[发明专利]一种定容管活塞式天然气湿气流量计的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于原油油井采油生产伴生气和天然气井采出天然气湿气流量计量技术领域，本发明涉及一种定容管活塞式天然气湿气流量计及测量方法。

背景技术

在油气田开采过程中大多数情况下。天然气的产出总是伴随着液态烃、游离水和饱和水蒸气的产出。因此，天然气在从单井开采到多井集输、净化处理、增压输送的过程中均会涉及湿气计量。由于单井产量计量与开采方的经济利益密切相关，而且单井的计量数据也是油气田管理方了解气井生产能力、生产状况的重要数据。因此.提高湿气计量的准确性和可靠性也越来越受到世界上各大石油公司的重视。自20世纪90年代初以来，国际气体流量实验室和国际大石油公司都陆续开展了湿气计量技术方面的相关研究。湿气计量技术已经历了20多年的发展，欧美等发达国家，尤其是美国和挪威在湿气流量计的准确度、稳定性和通用性方面的研究已取得了一些成绩，在流量计的选型、测试、校准、使用和维护以及各种工况的适用性方面已获得了大量的经验。我国大庆油田在20世纪末也曾开展过湿气计量技术研究，一些科研院校和流量计生产厂家也小规模地开展了这方面的研究。

通常来说，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油后的天然气称之为干气。未经处理的油气田采出的天然气多含有少量凝析水或油、饱和水蒸气及轻烃类，含液滴组分，称之为湿气。湿气属于多相流的范畴。相对单相流而言，湿气计量技术更为复杂和困难，其主要原因如下：

1.管道内湿气流态因管道内的气体压力、流速、液体含量以及管道安装位置(水平、倾斜或垂直)不同而不同，流态较为复杂。

2.湿气计量现场工况变化相对较大，如果流量计选型不合理，易造成所用流量计不适用于计量现场的工况条件，甚至造成流量计损坏。

3.湿气计量用流量计大多采用了离线检定的方式，但一般的检定或校准实验室的检定介质和工况条件与实际介质和工况条件有非常明显的差异，使得流量计现场的计量性能难以保证。

近年来.虽然一些流量计生产厂商也研发出一些类型的湿气流量计(或多相流量计)。但目前国内外的湿气计量主要还是采用传统的单向流流量技术，由于管道内液相的存在.管道内的流态严重地影响了流量计的计量性能，据最新试验研究，其计量误差最大可达15％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服天然气中所含少量液滴的雾状流体对天然气湿气流量计量影响的定容管活塞式天然气湿气流量计。

为了解决上述问题，本发明提供一种定容管活塞式天然气湿气流量计，包括定容积的圆柱计量管，内置可上下移动的活塞；所述计量管的两头各接两个电动阀控制进排气换向，可以控制所述计量管分别实现下进气、上排气计量以及上进气、下排气计量；所述计量管上还安装有温度和压力变送器，实现天然气湿气的体积流量计量。

进一步，所述活塞和管壁间是滑动紧配合，活塞两侧的气体密封。

进一步，换向由可编程控制器控制4个电动阀的开闭顺序来控制流动方向，分别实现天然气湿气的下进气、上排气行程和上进气、下排气行程；如此往复循环运动，配合对活塞运动上下止点间的行程计时，即可实现天然气湿气的体积流量的计量。

本发明还提供一种活塞式天然气湿气流量计的测量方法，包括如下步骤：

测量柱塞筒容积V、柱塞筒压力P₁、柱塞筒温度T₁、活塞上下止点间的运动时间t；

在高温、低压，即小于2.5Mpa的工况下按下述公式计算气体流量:

FA=P1V(TS+273.15)PS(T1+273.15)t;]]>

在压力较大时，即大于2.5Mpa的工况下按下述公式计算气体流量: