ^ / + Pi 巧I = Po EfH + PifiL + P 21 ^22 = PqS^- + 尸a = — p^gH + P2( I ) P、= β gHi + β + P3
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三相流體比例和流量計(jì)算方法，其特征在于，在已知三相流體粘滯系數(shù)的情況下，使用泊蕭葉公式計(jì)算體積流量:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三相流體比例和流量計(jì)算方法，其特征在于，所述三相流體各相的密度可按如下方法計(jì)算得出: 三相流體比例和流量測(cè)試裝置的各段溫度可以由溫度梯度計(jì)算出來，以溫度變化確定三相流體各自的密度變化，參照密度-溫度曲線給出各相流體的當(dāng)前密度； 并以P1、P2 二個(gè)壓力傳感器測(cè)試壓力的平均值，確定氣體密度隨壓力的變化，參照氣體密度-壓力曲線給出當(dāng)前密度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三相流體比例和流量計(jì)算方法，其特征在于，所述計(jì)算方法由單片機(jī)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三相流體比例和流量測(cè)試方法、裝置，采用連續(xù)測(cè)壓法進(jìn)行測(cè)試，裝置包括管線及七個(gè)壓力傳感器，管線包括九段管道及擴(kuò)徑分流器；第一、三、五、七、九管道均為水平管道，第二、四、六、八管道均為豎直管道，水平、豎直管道及擴(kuò)徑分流器按一定方式連通，第一至七壓力傳感器設(shè)置在管線的相應(yīng)位置，在第一、二、四、五、六、七壓力傳感器的位置為直角，原有的流動(dòng)矢量變?yōu)榱?；還在測(cè)試裝置輸入端、輸出端設(shè)置測(cè)溫傳感器。本發(fā)明可以同時(shí)測(cè)試三相流體的比例及體積流量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沒有動(dòng)態(tài)部件，易于適應(yīng)不同環(huán)境，測(cè)量范圍受限少，穩(wěn)定、可靠。本發(fā)明還公開了三相流體比例和流量的計(jì)算方法，該計(jì)算方法也為國(guó)內(nèi)、外首創(chuàng)。
文檔編號(hào)G01F5/00GK103196505SQ20131014040
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者劉建中 申請(qǐng)人:劉建中