[发明专利]多相流体流束的流量测量装置和方法

权利要求书

1.一种用于测量在管（2）内流动的多相流束中的液体和气体流量Q_L和Q_G的测量装置，包括

-测量单元（11），其同轴线地设置所述管（2）的两个部分（2a）和（2c）之间，该测量单元包括：

a)等动力取样设备（1），用于对所述多相流束的一部分进行取样，以便将所述多相流束分离成取样份额和非取样份额，所述设备包括与所述管（2）的所述部分（2a、c）同轴线的管状体（3）和定位在所述管状体内部的分布体（4、5），所述分布体用于形成所述多相流束流入n个通道内的均匀径向分布，其中的m个通道是环状布置在所述分布体（4、5）上的取样通道（6a、6b），所述取样通道保证所述取样份额将具有的性质，具体是所存在的各相的容积的份额和比率，与所述非取样份额的性质几乎相同；

b)差压测量装置（12），在处于取样位置下游的所述取样份额和所述非取样份额之间；

c)流动限制部（13），其具有相对于所述管（2）的截面而言减小的通流截面，位于所述等动力取样设备（1）的下游，所述等动力取样设备配备有与所述流动限制部（13）相关联的差压测量装置（14）；

-分离装置（15），用于分离在所述等动力取样装置（1）内的所述取样份额的液相和气相；

-测量装置（19、22），在所述分离装置（15）的出口处，用于产生所述取样份额内的液体和气体流量的测量信号；

-调节装置（23），其在离开所述分离器（15）的液体和气体份额的重新混合位置之后安装，用于通过所述等动力取样设备（1）控制取样流量；

-数据处理装置（31），用于接收和处理来自于压力指示器和流量测量器的信号，并将操作信号发送至所述调节装置（23），以改变所述取样设备内的所述取样份额的流量。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述等动力取样设备（1）的所述管状体（3）包括按顺序一个接一个同轴线地连接的扩散段（3a）、圆柱形段（3b）及收敛段（3c），所述扩散段（3a）在上管段（2a）和所述圆柱形段（3b）之间延伸，所述收敛段（3c）在所述圆柱形段（3c）和下管段（2b）之间延伸。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，所述扩散段（3a）具有截头圆锥体形状，其较小直径等于上管段（2a）的直径，而较大直径等于管状段（3b）的直径；所述收敛段（3c）具有截头圆锥体形状，其较大直径等于管状段（3b）的直径，而较小直径等于下管段（2b）的直径。

4.根据上述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，所述分布体包括环状支承部（4）和旋转固体（5），所述环状支承部沿轴向固定在所述管状体（3）的所述圆柱形段（3b）内部，所述旋转固体同轴地定位在所述环状支承部（4）的内部、并且包括两个大致锥形的尖顶部（5a、5b），所述尖顶部分别在所述管状体（3）的所述圆柱形段（3b）上半部和所述扩散段（3a）的内部及所述圆柱形段（3b）下半部和所述收敛段（3c）的内部，在所述环状支承部（4）的上方和下方沿轴向延伸。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其中，所述两个尖顶部（5a、5b）具有分别朝向所述管（2）的所述上段（2a）和下段（2c）的各自的尖端。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中所述n个通道（6a、6b）沿着所述环状支承部（4）等角度距离地布置并且均匀分布地定位，并且具有相等的截面，其中的m个通道是取样通道。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其中，所述非取样通道（6a）和所述取样通道（6b）包括通道的第一段（6a1、6b1）和通道的第二段（6a2、6b2），所述第一段平行于所述管状体（3）的轴线，所述第二段对于所述非取样通道（6a）是朝所述管状体（3）内部倾斜的，对于所述取样通道（6b）是朝外部倾斜的。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其中，所述非取样通道（6a）的倾斜段（6a2）具有与所述取样通道（6b）的倾斜段（6b2）相同的倾斜角和相反的方向。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其中，所述倾斜角的范围是10至30°。

10.根据上述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，所述差压测量装置（12）具有与非取样通道（6a、6b）的所述第一段（6a1、6b1）相对应的压力测量点（7a、7b）。