[发明专利]超临界CO2流量计标定装置及其标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及流量计标定技术领域，特别是涉及超临界CO₂流量计标定装置及标定方法。

背景技术

 当前，通过向地层注入CO₂来驱油越来越受到业界重视，一方面是油田开发的需要，另一方面是温室气体减排的需要。CO₂驱油技术已经发展了很多年，目前的注气技术主要还是全井合注。由于地层吸气能力存在差异，通过分层注气的方式会取得更好的驱油效果。为了计量分层的注气量，需要使用井下流量计，然而，目前使用的井下流量计都不适用计量CO₂的流量，因此需要研制专门用于测量CO₂的流量计。按照CO₂的相态图，当温度超过30.95℃，压力超过7.39MPa时，CO₂即处于超临界状态，井下流量计工作环境下的CO₂一般是处于这种超临界状态的环境。研制测量CO₂流量计必然需要标定装置，标定装置也需要满足超临界环境的标定条件，然而，目前的标定装置都不能满足这样的要求。

中国专利，申请号201410131086.1，申请日2014.04.03，专利名称“气体流量孔板标定装置”，公开了一种用于标定孔板流量计的装置，该装置用管线依次连接了工作气体容器、稳压罐、孔板盒、调整容器和收料容器以及真空泵。该专利装置应用于标定超临CO₂流量计存在三个问题，一是没有温度调节机构，达不到超临界CO₂的温度条件；二是不能长时间稳定在一个压力下实验，该装置使用稳压罐提供气体，使用收料容器和调整容器来回收气体，而孔板两端的容器中的压力一降一升而不能保持稳定；三，CO₂一般是液态储存的，在气源容器后如不设增压泵是不能获得所需标定压力的。

中国专利，申请号201310135827.9，申请日2013.04.19，专利名称“一种流量检定系统及其检定方法”，公开了一种利用电子称称重方法计量流量，具有温度和压力控制系统的标定装置，该装置应用于标定超临CO₂流量计也存在以下问题：一，这是一个闭环循环装置，用水作标定介质是没问题的，但CO₂储罐中是液体，而标定完成后的CO₂是气体，不能再循环利用；二，该装置的稳压系统是在水容器的上部设置了气体空间，通过气泵来调节水容器中的压力，而CO₂本身也是气体，两种气体相遇就会混合，因此也不适用于CO₂标定装置的稳压；三，该装置的恒压装置只是产生了稳定的流量，水从水容器中流出后在流量计的位置就基本变为了常压，而CO₂流量计处需要超临界压力，因此这个装置也不能实现。

以上两个公开的专利所采用的标准计量方法都是在被标定流量计后收集流体并称重，因为超临界CO2难以回收，因此上述称重方式也不适用于CO₂流量标定装置。

发明内容

为解决上述技术问题，发明了超临界CO₂流量计标定装置及其标定方法，该装置解决了CO₂的流量计量、稳压、超临界标定环境问题，满足了超临界CO₂流量计标定需求。

本发明采用了如下的技术方案：

超临界CO₂流量计标定装置，计量罐安装在称重装置上面，用管线依次连接储气罐、倒液泵、计量罐、阀门一、喂液泵、增压泵、换热器、稳压罐、阀门三、夹持器、节流喷嘴、调节阀二和废气排空装置；阀门二一端连接储气罐，另一端连接在阀门一和喂液泵之间，压力温度计三设置在稳压罐和阀门三之间的管线上。

优选地，调节阀一两端分别连接在增压泵的两端。

优选地，所述的节流喷嘴是多级气嘴串联安装。

应用于超临界CO₂流量计标定装置的标定方法，其步骤是，

a、关闭阀门一、阀门二、阀门三，调节阀一关到最小状态，调节阀二开到最大状态；被标定流量计安装在夹持器中；

b、调整气嘴的数量和大小；

c、运行换热器使其达到所需标定温度；

d、运行倒液泵，从储气罐中向计量罐中注入液态CO₂；

e、打开阀门二，运行喂液泵和增压泵，调整增压泵的流量使之达到设计标定值；当压力温度计三的显示压力达到设计标定值时打开阀门三；