[发明专利]一种基于差压原理的段塞流检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气管道检测方法及装置，特别是关于一种用于油气输送管道的基于差压原理的段塞流检测方法及装置。

背景技术

在油气田生产中，由于地形、清管作业以及流体动力等原因在油气混输的管道中会产生段塞流。段塞流是油气混输管道中一种常见的流型，是指气体和液体交替在管道中流动，充满整个管道面积的液塞会被气团分割，气团下方沿管道流动的是分层液膜。该流型属于不稳定流动，会引起管道中的压力和气液的瞬时流量的急剧波动，同时，也会造成管道的强烈震动，从而对下游的操作及设备造成较大的影响，甚至造成生产事故。目前，国内绝大多数集输管道中都没有安装段塞流检测装置，而在油气田生产中，发生段塞流时如果不能提前判断，并在生产中采取措施，将会对后续生产设备的正常运行造成较大影响。所以，为了保证管道及下游油气处理设备的最优设计和操作，需要提供一种能够检测管道内发生段塞流的方法及装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够检测管道内是否发生段塞流，且能够在管道内检测段塞流液柱长度和流速的基于差压原理的段塞流检测方法及装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于差压原理的段塞流检测方法，包括以下步骤：1)在一段油气混输管道的水平直管道上间隔设置距离为L的两组差压式液位变送器，并将两组差压式液位变送器分别电连接同一信号处理器；2)流体进入水平直管道流经两组差压式液位变送器，两组差压式液位变送器分别将流经水平直管道流体的液位发送至信号处理器，由信号处理器对液位数据进行判断是否发生了段塞流；3)当时间为t1时，位于前面的差压式液位变送器检测到实际的液位为100％，则假定此时产生了段塞流；接着，当时间为t2时，位于后面的差压式液位变送器同样也检测到液位为100％，则可以确认从时间t1起，管道内确实产生了段塞流；4)当时间为t3时，位于前面的差压式液位变送器检测到实际的液位<95％，则假设此时段塞流已经开始衰减；接着，当时间为t4时，位于后面的差压式液位变送器同样也检测到液位<95％，则可以确认此时段塞流已经衰减；5)由于两组差压式液位变送器距离L为已知，因此段塞流液柱的流速v为：

v=Lt2-t1;]]>

6)根据段塞流液柱的产生的时间t1到段塞流液柱衰减的时间t4之间的时间间隔和由步骤5)得到的段塞流液柱的流速v，计算出段塞流液柱的长度L1：

L1＝v(t4-t1)。

所述步骤1)中的差压式液位变送器为间隔设置的三组及以上。

一种基于差压原理的段塞流检测装置，其特征在于：它包括一段油气混输管道的水平直管道，其上间隔设置有两组差压式液位变送器，且两组差压式液位变送器分别电连接同一信号处理器；两组所述差压式液位变送器的每一组为两个，且分别设置在所述水平直管道同一直径的上、下。

所述水平直管道是一油气混输管道中的一段直管道。

所述差压式液位变送器为间隔设置的三组及以上。

所述信号处理器采用可编程控制器PLC。

所述信号处理器采用数字信号处理器DSP。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于提供了一种在管道内检测管道段塞流的检测装置，能够检测段塞流液柱的长度和速度，以及段塞流发生的时间等信息，为后续工艺的生产分离器和段塞流捕集器的前馈控制提供相关的参数，从而大大减小后路发生设备生产问题的可能性。2、本发明由于能够检测到段塞流的发生，不但可以为清管作业提供依据和数据支持，而且可以为油气田后期集输设备的改造和优化提供数据支持。本发明可以广泛用于各种管道的段塞流检测过程中。

附图说明

图1是本发明段塞流检测装置的结构示意图，其中，1表示一组差压式液位变送器，2表示一组差压式液位变送器，3表示水平直管道，4表示信号处理器。

具体实施方式