[发明专利]双液柱高度差(或压力差)密度差法油气水三相计量

说明书

本发明涉及到在油气水三相混合流动条件下，分别计量油气水的新方法。

在油气水三相混合流动的条件下，分别计量出油、气、水各自的流量、产量的技术，目前国内外方法很多，总起来说可以分两大类：一类是气液分离后，油气水各自经仪表计量体积流量。另一类是油气水混合计量体积流量，并求出含水比，气液比，或其他比例，以求出油、气、水各自的流量或产量，这个方法正进行试验。本发明是第三种新技术方法。1、双液柱高度差密度差法

本发明的任务是提供一种在油、气、水混合流动的条件下，解决油气水三相分别计量的新技术方法，他方法简单，效率高，安全可靠。

本发明的特点是先进行气液分离，气体单独计量，而后利用油水密度差，分别测出水位计中的水柱高度和与其连通的计量分离器内油水混合液柱高度(见图1)。利用水位计中液柱高度与计量分离器内同一测量时间间隔内液柱高度的不同，直接算出油、水的产量(流量)和含水比(水油比)。下面是基本方程推导：

已知：油和水的密度为r₀和r_w。

测试出t时间内水柱高度和混合液柱高度，分别为h_w和H。

于是有：h_w·r_w＝H·r............................................(1)式中：r-计量计分离器内油水混合密度。又有：H＝h₁+h₂............................................(2)H·r＝h₁·r₀+h₂·r_w.............................................(3)以(3)式代入(1)式，得：h_wr_w＝h₁·r₀+h₂·r_w.............................................(4)又以(2)式代入(4)，得：h_w·r_w＝h₁·r₀+(H-h₁)·r_w经过整理，得： h 1 = H - h w 1 - r 0 r w - - - - - - - ( 5 ) ]]>h₂＝H-h₁............................................(6)由于计量分离器截面积上下一致，可以求出体积含水比(S_v)和水油比(K_v) S V = h 2 H - - - - - - ( 7 ) ]]> K V = h 2 h 1 - - - - - - - ( 8 ) ]]>又已知，液柱上升H高度是经过t时间(分)，所以质量日产液量(Q)、日产油量(Q₀)、日产水量(Q_w)和质量含水比(Sg)水油比(Kg)，可以用下列方程分别求得： Q 0 = 1440 π R 2 r 0 h 1 t - - - - - - - ( 9 ) ]]> Q = 1440 π R 2 r w h w t - - - - - ( 10 ) ]]>式中：R-计量分离器半径。Q_w＝Q-Q₀............................................(11) S g = h 2 h w - - - - - - ( 12 ) ]]> K g = Qw Q 0 - - - - - - ( 13 ) ]]>