[发明专利]针对水蒸气影响的天然气流量计算校正

说明书

一种用于测量气体(305)中水蒸气的浓度的系统，包括被配置为感测气体(305)的静态气压的气压传感器(202)，和被配置为感测压差的压差传感器(205)。温度传感器，感测气体(205)的温度。电路(208)基于测量出的气压和温度来确定气体(305)中水蒸气的浓度。

背景技术

本发明涉及气体流量(flow)测量。更具体地，本发明涉及流中存在的水蒸气对这种测量的影响。

政府规定对能源生产商设置了越来越多的限制，以考虑生产期间的温室气体含量。例如，天然气产业必须考虑CO₂排放量。在许多应用中，管道中存在着在对“干燥气体”组成的气体色谱仪分析期间未识别出的水蒸气。

从井中流出的天然气混合物通常由许多天然气种类的组合而组成。一些是烃类气体，例如甲烷、乙烷、丙烷等，这些是所希望的产品。其它是价值不大的副产品，例如二氧化碳、氮气等。作为这些副产品气体之一，二氧化碳尤其重要，原因在于它是导致全球变暖的“温室气体”之一。政府规定中越来越关注二氧化碳排放量的量化。为了符合这种规定，天然气生产商越来越关注他们从井中泵出的二氧化碳的量。

为减小天然气气流量测量中的不确定性，已经完成的事情之一是：通过分析来自给定井的气体样本来获得精确气体组成。通常在井寿命的开始以一定的规律性获得这些样本。然而，随着越发明显地可以认为气体组成是固定的，采样频率降低。值得注意的是，气体组成是通过以下方法获得的：将气体样本采集到实验室，并用气体色谱仪或其他这样的设备对其进行分析。得到的组成即被认为是“干燥气体”组成。这意味着气体中不存在水蒸气含量。在天然气产业AGA(美国气体协会)第8号报告中使用的状态等式可以考虑水蒸气。然而，这很少包括在气体组成报告中。事实上，AGA第8号报告中给出的六种示例组成都不包含水含量。

随着井中的气压由于现场中气体的消耗而随时间降低，诸如蒸汽喷射的测量通常用于从地面强力推出气体和油。当完成这一点时，产生的气体现在除干燥气体组成中存在的气体之外，还包含水蒸气。这意味着在给定体积内，一些干燥气体被水蒸气替代。由于流率是基于干燥气体组成测量的，所以测量将夸大包括二氧化碳在内的所有气体的量。

发明内容

一种用于测量气体中饱和水蒸气的浓度的系统，包括被配置为感测气体的静态气压的气压传感器，以及被配置为感测压差的压差传感器。温度传感器感测气体的温度。电路基于测量的气压和温度确定气体中水蒸气的浓度。

该发明内容和说明书摘要提供了将在具体实施方式中详细说明的简化形式的本发明的理念的选择。发明内容和说明书摘要不意图标明所请求保护主题的关键特征或基本特征，也不意图用于确定所请求保护主题的范围。

附图说明

图1是用于确定质量流的迭代技术的简化框图。

图2是用于确定水蒸气和气体的浓度的系统的简化框图。

图3是用于测量过程流体的流量，并基于确定的水蒸气浓度对测量进行补偿的系统示意图。

具体实施方式

过程变量变送器被用于测量工业过程中的过程变量。一种类型的过程变量变送器测量可能与过程流体的流量相关联的由过程流体的流量产生的压差。当被用于测量“干燥气体”(其中不存在水或水蒸气)时，可以执行标准测量技术。然而，当测量“湿润气体”的流量时，由于不考虑水蒸气含量，所以在测量中引入了误差。如本文中所使用的，术语“湿润气体”指的是仅以气相而不以液相包含水蒸气的气体。在饱和蒸气条件下存在水蒸气。水蒸气将在气体组成的过程变量的测量中(例如气体的单独成分的流量的确定中)引入误差。例如，在存在水蒸气时，在大多数情况下，原始流量测量将指示流动气体的量大于它的实际量。然而，不存在基于气体混合物中存在的水蒸气量的假设精确调整流率和流总(flowtotal)的简单方式。