[发明专利]气液两相质量流量计

说明书

本发明提供了一种气液两相质量流量计，其包括：质量流量计，用于测量被测气液两相流体的质量流量、温度、和混合密度；压力差压复合传感器，其差压正引压管以及差压负引压管分别连接质量流量计流向上游的管路和流向下游的管路，用于测量被测气液两相流体流经质量流量计前后的平均压力和差压；流量计算机，分别与质量流量计以及压力差压复合传感器连接，根据质量流量计以及压力差压复合传感器的各测量参数，外输入液相密度和气相密度，结合流量计算机内数据库，计算得到被测气液两相流体的气液两相流量。本方案可以应用于凝析天然气井、含液页岩气井、油井及其它的多相流量测量领域，提高了气液两相质量流量计的测量范围和适应性。

技术领域

本发明涉及工业多相流计量，特别是涉及一种气液两相质量流量计。

背景技术

质量流量计作为性能优良，精度高的流量计已被广泛应用于工业领域的气体和液体流量测量。

目前，传统的质量流量计只能以气相或液相(单相)作为测量介质，如液相中气相体积百分含量超出5％～10％，质量流量计会发生驱动异常、停止或出现重启，噪音变大，震动频率失控的问题，导致误差很大或无法计量。

另外质量流量计用于测量气液两相流量时还有一个难题：下限流量测量值较高，而气液比和流量波动大是气液两相流的常态工况，在该工况下使用质量流量计会出现气液两相流量测量误差加大以及较小流量的测量结果为零，上述问题极大限制了质量流量计测量气液两相流量的广泛应用。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种测量范围宽、适用性强的气液两相质量流量计。

本发明一个进一步的目的是要使得气液两相质量流量计测量更加准确。

特别地，本发明提供了一种气液两相质量流量计，该气液两相质量流量计包括：质量流量计，用于测量被测气液两相流体的温度、质量流量和混合密度；压力差压复合传感器，其差压正引压管以及差压负引压管分别连接质量流量计流向上游的管路和流向下游的管路，用于测量被测气液两相流体流经质量流量计前后的平均压力和差压；流量计算机，分别与质量流量计以及压力差压复合传感器连接，根据质量流量计以及压力差压复合传感器的各测量参数，及预设的液相密度和气相密度，计算得到被测气液两相流体的气液两相流量。

可选地，流量计算机计算气液两相流量的过程配置为：判断质量流量计测量的质量流量是否大于预设的下限阈值；若是，由质量流量计测得气液混合质量流量、密度、温度、及预设的液相密度和气相密度、压力差压复合传感器测得的压力平均，结合流量计算机内预置的数据库，计算得到气液两相流量；若否，根据差压以及质量流量计测量的混合密度计算得到气液混合质量流量值，并将这个气液混合质量流量值替代质量流量计测量的质量流量值，经计算得到气液两相流量。

可选地，由差压通过流量计算机计算出气液混合质量流量值的公式为：

在公式中，Q_m为气液混合质量流量值，K为已知节流流量系数，ΔP为差压，ρ为质量流量计测量的混合密度。

可选地，上述气液两相质量流量计还包括：气液混合器，设置于质量流量计的流入端的上游管路中，使得被测气液两相流体混合进入质量流量计。

可选地，上述气液两相质量流量计还包括：入口法兰，与质量流量计的流入端相连，并用于接入被测气液两相流体；出口法兰，与质量流量计的流出端相连，并用于供出被测气液两相流体。

可选地，上述气液两相质量流量计还包括：节流件，设置在入口法兰与质量流量计的流入端之间或者设置在质量流量计的流出端与出口法兰之间，用于增大差压正引压管与差压负引压管之间的差压。

可选地，节流件设置于所述出口法兰的管芯内，出口法兰的部分管芯具有螺纹；并且气液两相质量流量计还包括：锁紧压盖，其外周缘与螺纹配合，以将节流件固定于出口法兰的管芯内。