[发明专利]一种多相流微压差测量装置及流量计量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量测量技术，尤其涉及一种多相流微压差测量装置及流量计量方法。

背景技术

目前，国内外大型石油公司和相关机构都致力于多相流计量方法和装置的研究和应用。已开发出的商业化计量装置基本上可分为如下两大类：

一类是对待测油、水、气多相流预先进行气液相分离，然后再对分离后的气相和液相分别进行计量。这种计量可达一定精度，已在油田得到广泛应用。由于气液相分离通常采用重力分离法或旋流分离法，分离器结构十分庞大，且造价高、安装难度大。况且，计量精度直接受到气液相分离效率以及气液相分别计量有效控制的制约，要继续提高计量精度有较大的困难。

另一类是无需对多相进行预先分离，而直接对多相流的参数进行计量。由于待计量参数包括液质量流量/体积流量和含水率，以及气流量和气液比等众多参数，往往需要在采用孔板流量计的同时，还必须采用伽玛射线、微波等计量方法对相比参数进行单独测量。这种方法可在线计量，精度较高，在石油工业的计量检测中占有相当的份额，例如美国专利US6935，189B2。但由于这种计量结果直接受多相流的流型和流态的影响，计量结果不易稳定，计量装置结构与原理十分复杂，价格昂贵，标定、安装与维修相当麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种轻巧、精度高、安装与维修方便的多相流微压差测量装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种多相流微压差测量装置，其包括：用于多向流体流通的直管道、电容传感器、密度计传感器、多参数微压差变送器、节流装置、温度传感器、远方数据终端、以及上位机，其中所述直管道包括相反设置的第一端和第二端，所述平行极板式电容传感器安装在靠近第一端的直管道内，所述节流装置安装在靠近第二端的直管道内，所述直管道还包括位于第一端和第二端之间的节流节上游管道、均匀支管道节流、及节流节下游直管道，所述密度计传感器安装在节流节上游管道处，所述多参数微压差变送器安装在均匀支管道节流处，所述温度传感器安装在节流节下游直管道处。

本发明进一步的改进如下：

进一步地，所述直管道的第二端与远方数据终端通过有线连接。

进一步地，所述远方数据终端与上位机通过无线GPRS连接。

本发明所要解决的另一技术问题在于：提供一种上述多相流微压差测量装置的流量计量方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多相流微压差测量装置的流量计量方法，所述多相流微压差测量装置包括：用于多向流体流通的直管道、电容传感器、密度计传感器、多参数微压差变送器、节流装置、温度传感器、远方数据终端、以及上位机，所述直管道包括相反设置的第一端和第二端，所述平行极板式电容传感器安装在靠近第一端的直管道内，所述节流装置安装在靠近第二端的直管道内，所述直管道还包括位于第一端和第二端之间的节流节上游管道、均匀支管道节流、及节流节下游直管道，所述密度计传感器安装在节流节上游管道处，所述多参数微压差变送器安装在均匀支管道节流处，所述温度传感器安装在节流节下游直管道处，其特征在于，所述多相流微压差测量装置的流量计量方法包括如下步骤：

(1)所述节流装置检测流体的混合电容率、检测流体的混合电导率、检测节流差压、检测流体的压力、检测流体的温度、检测流体的混合密度；

(2)通过远方数据终端将这些数据无线发送给上位机,再由上位机中计量模型计算各相比率及流量。

进一步地，所述多参数微压差变送器检测压差、静压；所述密度计传感器检测混合密度信号；所述温度传感器检测温度信号；所述平行极板式电容传感器检测电容率和电导率信号；将检测节流压差，静压，温度，混合密度、电容率、电导率信号集成在一块表的电路中集中处理。

进一步地，所述远方数据终端接收多参数微压差变送器检测的信号，通过无线传给上位机，上位机用于实现对数据的计算、显示和存储。

进一步地，将检测的数据利用计算机技术和数据处理技术，进行大量数学计算和温压补偿计算。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该多相流微压差测量装置的流量计量方法无需气液相预先分离，本发明设计采用多参数变送器检测相关参数，通过巧妙的温压补偿方式，即解决了参变量对传感系数的影响，又解决了由于流体雷诺数变化对流体流出系数及可膨胀系数的影响，从而避免了零点漂移，确保了计量精度；该多相流微压差测量装置具有结构紧凑简单、线性重复性好、计量精度高、操作方便、适用面宽、易于推广等特点；可广泛适用于油气田、石油化工、普通化工、冶金、污水处理等行业。

附图说明