天然气水合物多相流流量测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种天然气领域测量装置，具体为天然气水合物多相流流量测量装置，包括差压变送器、第一引压管和第二引压管，第一引压管和第二引压管相互垂直，并固定在弯管处；差压变送器一端连第一引压管，另一端连第二引压管。第一引压管垂直于直管内流体来流方向，第二引压管平行于直管内流体来流方向；根据公式计算管输介质的体积流量：该测量装置，用于海洋天然气水合物固态流化开采实验系统中的气相、液相、三相混合介质的流量测定，为天然气水合物流动和传热特性以及海洋天然气水合物的储运研究提供依据。
【专利说明】
天然气水合物多相流流量测量装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种天然气领域测量装置，具体为天然气水合物多相流流量测量 装置。
【背景技术】
[0002] 天然气水合物，是由小分子烃类（主要是CH4)与水分子在低温和高压条件下依靠 范德华力形成的一种笼型晶体物质。理论上，Im 3的天然气水合物可释放164m3标准状态CH4 和0. Sm3的水。全球天然气水合物中蕴藏的甲烷量约为1.8-2.1XIO16Hi3，相当于全球已发现 的煤、石油、天然气等化石燃料中碳当量的两倍多。天然气水合物作为一种高效绿色的新能 源，被誉为"后石油时代"最有希望的战略资源，受到国内外的高度关注。
[0003] 目前，天然气水合物的研究尚处于实验阶段，而用于天然气水合物多相介质的流 量测量方法及装置较少，且存在测量装置复杂、精确度不高的问题。 【实用新型内容】
[0004] 针对上述技术问题，本实用新型提供一种针对天然气水合物多相介质的流量测量 方法及测量装置，主要应用在天然气水合物开采实验系统中的实验流量测量，
[0005] 天然气水合物多相流流量测量装置，包括差压变送器、第一引压管和第二引压管， 第一引压管和第二引压管相互垂直，并固定在弯管处;差压变送器一端连第一引压管，另一 端连第二引压管。
[0006] 天然气水合物多相流流量测量装置的测量方法：
[0007] 取直管稳流的横截面上的一点，记为点A，在A点将第一引压管和第二引压管相互 垂直固定;第一引压管垂直于直管内流体来流方向，第二引压管平行于直管内流体来流方 向；
[0008] 管掄介席的优葙流量.
[0009]
[00?0] uyi；且·目'?目miK，A 根引压管的压差八Ρ = Ρ2-Ρι，Ρι为第一弓丨压管所测得的 压力，内为第二引压管所测得的压力；
[0011] P为流体的密度，当管输介质为单相流体时，P为其在工况下的密度，当管输介质为 多相流体时，P为相对密度，由实验测量。
[0012] 在海洋天然气水合物固态流化开采试验系统中，整个管输回路处于恒温恒压的条 件下，且最大的介质流速为5m/s，估算出压差值的范围，从而选择满足量程要求的差压变送 器。
[0013] 本实用新型提供的天然气水合物多相流流量测量装置，用于海洋天然气水合物固 态流化开采实验系统中的气相、液相、三相混合介质的流量测定，通过测量管输多相介质的 流量这一基础变量，为天然气水合物流动和传热特性以及海洋天然气水合物的储运研究提 供依据，从而加快天然气水合物的工业化进程。
[0014] 说明书附图
[0015] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0016] 图2是实施例的海洋天然气水合物固态流化开采实验系统图。
【具体实施方式】
[0017] 结合实施例说明本实用新型的【具体实施方式】。本实施例均是基于海洋天然气水合 物固态流化开采实验系统中的不同循环回路介质的流量测量。
[0018] 实施例1
[0019] 如图1所示，天然气水合物多相流流量测量装置，包括差压变送器、第一引压管4和 第二引压管3,第一引压管4和第二引压管3相互垂直，并固定在弯管2处;差压变送器一端连 第一引压管4,另一端连第二引压管3。
[0020] 天然气水合物多相流流量测量装置的测量方法：
[0021] 取直管1稳流的横截面上的一点，记为点A，在A点将第一引压管4和第二引压管3相 互垂直固定:第一引压管4垂直于直管1内流体来流方向，第二引压管3平行于直管1内流体 来流方向；
[0022] 管綸介质的体葙流量，
[0023]
[0024I 且官i官退m2, Λ 引压管的压差Δ P = P2_Pi，Pi为第一引压管4所测得 的压力，p2为第二引压管3所测得的压力；
[0025] P为流体的密度，当管输介质为单相流体时，P为其在工况下的密度，当管输介质为 多相流体时，P为相对密度，由实验测量。
[0026] 具体的，如图2所示，基于海洋天然气水合物固态流化开采实验系统中的气循环回 路，相关参数：
[0027]工作介质：甲烷气体；
[0028] 管道工作压力：IOMPa;
[0029] 管道：φ 10.X Imm;
[0030] 引压管尺寸：φ 4 X I mm;
[0031] 引压管材质：06Cr9Nil0;
[0032] 差压变送器：Honeywe 11 ST3000 [0033] 差压变送器量程:0~IOOkPa;
[0034]天然气水合物多相流流量测量装置在气循环回路中直管（1)的弯头(2)处安装完 毕后，其测量流程如下：
[0035] (1)回路系统开启前，先将气循环回路中3个流量测量点处的差压变送器PDTlOl、 PDT102、PDT103 清零；
[0036] (2)回路系统开启后，待甲烷气体达到稳定输送时，读取3个流量测量点处的差压 变送器的压差值，分别记为Δ Ρι、Δ P2、Δ P3;
[0037] (3)计算流量：
[0038] 根据公式：
[0039]
[0040] 将ΔΡ2、AP3代入，便可计算出3个测量点处的流量分别为Qi、Q 2、Q3。
[0041] 其中P是甲烷的密度。
[0042] 实施例2
[0043] 基于海洋天然气水合物固态流化开采实验系统中的液循环回路，其相关参数如 下：
[0044] 工作介质:水；
[0045] 管道工作压力：IOMPa;
[0046] 管道：.(p25X3mm;
[0047] 引压管尺寸：φ 4Χ lmm;
[0048] 引压管材质：06Cr9Nil0;
[0049] 差压变送器:Honeywe 11 ST3000 [0050] 差压变送器量程:0~IOOkPa;
[0051]待流量测量装置在液循环回路中直管（1)的弯头(2)处安装完毕后，其测量流程如 下：
[0052] (1)回路系统开启前，先将H)T201、PDT202处的差压变送器清零；
[0053] (2)回路系统开启后，待水循环中的液体达到稳定输送时，读取数据，记为Δ P2；；
[0054] (3)计筧流量：
[0055]
[0056] 其中P是水的密度。即可分别求出流量测量点的体积流量Qi、Q2。
[0057] 实施例3
[0058]该例基于海洋天然气水合物固态流化开采实验系统中的三相混合介质循环回路， 其相关参数如下：
[0059]工作介质:天然气水合物 [0060] 管道工作压力：IOMPa;
[0061 ]管道:DN80;
[0062] 引压管尺寸:φ4 1mm，
[0063] 引压管材质：06Cr9Nil0;
[0064] 差压变送器：Honeywe 11 ST3000 [0065] 差压变送器量程:0~IOOkPa;
[0066] 待流量测量装置在三相混合介质循环回路中直管（1)的弯头(2)处安装完毕后，其 测量流程如下：
[0067] (1)回路系统开启前，先将roT501、PDT601、roT602、PDT603处的差压变送器清零；
[0068] (2)回路系统开启后，待天然气水合物达到稳定输送时，分别读取数据，记为Δ P1n A P2、Δ P3、Δ P4;
[0069] (3)计算流量；
[0070] 将差压变送器读取的压差值Δ Δ P2、Δ P3、Δ P4带入推导公式：
[0071]
[0072] 其中P是天然气水合物的相对密度，由实验测定。即可计算处流速测量点处的流量 分别是 Ql、Q2、Q3、Q4。
【主权项】
1.天然气水合物多相流流量测量装置，其特征在于，包括差压变送器、第一引压管和第 二引压管，第一引压管和第二引压管相互垂直，并固定在弯管处;差压变送器一端连第一引 压管，另一端连第二引压管。
【文档编号】G01F7/00GK205580539SQ201620390410
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】刘艳军, 唐孝蓉, 袁娇, 何霞, 黄志强, 赵金洲, 周守为, 李清平, 付强
【申请人】西南石油大学