一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)及測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)，包括垂直安裝的定容積的圓柱計(jì)量管，內(nèi)置可上下移動(dòng)的活塞；所述計(jì)量管中心同軸安裝一根帶氣液浮球的磁致伸縮液位計(jì)，用于管內(nèi)液位測(cè)量；所述計(jì)量管的兩頭各接兩個(gè)電動(dòng)閥控制油氣水混合液的進(jìn)排換向，可以控制所述計(jì)量管分別實(shí)現(xiàn)下進(jìn)液、上排液以及上進(jìn)液、下排液；所述計(jì)量管上端裝有泄氣閥，用于對(duì)氣體泄壓；所述計(jì)量管上還安裝有溫度、壓力和密度變送器，實(shí)現(xiàn)油氣水三相的各相體積流量計(jì)量。本發(fā)明具有較高的精度且不含放射線。
【專利說明】一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)及測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及油田單井采出液的油氣水三相的流量計(jì)量,具體一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原油油井采出液主要含有油、天然氣、水等介質(zhì)，它在管道中輸送時(shí)，不論是油氣水三相混輸還是油水兩相輸送或者是天然氣濕氣輸送都是屬于典型多相流問題。
[0003]油氣水多相流量計(jì)是油田開采的原油在管道中輸送時(shí)進(jìn)行油、氣、水三相介質(zhì)流量計(jì)量的儀表，可以廣泛應(yīng)用于陸上油田和海上石油工業(yè)中。由于多相流動(dòng)的復(fù)雜性，油氣水多相流量計(jì)的研制有較大的難度，目前存在多種多相流量計(jì)的研制技術(shù)路線。
[0004]油氣水多相流量計(jì)的研究工作始于1980年左右，到目前為止有不少研究機(jī)構(gòu)致力于研究開發(fā)適用于油井采出液的三相流量計(jì)。但由于多相流動(dòng)的復(fù)雜性和應(yīng)用條件的多變性，使得多相流量計(jì)的研究難度很大，至今仍然沒有商業(yè)化的多相流量計(jì)能完全滿足工業(yè)應(yīng)用的要求。而且，由于油田油層儲(chǔ)量管理和開采技術(shù)的發(fā)展需要，對(duì)水下甚至井下應(yīng)用的多相流量計(jì)的需求也日益迫切。近年來，隨著相關(guān)研究工作的進(jìn)展，多相檢測(cè)的新技術(shù)不斷出現(xiàn)，這使得未來多相流量計(jì)的性能有可能得到很大改善，出現(xiàn)更好的商業(yè)化的多相流量計(jì)產(chǎn)品。一個(gè)理想的多相流量計(jì)應(yīng)具有合理的精度(典型值±5%/每相流體)、可靠、不受流態(tài)影響及適用于寬相含率變化范圍。目前已經(jīng)商業(yè)化了的三相流量計(jì)，其中大多數(shù)系統(tǒng)都擁有相密度、相含率和相速度測(cè)量部件以利于各相流體的質(zhì)量流量的測(cè)量，但針對(duì)油井采出液這種流量和相含率波動(dòng)范圍大和流動(dòng)復(fù)雜的場(chǎng)合，現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用依然有很大困難。目前多相流量計(jì)的有效相含率測(cè)量主要依賴放射線技術(shù)，但是我國(guó)近年來大幅度提高了對(duì)放射線的使用監(jiān)管，不鼓勵(lì)放射線的使用，同時(shí)在放射技術(shù)應(yīng)用的工業(yè)領(lǐng)域也對(duì)放射線的使用持有相當(dāng)?shù)慕湫?，普遍持不歡迎的態(tài)度。因此，對(duì)于多相流量計(jì)的研發(fā)思路而言，不含放射線的測(cè)量技術(shù)是目前的首選。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種不含放射線的、具有合理的精度、可靠、不受流量、流態(tài)波動(dòng)影響及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的油氣水三相流量計(jì)。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)，包括垂直安裝的定容積的圓柱計(jì)量管，內(nèi)置可上下移動(dòng)的活塞；所述計(jì)量管中心同軸安裝一根帶氣液浮球的磁致伸縮液位計(jì)，用于管內(nèi)液位測(cè)量；所述計(jì)量管的兩頭各接兩個(gè)電動(dòng)閥控制油氣水混合液的進(jìn)排換向，可以控制所述計(jì)量管分別實(shí)現(xiàn)下進(jìn)液、上排液以及上進(jìn)液、下排液；所述計(jì)量管上端裝有泄氣閥，用于對(duì)氣體泄壓；所述計(jì)量管上還安裝有溫度、壓力和密度變送器，實(shí)現(xiàn)油氣水三相的各相體積流量計(jì)量。
[0007]進(jìn)一步，所述活塞和管壁間是滑動(dòng)緊配合，活塞兩側(cè)流體密封。[0008]進(jìn)一步，所述油氣水混合液的進(jìn)排換向由可編程控制器控制4個(gè)電動(dòng)閥的開閉順序來控制，分別實(shí)現(xiàn)油氣水混合液的下進(jìn)液和上排液行程和上進(jìn)液和下排液行程。
[0009]進(jìn)一步，所述泄氣閥位于所述計(jì)量管距底部4/5高度處。
[0010]本發(fā)明還提供一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)的測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0011]在下進(jìn)液、上排液標(biāo)定行程，測(cè)量液相液位值L1、活塞由下止點(diǎn)到達(dá)上止點(diǎn)用時(shí)L，讀取定容管壓力信號(hào)P1和溫度信號(hào)T1 ；
[0012]記錄管內(nèi)液體上升到所述泄氣閥位置時(shí)的液相液位值L2和管內(nèi)混合密度值P總；
[0013]標(biāo)定油水比為
【權(quán)利要求】
1.一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)，其特征在于:包括垂直安裝的定容積的圓柱計(jì)量管，內(nèi)置可上下移動(dòng)的活塞；所述計(jì)量管中心同軸安裝一根帶氣液浮球的磁致伸縮液位計(jì)，用于管內(nèi)液位測(cè)量；所述計(jì)量管的兩頭各接兩個(gè)電動(dòng)閥控制油氣水混合液的進(jìn)排換向，可以控制所述計(jì)量管分別實(shí)現(xiàn)下進(jìn)液、上排液以及上進(jìn)液、下排液；所述計(jì)量管上端裝有泄氣閥，用于對(duì)氣體泄壓；所述計(jì)量管上還安裝有溫度、壓力和密度變送器，實(shí)現(xiàn)油氣水三相的各相體積流量計(jì)量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)，其特征在于: 所述活塞和管壁間是滑動(dòng)緊配合，活塞兩側(cè)流體密封。
3.如權(quán)利要求2所述的一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)，其特征在于: 所述油氣水混合液的進(jìn)排換向由可編程控制器控制4個(gè)電動(dòng)閥的開閉順序來控制，分別實(shí)現(xiàn)油氣水混合液的下進(jìn)液和上排液行程和上進(jìn)液和下排液行程。
4.如權(quán)利要求3所述的一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)，其特征在于: 所述泄氣閥位于所述計(jì)量管距底部4/5高度處。
5.一種如權(quán)利要求1所述的一種三相混輸?shù)亩ㄈ莨芑钊接蜌馑嗔髁坑?jì)的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟: 在下進(jìn)液、上排液標(biāo)定行程，測(cè)量液相液位值L1、活塞由下止點(diǎn)到達(dá)上止點(diǎn)用時(shí)h，讀取定容管壓力信號(hào)P1和溫度信號(hào)T1 ； 記錄管內(nèi)液體上升到所述泄氣閥位置時(shí)的液相液位值L2和管內(nèi)混合密度值P總；
標(biāo)定油水比為
【文檔編號(hào)】G01F11/28GK103868560SQ201410061830
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】張向文, 李東暉, 許德禹, 吳應(yīng)湘, 李開興 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所
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