本實用新型涉及水下生產(chǎn)系統(tǒng)測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多相流量計。

背景技術(shù)：

地面多相流量計是一種較為常規(guī)的進行多相流在線實時測量的流量計。現(xiàn)有技術(shù)中，地面流量計主要依靠文丘里、互相關(guān)等技術(shù)測量混合流體的總流量，使用伽馬傳感器、超聲傳感器、電容電導含水儀、微波含水儀、差壓密度計等測量流體的相分率，進而獲得混合流體中各單相的流量。多相流量計無需對油氣井產(chǎn)物進行分離就能進行在線實時測量，所得數(shù)據(jù)為連續(xù)的油、氣井產(chǎn)出數(shù)據(jù)，可以作為油藏管理和生產(chǎn)優(yōu)化的依據(jù)。

但是，地面多相流量計無法解決邊遠井的單井計量問題。而且，地面多相流量計在海洋油田開發(fā)過程中，只能安裝在油田平臺進行測量。對于小產(chǎn)量井和邊遠井來說，建設(shè)平臺的成本太高，經(jīng)濟效益太低。如果將邊遠井產(chǎn)物通過匯管引到平臺進行計量，就無法得到單井的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，而如果將單井產(chǎn)物分別引到中心平臺進行測量，成本又太高。

海洋油氣田的開發(fā)成本很高，使用虛擬流量計是一種較為經(jīng)濟的計量方案。虛擬流量計是指，依據(jù)油氣田生產(chǎn)系統(tǒng)中已有的主要儀表提供實時的生產(chǎn)參數(shù)，并以基礎(chǔ)工藝參數(shù)(如組分、井身結(jié)構(gòu)、導熱系數(shù)、試井數(shù)據(jù)等) 為依據(jù)，通過多相流動力及熱力計算方法建立計算模型，最終實時計算得出各生產(chǎn)井的分相流量。

虛擬流量計的計量精度無法滿足油氣田生產(chǎn)的需要。虛擬流量計的計算精度主要取決于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準確性和算法模型的準確性。對水下生產(chǎn)系統(tǒng)來說，基礎(chǔ)儀表或多或少存在測量誤差，這種測量誤差在之后模擬計算中不斷傳遞和放大，最終導致較大的誤差。另一方面，多相流是一種非常復雜的流動現(xiàn)象，關(guān)于多相流的理論研究仍然沒有取得實質(zhì)性的突破，目前仍沒有可靠的理論模型能夠描述多相流的流動現(xiàn)象。由此又引入了模型誤差，使得虛擬流量計的測量可靠性大大降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種適于在水下直接使用測量多相流的多相流量計。

本實用新型提供一種基于Ba133的水下多相流量計，包括流量計本體、文丘里管組件、放射源組件、探測器組件、電子倉組件、溫壓傳感組件和壓差傳感組件，所述流量計本體包括通道和分別與所述通道連通的流量計進口端流量計出口端，所述文丘里管組件密封地設(shè)置于所述通道內(nèi)，所述放射源組件、所述探測器組件、所述溫壓傳感組件和所述壓差傳感組件均防水密封地連接于所述流量計本體上，所述電子倉組件防水密封地連接于所述探測器組件上。

進一步地，所述文丘里管組件包括文丘里管，所述文丘里管位于述通道內(nèi)，所述文丘里管的出口端與所述通道通過第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)密封以在二者之間形成防水密封，所述文丘里管的進口端與所述通道通過第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)密封。

進一步地，所述文丘里管組件包括管部和一體形成于所述管部的出口端的端部法蘭，所述流量計本體的出口端具有與所述端部法蘭配合的凹口，所述管部位于所述流量計本體的出口端的所述通道內(nèi)，所述端部法蘭位于所述凹口內(nèi)并與所述流量計本體通過螺紋連接件連接。

進一步地，所述第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)包括用于密封所述凹口與所述端部法蘭之間的間隙的端部法蘭密封結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述端部法蘭的遠離所述管部的端面設(shè)置有出口端密封環(huán)槽，在所述流量計本體的流量計出口端的端面上所述出口端密封環(huán)槽外周還設(shè)置有多個出口端螺紋孔。

進一步地，所述第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)還包括第一管端密封環(huán)，所述第一管端密封環(huán)設(shè)置于所述文丘里管的出口端處的管外壁與所述通道的通道壁之間。

進一步地，所述第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)包括第二管端密封環(huán)，所述第二管端密封環(huán)設(shè)置于所述文丘里管的進口端處的管外壁與所述通道的通道壁之間。

進一步地，所述文丘里管還包括設(shè)置于所述文丘里管上且位于所述第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)和所述第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)之間的第一取壓口和第二取壓口，所述第一取壓口分別與所述溫壓傳感組件的探頭、所述壓差傳感組件的高壓取壓探頭和所述文丘里管的進口端連通，所述第二取壓口分別與所述壓差傳感組件的低壓取壓探頭和所述文丘里管的喉部連通，所述文丘里管組件還包括第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)，所述第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述管外壁與所述通道壁之間用于隔離所述第一取壓口和所述第二取壓口。

進一步地，在所述文丘里管的管外壁和所述通道的通道壁之間設(shè)置有第一環(huán)形腔，所述第一環(huán)形腔位于所述第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)和所述第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)之間，所述溫壓傳感組件的探頭、所述壓差傳感組件的高壓取壓探頭通過所述第一環(huán)形腔與所述第一取壓口連通。

進一步地，在所述文丘里管的管外壁和所述通道的通道壁之間設(shè)置有第二環(huán)形腔，所述第二環(huán)形腔位于所述第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)和所述第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)之間，所述壓差傳感組件的低壓取壓探頭通過所述第二環(huán)形腔與所述第二取壓口連通。

進一步地，所述文丘里管組件還包括第四文丘里管密封結(jié)構(gòu)，所述第四文丘里管密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述管外壁與所述通道壁之間并位于所述第二取壓口與所述第一管端密封結(jié)構(gòu)之間。

進一步地，所述流量計本體包括放射源安裝部，所述放射源安裝部包括與所述通道連通的放射源安裝腔，所述放射源組件包括放射源護罩、放射源裝置、第一放射源密封結(jié)構(gòu)、第二放射源密封結(jié)構(gòu)和放射源連接結(jié)構(gòu)，所述放射源裝置設(shè)置于所述放射源安裝腔內(nèi)，所述放射源護罩蓋設(shè)于所述放射源安裝腔上以將所述放射源裝置罩于所述放射源安裝腔內(nèi)，所述放射源連接結(jié)構(gòu)將放射源護罩連接于所述流量計本體上以將所述放射源組件連接于所述流量計本體上，所述第一放射源密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述放射源裝置與所述流量計本體之間以隔離所述通道與所述放射源安裝腔，所述第二放射源密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述放射源護罩與所述流量計本體之間以在二者之間形成防水密封。

進一步地，所述第一放射源密封結(jié)構(gòu)包括第一陶瓷密封組件。

進一步地，所述第一陶瓷密封組件包括第一陶瓷密封墊、第一金屬密封環(huán)和第一密封環(huán)，所述第一金屬密封環(huán)在所述第一陶瓷密封墊和所述流量計本體之間形成端面密封，所述第一密封環(huán)在所述第一陶瓷密封墊和所述流量計本體之間形成徑向密封。

進一步地，所述第二放射源密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述放射源護罩與所述流量計本體之間的護罩密封環(huán)。

進一步地，所述流量計本體包括探頭安裝部，所述探頭安裝部包括與所述通道連通的探頭安裝腔，所述探測器組件包括探測器殼體、探頭、隔熱結(jié)構(gòu)、第一探頭密封結(jié)構(gòu)、第二探頭密封結(jié)構(gòu)和探頭連接結(jié)構(gòu)，所述探頭設(shè)置于所述探測器殼體內(nèi)且具有凸出于所述探測器殼體并與所述放射源組件的放射源裝置相對的頭部，所述隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述頭部外周且與所述頭部共同處于所述探頭安裝腔內(nèi)，所述探頭連接結(jié)構(gòu)將所述探測器殼體連接于所述流量計本體上以將所述探測器組件連接于所述流量計本體上，所述第一探頭密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述隔熱結(jié)構(gòu)與所述流量計本體之間以隔離所述通道與所述探頭安裝腔，所述第二探頭密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述流量計本體和所述探測器殼體之間以在二者之間形成防水密封。

進一步地，所述第一探頭密封結(jié)構(gòu)包括第二陶瓷密封組件。

進一步地，所述第二陶瓷密封組件包括第二陶瓷密封墊、第二金屬密封環(huán)和第二密封環(huán)，所述第二金屬密封環(huán)在所述第二陶瓷密封墊和所述流量計本體之間形成端面密封，所述第二密封環(huán)在所述第二陶瓷密封墊和所述流量計本體之間形成徑向密封。

進一步地，所述第二探頭密封結(jié)構(gòu)包括探測器殼體密封環(huán)。

進一步地，所述電子倉組件包括倉體、電子元件、倉體密封結(jié)構(gòu)和電子倉連接結(jié)構(gòu)，所述電子元件設(shè)置在所述倉體內(nèi)，并與所述探測器組件、所述溫壓傳感組件和所述壓差傳感組件分別耦合，所述電子倉連接結(jié)構(gòu)將所述倉體所述探測器組件的探測器殼體上以將怕述電子倉組件連接于所述探測器組件上，所述倉體密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述倉體與所述探測器殼體之間以在二者之間形成防水密封。

進一步地，所述倉體密封結(jié)構(gòu)包括第三金屬密封環(huán)和第三塑料密封環(huán)，所述第三金屬密封環(huán)在所述倉體與所述探測器殼體之間形成端面密封，所述第三塑料密封環(huán)在所述倉體與所述探測器殼體之間形成徑向密封。

進一步地，所述壓差傳感組件與所述流量計本體通過第六金屬密封環(huán)和第六塑料密封環(huán)密封以在二者之間形成防水密封。

進一步地，所述流量計本體的流量計進口端的端面上設(shè)置有進口端密封環(huán)槽和設(shè)置于所述進口端密封環(huán)槽外周的多個進口端螺紋孔。

基于本實用新型提供的本實施例的基于Ba133的水下多相流量計、多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)及其在線監(jiān)測方法，該多相流量計的通過流量計本體、文丘里管組件、放射源組件、探測器組件、電子倉組件、溫壓傳感組件和壓差傳感組件之間的連接關(guān)系實現(xiàn)防水密封，從而能夠有效地實現(xiàn)防水，因此，本實施例的多相流量計適于在水下直接使用測量多相流，可以設(shè)置于海洋井等水下環(huán)境中，尤其適用于水下多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的在線流量監(jiān)測。

通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例的基于Ba133的水下多相流量計的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示實施例的流量計本體的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示實施例中文丘里管組件與流量計本體的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1所示實施例中文丘里管組件與流量計本體的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1所示實施例中放射源組件與流量計本體的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖1所示實施例中探測器組件與流量計本體的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖1所示實施例中放射源組件、探測器組件的部分結(jié)構(gòu)與流量計本體的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖1所示實施例中探測器組件的部分結(jié)構(gòu)與電子倉組件的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖1所示實施例探測器組件的部分結(jié)構(gòu)與電子倉組件的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本實用新型的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應當被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應當理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

如圖1到圖10所示，本實用新型實施例提供一種基于Ba133的水下多相流量計。該多相流量計包括流量計本體100、文丘里管組件200、放射源組件300、探測器組件400、電子倉組件500、溫壓傳感組件600和壓差傳感組件700。流量計本體100包括通道110、流量計進口端和流量計出口端。流量計進口端和流量計出口端分別與通道110連通。文丘里管組件200與通道110 的通道壁之間密封地設(shè)置于通道110內(nèi)。放射源組件300、探測器組件400、溫壓傳感組件600和壓差傳感組件700均防水密封地連接于流量計本體100 上。電子倉組件500防水密封地連接于探測器組件400上。

本實施例的多相流量計，通過流量計本體100、文丘里管組件200、放射源組件300、探測器組件400、電子倉組件500、溫壓傳感組件600和壓差傳感組件700之間的連接關(guān)系實現(xiàn)防水密封，從而能夠有效地實現(xiàn)防水，因此，本實施例的多相流量計適于在水下直接使用測量多相流，可以設(shè)置于海洋井等水下環(huán)境中，尤其適用于水下多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的在線流量監(jiān)測。

如圖2和圖3所示，本實施例中，流量計本體100包括通道110、放射源安裝部101、探頭安裝部102、文丘里管安裝部103、溫壓傳感組件安裝部 104和壓差傳感組件安裝部105。各組件安裝于流量計本體100的相應安裝部處，電子倉組件500安裝于探測器組件400上。

實際使用中，可以使流量計進口端在下、出口端在上地與外部設(shè)備連接。

其中，文丘里管安裝部103為通道110的通道出口一端的部分通道段。

如圖4和圖5所示，文丘里管組件200包括文丘里管210，文丘里管210 包括管部211和一體形成于管部211的出口端的端部法蘭212。

管部211位于述通道110內(nèi)。文丘里管210的出口端與通道110通過第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)密封。文丘里管210的進口端與通道110通過第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)201密封。本實施例中，流量計進口端和文丘里管210的進口端均為圖4和圖5中所示的左端，流量計出口端和文丘里管210的出口端均為圖4和圖5中所示的右端。

如圖4和圖5所示，流量計出口端具有與端部法蘭212配合的凹口，管部211位于流量計本體100的出口端的通道110內(nèi)，端部法蘭212位于凹口內(nèi)并與流量計本體100通過端部法蘭螺紋連接件206連接。

本實施例中，前述第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)包括用于密封凹口與端部法蘭 212之間的間隙的端部法蘭密封結(jié)構(gòu)。端部法蘭密封結(jié)構(gòu)用以實現(xiàn)文丘里管 210與通道110之間的防水密封。

如圖4和圖5所示，端部法蘭密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于端部法蘭212和凹口的底面之間的端部法蘭密封環(huán)205。優(yōu)選地，端部法蘭密封環(huán)205設(shè)置于管部211與端部法蘭212的連接處和通道110與凹槽的連接處之間。其中，端部法蘭密封環(huán)205可以為C型金屬密封環(huán)。

如圖4和圖5所示，端部法蘭212的遠離管部211的端面設(shè)置有出口端密封環(huán)槽2121。另外，流量計出口端的端面上，在端部法蘭212上的出口端密封環(huán)槽2121外周還設(shè)置有多個出口端螺紋孔2122。從而，在流量計出口端，流量計本體100的端面結(jié)構(gòu)與文丘里管210的端部法蘭上的出口端密封環(huán)槽2121一起形成為法蘭接口，優(yōu)選地形成SPO法蘭接口。在多相流量計與外部設(shè)備如油管法蘭連接時，可以通過雙頭螺柱等螺紋連接件直接將外部設(shè)備與流量計出口端相連，且在外部設(shè)備與端部法蘭密封環(huán)槽之間設(shè)置配套的密封環(huán)，即可實現(xiàn)流量計本體100與外部設(shè)備的密封連接，而無需設(shè)置配套連接結(jié)構(gòu)，使該多相流量計安裝方便快捷。

另外優(yōu)選地，流量計本體100的流量計進口端設(shè)置有進口端密封環(huán)槽106 和設(shè)置在進口端密封環(huán)槽106外周的多個進口端螺紋孔。從而，在流量計進口端，流量計本體100的端面結(jié)構(gòu)也形成為法蘭接口，例如SPO法蘭接口。該流量計本體100可以直接與外部設(shè)備如油管法蘭通過雙頭螺柱等螺紋連接件連接，并通過設(shè)置于進口端密封環(huán)槽內(nèi)的密封環(huán)密封外部法蘭與流量計進口端的間隙。

因此，多相流量計的兩端均可通過雙頭螺柱等螺紋連接件同油管法蘭等外部設(shè)備連接。文丘里管210密封地安裝于流量計本體100內(nèi)，在流量計出口端及文丘里管210的出口端即文丘里管的擴散端，對應于圖4和圖5中的右端融入法蘭接口設(shè)計，在進行差壓測量的同時，實現(xiàn)了流量計本體100同外部設(shè)備的密封連接。

如圖4和圖5所示，第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)密封還包括第一管端密封環(huán) 204，第一管端密封環(huán)204設(shè)置于管部211的出口端處的管外壁與通道110 的通道壁之間。

本實施例中，第一端部法蘭密封結(jié)構(gòu)采用兩道密封，可以有效防止水通過文丘里管210和通道110之間的間隙進入多相流量計內(nèi)部。

第一管端密封環(huán)204和端部法蘭密封環(huán)205的預緊力均可以由端部法蘭螺紋連接件206的旋緊時形成的壓力提供。

管部211的管外壁的出口端處包括第一管外壁臺階面，通道壁包括與第一管外壁臺階面配合的第一通道壁臺階面，第一管端密封環(huán)204位于第一管外壁臺階面和第一通道壁臺階面之間。第一管端密封環(huán)204例如可以為金屬密封環(huán)。第一管端密封環(huán)可以與端部法蘭密封結(jié)構(gòu)共同實現(xiàn)多相流量計外部的流體與內(nèi)部流體之間的密封，由于采用多道密封，密封可靠嚴密，可以防止水通過文丘里管組件200與流量計本體100的接口進入多相流量計。

如圖4和圖5所示，第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)201包括第二管端密封環(huán)，第二管端密封環(huán)設(shè)置于管部211的進口端處的管外壁與通道110的通道壁之間。第二管端密封環(huán)例如可以為塑料密封環(huán)。第二管端密封環(huán)可以防止通道 110內(nèi)流體從通道壁與管部111的管外壁之間泄漏。

如圖4和圖5所示，管部211還包括設(shè)置于文丘里管210上且位于第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)和第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)201之間的第一取壓口2111和第二取壓口2112。第一取壓口2111分別與溫壓傳感組件600的探頭、壓差傳感組件700的高壓取壓探頭和文丘里管210的進口端連通。第二取壓口2112 分別與壓差傳感組件700的低壓取壓探頭和文丘里管210的喉部連通。文丘里管組件200還包括第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)202，第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)202 設(shè)置于管外壁與通道壁之間用于隔離第一取壓口2111和第二取壓口2112。第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)202例如可以為塑料密封環(huán)。

在管部211的管外壁和通道110的通道壁之間設(shè)置第一環(huán)形腔207，第一環(huán)形腔207位于第一文丘里管密封結(jié)構(gòu)和第三文丘里管密封結(jié)構(gòu)202之間，溫壓傳感組件600的探頭、壓差傳感組件700的高壓取壓探頭通過第一環(huán)形腔207與第一取壓口2111連通。第一環(huán)形腔207可以形成均壓，使各對應探頭獲取的壓力較為穩(wěn)定。

本實施例中，管部211的管外壁包括第二管外壁臺階面，通道110的通道壁包括第二通道壁臺階面，第二管外壁臺階面與第二通道壁臺階面之間間隔設(shè)置以在管部211的管外壁和通道110的通道壁之間形成第一環(huán)形腔207，第一取壓口2111與第一環(huán)形腔207連通。

在管部211的管外壁和通道110的通道壁之間設(shè)置有第二環(huán)形腔208，第二環(huán)形腔208位于第二文丘里管密封結(jié)構(gòu)201和第三文丘里管密封結(jié)構(gòu) 202之間，壓差傳感組件700的低壓取壓探頭通過第二環(huán)形腔208與第二取壓口2112連通。

本實施例中，管外壁包括與第二取壓口2112連通的環(huán)槽，環(huán)槽與通道 110的通道壁形成第二環(huán)形腔208。

如圖4和圖5所示，文丘里管組件200還包括第四文丘里管密封結(jié)構(gòu)203。第四文丘里管密封結(jié)構(gòu)203設(shè)置于管外壁與通道壁之間并位于第二取壓口 2112與第一管端密封結(jié)構(gòu)之間。第四文丘里管密封結(jié)構(gòu)203例如可以為金屬密封環(huán)。第四文丘里管密封結(jié)構(gòu)203可以實現(xiàn)文丘里管210的喉部至出口端較長縫隙的密封，可以防止氣體積累影響測量精度。

如圖6和圖8所示，放射源安裝部101包括與通道110連通的放射源安裝腔。放射源組件300包括放射源護罩302、放射源裝置、第一放射源密封結(jié)構(gòu)第二放射源密封結(jié)構(gòu)和放射源連接結(jié)構(gòu)。放射源裝置設(shè)置于放射源安裝腔內(nèi)。放射源護罩302蓋設(shè)于放射源安裝腔上以將放射源裝置罩于放射源安裝腔內(nèi)。放射源連接結(jié)構(gòu)將放射源護罩302連接于流量計本體100上從而將放射源組件300連接于流量計本體100上。第一放射源密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于放射源裝置和流量計本體100之間以隔離通道110與放射源安裝腔。第二放射源密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于放射源護罩302與流量計本體100之間以在二者之間形成防水密封。

如圖6和圖8所示，第一放射源密封結(jié)構(gòu)包括第一陶瓷密封組件。第一陶瓷密封組件可以實現(xiàn)放射源安裝腔與通道110之間的密封，防止通道110 內(nèi)的流體進入放射源安裝腔。具體地，第一陶瓷密封組件包括第一陶瓷密封墊307、第一金屬密封環(huán)309和第一密封環(huán)308。

第一金屬密封環(huán)309位于第一陶瓷密封墊307的軸向端面與流量計本體100之間，構(gòu)成一道端面密封；第一密封環(huán)308位于第一陶瓷密封墊307的徑向外側(cè)與流量計本體100之間構(gòu)成一道徑向密封。

所述第一密封環(huán)和第二密封環(huán)可為NHA密封環(huán)，NHA密封環(huán)為具有彈簧激發(fā)和PTFE外殼的密封環(huán)。其中第一陶瓷密封墊307與第一金屬密封環(huán) 309承擔主要密封功能，第一密封環(huán)承擔輔助密封功能。

本實施例中，放射源裝置包括放射源305和準直芯306。準直芯306設(shè)置于放射源305和第一陶瓷密封組件之間。如圖6和圖8所示，準直芯306 中間有一軸向通孔，該軸向通孔與放射源305正對，用于射線通過。準直芯 306上還設(shè)有多個螺釘孔，第一陶瓷密封組件設(shè)置于準直芯306與流量計本體100之間，可以通過多個螺釘將準直芯306連接于流量計本體100上同時將第一陶瓷密封組件壓緊于流量計本體100，從而實現(xiàn)隔離通道110和放射源安裝腔的目的。

第一金屬密封環(huán)309的預緊力以及第一陶瓷密封墊307的安裝限位通過連接準直芯306和流量計本體100的螺釘實現(xiàn)。

本實施例中，第二放射源密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于放射源護罩302與流量計本體100之間的護罩密封環(huán)303。第二放射源密封結(jié)構(gòu)的設(shè)置可以防止水進入放射源安裝腔內(nèi)。

如圖6和圖8所示，放射源護罩302設(shè)計有密封環(huán)槽和螺釘孔，從而形成法蘭接口。流量計本體100的放射源安裝部也設(shè)計有密封環(huán)槽和螺釘孔，從而形成法蘭接口。護罩密封環(huán)303的軸向兩端分別位于放射源護罩302的密封環(huán)槽和流量計本體100對應的密封環(huán)槽內(nèi)，通過作為放射源連接結(jié)構(gòu)的螺釘301可以將放射源護罩302和護罩密封環(huán)303連接于流量計本體100上，并在放射源組件300和流量計本體100之間形成防水密封。

如圖7和圖8所示，探頭安裝部102包括與通道110連通的探頭安裝腔。探測器組件400包括探測器殼體420、探頭410、隔熱結(jié)構(gòu)、第一探頭密封結(jié)構(gòu)、第二探頭密封結(jié)構(gòu)和探頭連接結(jié)構(gòu)。探頭410設(shè)置于探測器殼體420內(nèi)且具有凸出于探測器殼體420并與放射源組件300的放射源裝置相對的頭部。隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于頭部外周與頭部共同處于探頭安裝腔內(nèi)，探頭連接結(jié)構(gòu)將探測器殼體420連接于流量計本體100上以將探測器組件400連接于流量計本體100上。第一探頭密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于隔熱結(jié)構(gòu)與流量計本體100之間以隔離通道110與探頭安裝腔。第二探頭密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于流量計本體和探測器殼體 420之間以在二者之間形成防水密封。

第一探頭密封結(jié)構(gòu)包括第二陶瓷密封組件。第二陶瓷密封組件可以實現(xiàn)探頭安裝腔與通道110之間的密封，防止通道110內(nèi)的流體進入探頭安裝腔。

本實施例中，第二陶瓷密封組件包括第二陶瓷密封墊403、第二金屬密封環(huán)401和第二密封環(huán)402。第二金屬密封環(huán)401位于第二陶瓷密封墊403 的軸向端面與流量計本體100之間，構(gòu)成一道端面密封。第二密封環(huán)402位于第二陶瓷密封墊403的徑向外側(cè)與流量計本體100之間構(gòu)成一道徑向密封。

第二陶瓷密封墊403與第二金屬密封環(huán)401承擔主要密封功能，第二密封環(huán)402承擔輔助密封功能。

本實施例中，隔熱結(jié)構(gòu)包括隔熱套406和設(shè)置于隔熱套406和第二陶瓷密封組件之間的壓螺404。壓螺404具有錐形通孔。該錐形通孔朝向探頭410 的一端的截面面積大于朝向放射源305的一端的截面面積。該錐形通孔與準直芯306的軸向通孔正對，用于放射源305的射線通過。壓螺404上還設(shè)置有多個螺釘孔，第二陶瓷密封組件設(shè)置于壓螺404與流量計本體100之間，可以通過多個螺釘將壓螺404連接于流量計本體100上同時將第二陶瓷密封組件壓緊于流量計本體100上，從而實現(xiàn)隔離通道110和探頭安裝腔的目的。

第二金屬密封環(huán)401的預緊力以及第二陶瓷密封墊403的安裝限位通過連接壓螺404和流量計本體100的螺釘實現(xiàn)。

在一個變形例中，前述的放射源陶瓷密封組件和探頭陶瓷密封組件均可以用塑料密封結(jié)構(gòu)代替。例如，可以采用塑料密封墊代替陶瓷密封墊，塑料密封墊的材料例如可以為PEEK材料。同時，在塑料密封墊與流量計本體之間通過一道設(shè)置于塑料密封墊的徑向外端與流量計本體之間的塑料密封環(huán)和一道設(shè)置于塑料密封墊的端面與流量計本體之間的塑料密封環(huán)來實現(xiàn)密封。

第二探頭密封結(jié)構(gòu)包括探測器殼體密封環(huán)407。第二探頭密封結(jié)構(gòu)的設(shè)置可以防止水進入放射源安裝腔內(nèi)。

本實施例中，探測器殼體420包括底座421和焊接于底座421上的底座法蘭422。如圖7所示，流量計本體100的探測器安裝部102設(shè)計為法蘭接口，具有密封環(huán)槽和多個螺釘孔，底座法蘭422上也對應設(shè)置有密封環(huán)槽和多個螺釘孔，探測器殼體密封環(huán)407的軸向兩端分別設(shè)置于底座法蘭422的密封環(huán)槽與流量計本體100對應的密封環(huán)槽內(nèi)，通過作為探頭連接結(jié)構(gòu)的螺釘408將底座法蘭422連接于流量計本體100上，從而通過探測器殼體密封環(huán)407實現(xiàn)將探測器組件400防水密封地連接于流量計本體100上。

本實施例中，放射源組件300的放射源305為基于Ba133的伽馬射線發(fā)射裝置；對應地，探測器組件400的探頭410為伽馬射線探測裝置。伽馬射線發(fā)射裝置與伽馬射線探測裝置正對，流體流經(jīng)伽馬射線發(fā)射裝置和伽馬射線探測裝置時，通過伽馬射線探測裝置測量伽馬射線強度，從而獲取流體相分率。Ba133安裝在放射源305的源倉固定錐體內(nèi)。由于源倉固定錐體的材料為鎢合金，重量極重，為了安裝方便，其設(shè)計為帶有錐度的結(jié)構(gòu)，對應的放射源安裝腔也設(shè)計為錐形腔。

本實施例中，放射源組件300的放射源護罩302具有SPO法蘭接口，固定壓緊在流量計本體100上來實現(xiàn)防水密封。

本實施例中，伽馬射線探測裝置同流量計本體100之間設(shè)有一個隔熱套 406，同時又與底座法蘭422之間緊密配合，并可以通過涂抹導熱硅油，在工作中對探頭410起到控制溫度的作用。本實施例中，底座法蘭422為SPO焊頸法蘭。

如圖9所示，探測器組件400還包括探頭壓緊裝置、注鉛盒417、設(shè)置在探頭410和探頭壓緊裝置之間的壓緊彈簧411。探頭壓緊裝置和壓緊彈簧 411用于將探頭410壓緊于隔熱套406的頂端。探頭壓緊裝置通過螺釘418 固定至底座421上。注鉛盒417固定設(shè)置于探頭壓緊裝置遠離壓緊彈簧411 的一側(cè)。探頭壓緊裝置及其上的注鉛盒417通過連接螺釘509與電子倉組件 500的電子元件510連接。注鉛盒417用于屏蔽射線。

本實施例中具體地，探頭壓緊裝置包括焊接在底座421內(nèi)的彈簧壓緊座。彈簧壓緊座朝向彈簧的一面設(shè)置有彈簧套筒。彈簧套筒內(nèi)設(shè)有穿線孔，穿線孔允許探測器組件400的探測器線纜穿過。

如圖9和圖10所示，電子倉組件500包括倉體501、電子元件510、倉體密封結(jié)構(gòu)和電子倉連接結(jié)構(gòu)。電子元件510設(shè)置在倉體501內(nèi)，并與探測器組件400、溫壓傳感組件600和壓差傳感組件700耦合。電子倉組件500 的倉體501通過電子倉連接結(jié)構(gòu)連接于探測器組件400的探測器殼體420上，從而將電子倉組件500連接于探測器組件400上。倉體密封結(jié)構(gòu)在探測器殼體420與倉體501之間形成防水密封。倉體密封結(jié)構(gòu)可以防止水通過倉體501 與探測器殼體420之間的間隙進入探測器組件400內(nèi)部或電子倉組件500內(nèi)部。

如圖9所示，倉體密封結(jié)構(gòu)包括第三金屬密封環(huán)505和第三塑料密封環(huán) 506。如圖10所示，探測器殼體420的底座421與倉體501連接的連接部形成帶有凸環(huán)狀止口的法蘭接口。倉體501與底座421連接的一端設(shè)置有倉體法蘭511。底座421與倉體法蘭511通過作為電子倉連接結(jié)構(gòu)的螺釘512連接。第三金屬密封環(huán)505設(shè)置于底座421的法蘭接口的端面與倉體法蘭511 的端面之間，形成一道端面密封，承擔主要密封功能；第三塑料密封環(huán)506 設(shè)置于前述凸環(huán)狀止口的徑向外端與倉體法蘭511的徑向內(nèi)端之間，形成一道徑向密封，承擔輔助密封功能。因此，倉體密封結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)倉體501與探測器殼體420之間的防水密封。第三金屬密封環(huán)優(yōu)選地為C形金屬密封環(huán)。

底座421上設(shè)計有密封測試孔以測試倉體密封結(jié)構(gòu)的密封性能。

如圖9所示，電子元件510的一端通過連接螺釘509與探頭壓緊裝置及其上的注鉛盒417固定連接，另一端通過圓盤結(jié)構(gòu)限制圓周方向的擺動。

電子元件510包括數(shù)據(jù)采集裝置和流體計算機。數(shù)據(jù)采集裝置分別與探頭410、溫壓傳感組件600和壓差傳感模塊700耦合以接收相分率、溫度、壓力、文丘里管進口端與喉部的壓差等相關(guān)信號。流體計算機與數(shù)據(jù)采集單元耦合，用于根據(jù)相分率信號、壓力信號、溫度信號和壓差信號計算出各相流量，并通過電接頭發(fā)送至控制平臺。

底座421還焊接有布線管道接口，溫壓傳感組件600和壓差傳感組件700 的各傳感器線纜鋪設(shè)在不銹鋼管道內(nèi)，匯集至底座421上的布線管道接口并連接至電子元件510的數(shù)據(jù)采集裝置進行數(shù)據(jù)采集和處理。

電接頭安裝孔旁側(cè)開有壓力補償孔，通過該壓力補償孔向倉體501內(nèi)部注入干燥的氮氣，實現(xiàn)對倉體501內(nèi)部元件的保護作用。與備用電接頭安裝孔類似的，倉體501上可以設(shè)置備用壓力補償孔，實現(xiàn)冗余設(shè)計。

溫壓傳感組件600安裝于流量計本體100中部且位于文丘里管210的進口端處。溫壓傳感組件600通過壓力傳感器和溫度傳感器進行文丘里管210 的進口端處的壓力和溫度監(jiān)測，獲取壓力信號和溫度信號。溫壓傳感組件600 測得的壓力信號和溫度信號參與計算多相流流量的PVT運算，實現(xiàn)流體體積和密度的工標況轉(zhuǎn)換。

本實施例中，溫壓傳感組件600同流量計本體間通過API標準法蘭進行連接并形成防水密封。溫壓傳感組件600為雙壓力雙溫度型，自身帶有冗余功能，實現(xiàn)冗余設(shè)計。

本實施例中，壓差傳感組件700帶有適用于流量計本體100的壓差傳感組件安裝部的結(jié)構(gòu)的安裝底座。

具體地，壓差傳感組件700通過第六金屬密封環(huán)和第六塑料密封環(huán)兩道密封進行密封連接。其中，第六金屬密封環(huán)在流量計本體100與壓差傳感組件700的傳感器本體之間形成端面密封，承擔主要密封功能，第六塑料密封環(huán)在流量計本體100與壓差傳感組件700的傳感器本體之間形成徑向密封，承擔輔助密封功能，以此來實現(xiàn)壓差傳感組件700與流量計本體100之間的防水密封。本實施例中，壓差傳感組件700進行了冗余設(shè)計。

以下說明通過本實施例的多相流量計測量多相流量的原理。

被測流體通過管匯等設(shè)備輸送至多相流量計，流體從多相流量計進口端流入多相流量計，流經(jīng)伽馬射線發(fā)射裝置及伽馬射線探測裝置，伽馬射線探測裝置測量伽馬射線強度，并通過變送器傳送至電子倉組件500的數(shù)據(jù)采集裝置和流體計算機進行數(shù)據(jù)處理。流體緊接著流入文丘里管210，溫壓傳感組件600對被測流體進行初始溫度和壓力的測量，將測得的壓力信號和溫度信號傳輸至電子倉組件500的數(shù)據(jù)采集裝置和流體計算機進行數(shù)據(jù)處理。壓差傳感組件700在第一環(huán)形腔207內(nèi)取壓獲取文丘里管210的進口端的高壓壓力信號，在第二環(huán)形腔208內(nèi)取壓獲取文丘里管210的喉部的低壓壓力信號，從而獲取差壓信號，并將壓差信號傳輸至電子倉組件500的數(shù)據(jù)采集裝置和流體計算機進行數(shù)據(jù)處理。最后，電子元件510將數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過電子倉組件500的電接頭傳輸至控制平臺。被測流體則通過文丘里管210的擴散端流出，通過管道連接流回原主流道如管匯上。

可見，本實施例利用文丘里管測量多相流混合流量，利用基于Ba133的伽馬射線吸收技術(shù)測量多相流體的相分率，然后用總流量乘以相分率得到各單相的流量。

本實用新型實施例還提供一種多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)。該多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)包括多個油井、與多個油井對應設(shè)置的多個多相流量計和控制平臺，其中，至少一個多相流量計為前述的多相流量計，至少一個多相流量計直接設(shè)置于水下對應的油井的井口或管匯處以直接測量對應油井的多相流量信號，并能將對應油井的多相流量信號輸送至控制平臺。

本實施例的多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)在水下井口或管匯處計量多相流，然后將多口井的產(chǎn)量匯合后通過一條管線輸送至控制平臺。由于可以直接進行水下測量，使用本實施例的多相流量計能夠達到節(jié)省成本，提高油田管理和優(yōu)化能力的目的。

本實用新型實施例還提供一種多井油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的在線監(jiān)測方法，包括采用前述的多相流量計在水下直接測量對應油井的多相流量，并將對應油井的多相流量測量信號輸送至控制平臺。

根據(jù)以上描述可知，本實用新型以上各實施例至少具有如下技術(shù)效果之一：

可設(shè)置于水下直接測量多相流流量。

將多相流量計用于油田井流測量，節(jié)省邊際油田開發(fā)成本。

實現(xiàn)多相流在線連續(xù)、實施計量，大量的實時數(shù)據(jù)可以提高油藏的理解和管理，為油藏管理和生產(chǎn)優(yōu)化提供依據(jù)，達到優(yōu)化生產(chǎn)和延長油田壽命的目的。

由于沒有單獨的測井系統(tǒng)，不再需要回接到上部處理設(shè)施的測試管線和測試分離器，同時節(jié)省了上部浮體的空間。與測試管線和測試分離器得到的離線測試結(jié)果相比，不需要等待流體達到穩(wěn)定狀態(tài)，便可以得到有效的測試結(jié)果。

水下多相流量計安裝在水下，可減小平臺空間占用。

一口井配置一個多相流量計而不是多個共用一個時，能夠?qū)崟r監(jiān)控每口井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而能夠及時地監(jiān)測到可能出現(xiàn)的問題，如段塞和氣舉效率低下等，并做出快速反應。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。