[发明专利]一种基于科氏力质量流量计的湿气流量计量方法及其装置

说明书

本发明公开了一种基于科氏力质量流量计的湿气流量计量方法及其装置，科氏力质量流量计测得总质量流量Ｑ_m，混合密度ρ_mix，介质温度T；传感器组合测得入口与出口处的差压ΔP，流量计算模块进行多物理场耦合计算，求得平均气密度ρ_g；根据混合密度ρ_mix、平均气密度ρ_g、液密度ρ_l，计算混合介质的质量含液率η_m，通过质量含液率η_m、介质温度T以及平均压力P对总质量流量Ｑ_m进行修正，得到修正后的总质量流量Ｑ_m^’，根据总质量流量Ｑ_m^’以及质量含液率η_m，计算两相流量。多物理场耦合计算，对气密度ρ_g进行修正，得到准确的质量含液率η_m以及总质量流量Ｑ_m^’，计算得到气液两相流量。该计量方式以及装置获得的数据具有较高的准确性。

技术领域

本发明涉及湿气流量计技术领域，尤其是涉及一种基于科氏力质量流量计的湿气流量计量方法及其装置。

背景技术

在天然气开采过程中，经常伴随有少量液态物质，由于液态物质的存在，使得传统的气流量计量装置不能正常工作或偏差严重，因此，含液气体的计量问题，就成为油气行业急需解决的问题。

在含有气液两相介质的场景中，有相当的比例属于含液率很低，流态相对稳定的情况，一般地，把体积含液率在5%以下的介质，归为湿气。相对于广泛意义的多相流，湿气的流形流态相对简单，成分为气液两相。

科氏力质量流量计，既可以测量介质的质量流量，又可以测量介质的密度，温度，利用科氏力质量流量计的这些能力，加上一些其他物理量的测量，是可以用来测量湿气流量的，已有的尝试利用科氏力质量流量计做湿气测量的装置，是使用科氏力质量流量计串接一个孔板流量计（或类似的流量计），通过两个流量计数据，经特别的数据处理方式获得气液两相介质的流速，达到测量两相流量的目的。然而，这种方式存在由于两个流量计测量位置不同，工况也有差异的问题，由于介质主要成分是气体，而且压力、温度都会随着流动阻力而不同，两个位置的测量并不能简单的对应，从物理原理上看，由于上下游关系可通过一些模型修正达到目的，但这样的测量并不直接，也会带来相应的不确定性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种基于科氏力质量流量计的湿气流量计量方法，该计量方法通过单一的科氏力质量流量计进行数据测量，并结合多物理场耦合计算，使获得的气液两相数据具有较高的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于科氏力质量流量计的湿气流量计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

科氏力质量流量计，测量管道内的质量流量Ｑ_m，混合密度ρ_mix，介质温度T；

传感器组合，用于测量科氏力质量流量计入口和出口处的压力P；

流量计算模块进行多物理场耦合计算，根据科氏力质量流量计测量管道内的不同位置X，计算对应位置的压力P，并生成位置与压力之间的函数曲线；

流量计算模块通过函数曲线计算科氏力质量流量计测量管内的平均压力P；

流量计算模块根据平均压力P，计算平均气密度ρ_g；

流量计算模块根据混合密度ρ_mix、平均气密度ρ_g、液密度ρ_l（常数），计算混合介质的质量含液率η_m；