专利名称：湿气流量测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量领域，特别是涉及一种湿气流量测量装置。
背景技术：
湿气是指液态烃、水蒸气、游离水等组分的含量显著高于管道输送要求的天然气。在气田开采过程中，湿气计量存在于从单井开采到多井集输、净化处理、增压输送的各个过程中。湿气计量的数据有助于掌握气井生产能力、生产状况，是优化生产和改善气藏管理的主要依据。目前业内通用的湿气计量技术主要有两类，一类为分离计量法，一类为不分离在线计量法。分离计量法是使用分离器将湿气流体分离为气和液两种单相流体，然后在各自的出口分别进行气流量和液流量的计量。但是分离器对湿气的分离效果差，气路跑液和液路跑气的现象使得计量结果的误差比较大。其次，分离器的结构和流程复杂，系统维护和管理繁杂，需要控制的环节较多，因而导致运行维护费用高，不利于实现生产过程管理的自动化。湿气的不分离在线计量方法有两个发展方向，第一个发展方向是使用单相气体计量仪表(如科氏力质量流量计，内锥流量计，孔板流量计，涡轮流量计，超声流量计，文丘里流量计，涡街流量计等)对湿气进行计量，同时致力于研究发展建立各种经验模型找出“修正系数”，对计量结果进行修正，得到所谓的气流量率值，在这种湿气计量方法中，液流量率的计量手段一般采用取样法或示踪法。但是这种方法的局限性以及所面临的挑战主要有以下几点(I)气流量率“修正系数”的适用范围有限且依赖于液流量率，但是液流量率的测量方式决定了其精度不够高甚至很差；(2)该气流量率“修正系数”方法仅限于极高含气率、液相成分极低的湿气，随着湿气中液相的成分增多，该方法的误差是难以接受的。第二个发展方向是沿用或改造多相流在线计量技术来进行湿气计量，图I描述了现有技术中的一种在线计量方案，其中差压式流量测量器件2测量管道I中湿气的总流量压差值，设置在管道I上的一个相分率计3测量管道I中湿气的截面含气率，流量计算模块4根据湿气的总流量压差值和截面含气率，计算气体积流量率Qg和液体积流量率Qp由于在管道I上仅设置有一个相分率计，而相分率计自身存在漂移(如伽马相分率计的计数漂移)，因此会产生计量误差，无法对管道中湿气的截面含气率进行精确计量。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种湿气流量测量装置，通过冗余的相分率计检测管道中湿气的截面含气率，从而可以对气体积流量率Qg和液体积流量率Q1进行精确的测量，满足油气田生产计量的要求，有助于油气藏管理改善和生产优化。[0011]根据本实用新型的一个方面，提供了一种湿气流量测量装置，包括管道、差压式流量测量器件、至少两个相分率计、和流量计算模块，其中差压式流量测量器件和所述至少两个相分率计分别安装在管道上，流量计算模块分别与所述至少两个相分率计和差压式流量测量器件连接，其中差压式流量测量器件测量管道中湿气的总流量压差值ΛΡ ;所述至少两个相分率计分别测量管道中湿气的截面含气率；流量计算模块根据所述至少两个相分率计分别测量的截面含气率，计算截面含气率优化值GVFtjpt,并根据所述湿气的总流量压差值Δ P和所述截面含气率优化值GVFtjpt,计算气体积流量率Qg和液体积流量率Qp优选的，所 述至少两个相分率计的轴线与管道的轴向相交且垂直。优选的，湿气流量测量装置还包括对气体积流量率Qg和液体积流量率Q1进行滑差修正的滑差修正模块。优选的，所述至少两个相分率计安装在管道的同一横截面上。优选的，所述至少两个相分率计安装在管道的不同横截面上。本实用新型通过将差压式流量测量器件和所述至少两个相分率计分别安装在管道上，流量计算模块分别与所述至少两个相分率计和差压式流量测量器件连接。差压式流量测量器件测量管道中湿气的总流量压差值ΛΡ ;所述至少两个相分率计分别测量管道中湿气的截面含气率；流量计算模块根据所述至少两个相分率计分别测量的截面含气率，计算截面含气率优化值GVFtjpt，并根据所述湿气的总流量压差值ΛΡ和所述截面含气率优化值GVF_，计算气体积流量率Qg和液体积流量率Qp由于通过冗余的相分率计检测管道中湿气的截面含气率，从而可以对气体积流量率Qg和液体积流量率Q1进行精确的测量，满足油气田生产计量的要求，有助于油气藏管理改善和生产优化。
图I为现有技术中湿气流量测量方案的示意图。图2为本实用新型湿气流量测量装置一个实施例的示意图。图3为本实用新型湿气流量测量装置另一实施例的示意图。图4为本实用新型湿气流量测量装置水平安装一个实施例的示意图。图5为本实用新型湿气流量测量装置垂直安装一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。图2为本实用新型湿气流量测量装置一个实施例的示意图。如图2所示,该实施方式的湿气流量测量装置包括管道201、差压式流量测量器件202、至少两个相分率计203、和流量计算模块204。其中差压式流量测量器件202和所述至少两个相分率计203分别安装在管道201上，流量计算模块204分别与所述至少两个相分率计203和差压式流量测量器件202连接。其中差压式流量测量器件202测量管道中湿气的总流量压差值ΛΡ;所述至少两个相分率计203分别测量管道中湿气的截面含气率；流量计算模块204根据所述至少两个相分率计分别测量的截面含气率，计算截面含气率优化值GVFtjpt,并根据所述湿气的总流量压差值Λ P和所述截面含气率优化值GVFtjpt,计算气体积流量率Qg和液体积流量率Q1O根据本实用新型上述实施例提供的湿气流量测量装置，通过将差压式流量测量器件和所述至少两个相分率计分别安装在管道上，流量计算模块分别与所述至少两个相分率计和差压式流量测量器件连接。差压式流量测量器件测量管道中湿气的总流量压差值Λ P ;所述至少两个相分率计分别测量管道中湿气的截面含气率；流量计算模块根据所述至少两个相分率计分别测量的截面含气率，计算截面含气率优化值GVF_，并根据所述湿气的总流量压差值Λ P和所述截面含气率优化值GVF_，计算气体积流量率Qg和液体积流量率％。由于通过冗余的相分率计检测管道中湿气的截面含气率，从而可以对气体积流量率Qg和液体积流量率Q1进行精确的测量，满足油气田生产计量的要求，有助于油气藏管理改善和生产优化。优选的，所述至少两个相分率计的轴线分别与管道的轴向相交且垂直。由于每个相分率计的轴线分别与管道的轴向相交且垂直，因此能够进一步确保测量结果的精度。优选的，所述至少两个相分率计可安装在管道的同一横截面上，也可安装在管道的不同横截面上。优选的，流量计算模块204可采用下列方式计算气体积流量率Qg和液体积流量率
Q1O首先，根据所述截面含气率优化值GVF_，计算湿气的混合密度P mix。例如，可利用公式P mix= P gasGVFopt+ p Iiguid(I-GVFopt)·计算湿气的混合密度P mix，其中P gas为气体密度，P liquid为液体密度。其次，根据湿气的总流量压差值ΛΡ以及湿气的混合密度Pmix，计算湿气的总体积流量率Q。例如，可利用公式
IΔΡO = K I—
V Pmix计算湿气的总体积流量率Q，其中参数K为系统参数。最后，根据总体积流量率Q和截面含气率优化值GVFtjpt,计算气体积流量率Qg和液体积流量率Qp例如，可利用公式Qg = QXGVFopt计算气体积流量率Qg ;利用公式Q1 = QX (I -GVFopt)计算液体积流量率Qp本领域技术人员可以了解的是，上述具体方式仅为一种示例，本领域技术人员可采用其它可替换的方式进行计算。流量计算模块204可利用求平均值的方法，通过对上述至少两个相分率计分别测量的截面含气率求平均，来计算截面含气率优化值GVF_。例如，可使用计算算术平均值、几何平均值、均方根平均值、加权平均值等方法进行计算。优选的，流量计算模块204可以采用下面的方式来计算截面含气率优化值GVF_。首先，流量计算模块204计算每个相分率计203测量的截面含气率Xi的短期局部可靠度函数FO，F (Xi) =D (Xi) =E ([Xi-E (Xi) ]2)，[0043]其中Xi表示第i个相分率计测量的截面含气率的时间序列，I ^ i ^ N, N为相分率计的个数，DO为方差函数，E O为期望函数。其次，流量计算模块204为每个相分率计测量的截面含气率Xi构造长期整体可靠度函数LFO，其中
权利要求1.一种湿气流量测量装置，其特征在于，包括管道、差压式流量测量器件、至少两个相分率计、和流量计算模块，其中差压式流量测量器件和所述至少两个相分率计分别安装在管道上，流量计算模块分别与所述至少两个相分率计和差压式流量测量器件连接，其中:差压式流量测量器件测量管道中湿气的总流量压差值ΛΡ ;所述至少两个相分率计分别测量管道中湿气的截面含气率；流量计算模块根据所述至少两个相分率计分别测量的截面含气率，计算截面含气率优化值GVFtjpt,并根据所述湿气的总流量压差值△ P和所述截面含气率优化值GVFtjpt,计算气体积流量率Qg和液体积流量率Qp
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述至少两个相分率计的轴线与管道的轴向相交且垂直。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，湿气流量测量装置还包括对气体积流量率Qg和液体积流量率Q1进行滑差修正的滑差修正模块。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少两个相分率计安装在管道的同一横截面上。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少两个相分率计安装在管道的不同横截面上。
专利摘要本实用新型公开一种湿气流量测量装置，其通过将差压式流量测量器件和所述至少两个相分率计分别安装在管道上，流量计算模块分别与所述至少两个相分率计和差压式流量测量器件连接。差压式流量测量器件测量管道中湿气的总流量压差值；所述至少两个相分率计分别测量管道中湿气的截面含气率；流量计算模块根据所述至少两个相分率计分别测量的截面含气率，计算截面含气率优化值，并根据所述湿气的总流量压差值和所述截面含气率优化值，计算气体积流量率和液体积流量率。由于通过冗余的相分率计检测管道中湿气的截面含气率，从而可以对气体积流量率和液体积流量率进行精确的测量，满足油气田生产计量要求，有助于油气藏管理改善和生产优化。
文档编号G01F5/00GK202748069SQ20122036053
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者陈继革 申请人:兰州海默科技股份有限公司