[发明专利]多相流测定用旋流器以及测定系统

说明书

本发明公开了一种能将三相流中的气液两相进行有效分离，流型规范的多相流测定用旋流器，包括外支撑筒，该外支撑筒的内部设有三个旋流叶片，所述旋流叶片相对于外支撑筒中心线倾斜设置，三个所述旋流叶片环向均匀分布；同时公开了一种多相流测定系统，包括安装体，在该安装体内直线贯穿有测量孔，该测量孔的上游段设有以上多相流测定用旋流器，该测量孔的下游段设有微波探测天线。采用本发明的显著效果是，通过旋流器的整流作用，将三相流分离为界限明显的气液两相，其中气相汇聚到管道中央形成气芯流动，而液相(油相和水相)形成液膜贴在管壁内侧流动，能准确测得含气率、含水率等参数，特别适用于较高含气率的情况下对含水率的测量。

技术领域

本发明涉及石油工程的领域，具体涉及一种原油的测定装置。

背景技术

现有三相流微波含水率测量方法大多都是基于微波透射方法，其基于的原理是通过测量微波在流动介质中衰减来计算流动介质含水率，其本质是利用不同介质的介电常数来反映流体介质的含水率，而针对油田产出物油气水三相流来说，通常含油非常多的杂质，其含水为地层水，矿化度非常大，而矿化度由对介质导电率影响很大，因此基于介电常数的微波含水率测量方法测量精度会受到很大影响。

研究人员提出了一种基于微波在流体介质中传播速度来测量含水率的测量方法，该方法不受流体介质矿化度的影像，并且微波在油气水三相流体中的传播速度也具有足够大的区分度(微波在油中的传播速度20.7km/s，水中的传播速度30km/s，空气中的传播速度为3.3km/s)以保证测量分辨率。

对三相流进行整流可以获得流动形态较为统一的规范流型，该规范流型避免了因原始流型油气水三相界面随机波动而对微波测量造成的剧烈干扰，对标定微波在混合物中的传播速度提供了极大的便利，能增加测量精度。

由此产生的问题是如何对三相流进行整流，以得到适用于“微波声速法测含水率”的流型。

发明内容

有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种能将三相流中的气液两相进行有效分离，流型规范的多相流测定用旋流器。

技术方案如下：

一种多相流测定用旋流器，其关键在于：包括外支撑筒，该外支撑筒的内部设有三个旋流叶片，所述旋流叶片与所述外支撑筒中心线的夹角为θ，0＜θ＜90°，三个所述旋流叶片环向均匀分布；

所述旋流叶片为1/2椭圆板，其对应的椭圆的长轴为a、短轴为b，所述旋流叶片包括一个直线边和一个弧形连接边，所述直线边与对应椭圆的长轴方向重合，所述弧形连接边贴合并固定在所述外支撑筒的内壁上。

本发明目的之二在于提供一种多相流测定系统，包括安装体，在该安装体内直线贯穿有测量孔，该测量孔的上游段设有以上多相流测定用旋流器，该测量孔的下游段设有微波探测天线，所述微波探测天线包括贴壁测量天线和中心测量天线，所述贴壁测量天线紧靠所述测量孔内壁并沿所述测量孔的轴向设置，所述中心测量天线位于所述测量孔的中心线上并沿所述测量孔的轴向设置。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为外支撑筒11入口端的示意图；

图3为第一旋流叶片121与外支撑筒11的安装结构示意图；

图4为图1的D-D`截面图；

图5为第一旋流叶片121的结构示意图；

图6为实验组①的结构示意图；

图7为实验组①的CFD模拟结果；

图8为实验组②的结构示意图；

图9为实验组②的CFD模拟结果；

图10为实验组③的结构示意图；