[发明专利]定值喷嘴流量计

说明书

本发明公开了一种定值喷嘴流量计，包括调整杆、对位调节指示器、主壳体、温度变送器、出口连接管、标准喷嘴(ISA1932喷嘴)、条形基板、测量管口、进口测量直管段、差压变送器、压力变送器、流量计算机、双法兰壳体、同心旋转轴、圆盘基板。本发明涉及油气田、油气管道的计量领域，基于天然气井、页岩气井压力高的特殊工况及单一流量仪表量程窄的共性问题，所提出的一种定值喷嘴流量计。主要技术路线是在条形基板或圆盘基板上，可以有序地布置有限个喉部直径不同的标准喷嘴，通过标准喷嘴的切换，满足不同流量的精确测量。本发明公开的定值喷嘴流量计具有耐高压、量程比宽、计量准确度高和运行成本低的特点，是常规差压流量仪表所不能及的。

技术领域

本发明涉及油气田、油气管道的计量领域，具体说，涉及一种定值喷嘴流量计，主要应用于凝析天然气、页岩气、稀油、清水等介质的在线流量计量。

背景技术

目前，在油气田及油气管道计量领域，存在的共性问题一是天然气井及页岩气井压力都比较高，仪表选型面非常窄；其二是由于初期开发方案的不确定性，所指定的最大流量和最小流量与真实值相差比较大，对仪表设计选型带来很大困惑；第三是天然气井及页岩气井产出物递减速度比较快，仪表测量量程很难满足后期计量的要求。

在以上计量仪表的应用领域，目前大多还是采用差压式流量计，包括单一孔板、文丘里、喷嘴及楔形流量计等，最大的弱点就是量程比窄，一般在4∶1左右，既是使用智能差压变送器量程比也不会超过10∶1，所以提高差压流量计的量程比，是新型差压流量仪表创新关注的重点。

发明内容

本发明基于天然气井、页岩气井压力高的特殊工况及单一流量仪表量程窄的共性问题，所提供的一种定值喷嘴流量计。

本发明基于应用成熟的标准喷嘴，按照ISO5167-3-2003的要求，分两种方式进行布局及方案设计，一种是条形基板型，包括调整杆、对位调节指示器、主壳体、温度变送器、出口连接管、标准喷嘴、条形基板、测量管口、进口测量直管段、差压变送器、压力变送器、流量计算机、另一种为圆盘基板型，包括对位调节指示器、温度变送器、出口连接管、标准喷嘴、测量管口、进口测量直管段、差压变送器、压力变送器、流量计算机、双法兰壳体、同心旋转轴、圆盘基板，这些精心开发的组件，可根据介质流量的变化，通过并联标准喷嘴的切换，完成特定流量的精确测量。通过设计计算，可得出定值喷嘴流量计的量程比可达到100∶1以上。

本发明基于定值喷嘴流量计内部的两种标准喷嘴的载体，一种是条形基板上的标准喷嘴，按大于测量管道内径的数值等距离布置，数量可以是2个、3个或4个；另一种是圆盘基板上的标准喷嘴，在等分圆心角的圆周上，按大于测量管道内径数值的弧长进行布置，数量可以是2个、3个、4个、5个或6个，标准喷嘴喉部直径取值范围β＝0.3～0.8。

本发明基于定值喷嘴流量计内部的条形基板与圆盘基板的连接机构，条形基板通过一个调整杆和一个对位调节指示器连接，圆盘基板则通过一个同心旋转轴和一个对位调节指示器连接，调整杆或同心旋转轴与对位调节指示器配合，均能完成指定标准喷嘴与测量管道的精确对位，从而满足介质流量测量的工艺条件，保障测量精度的一致性。

本发明基于定值喷嘴流量计专门配置的流量计算机，是定值喷嘴流量计的数据采集、处理单元，其配套软件必须支持体积流量、质量流量、能量流量的计算，要求天然气压缩因子计算符合GB/T17747.2-1999标准(等同AGA8号报告)，对宽量程运算能实时计算流出系数C和可膨胀系数ε等流量参数，并支持远程进行参数设置和实时介质物性参数的赋值。

与现有技术相比，采用本发明所述设计方案，可以达到以下技术效果：

1、耐高压。定值喷嘴流量计主壳体可以采用优质碳钢进行三级锻造，保障高压工况的安全使用，防患高压气流的冲击。

2、量程比宽。通过布局不同喉部直径的标准喷嘴，使得定值喷嘴流量计的量程比可达到100∶1以上，视同并联安装了多台不同口径的差压流量计。