氣液兩相計(jì)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氣液兩相計(jì)量裝置，包括氣液通管（1）、第一壓差變送器（4）和第二壓差變送器（5），所述氣液通管（1）管內(nèi)間距地設(shè)置有V錐節(jié)流件（2）和文丘里節(jié)流件（3），所述第一壓差變送器（4）與所述V錐節(jié)流件（2）連接，所述第二壓差變送器（5）與所述文丘里節(jié)流件（3）連接，所述V錐節(jié)流件（2）設(shè)置在所述氣液通管（1）的上流段，所述文丘里節(jié)流件（3）設(shè)置在所述氣液通管（1）的下流段。本發(fā)明通過(guò)在氣液通管內(nèi)設(shè)置V錐節(jié)流件和文丘里節(jié)流件，并且V錐節(jié)流件和文丘里節(jié)流件分別與一個(gè)差壓變送器連接，從而解決了天然氣單井計(jì)量工藝中氣液計(jì)量需要分離后單獨(dú)計(jì)量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了天然氣單井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的不分離在線連續(xù)計(jì)量。
【專利說(shuō)明】氣液兩相計(jì)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)量設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種氣液兩相計(jì)量裝置，主要用于天然氣生產(chǎn)過(guò)程中氣液不分離情況下的產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的實(shí)時(shí)在線測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣生產(chǎn)過(guò)程中，氣井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量是氣田生產(chǎn)管理的重要數(shù)據(jù)之一，既是制定生產(chǎn)工藝、確定生產(chǎn)流程和生產(chǎn)管理方式的重要依據(jù)，也是優(yōu)化氣田配產(chǎn)、確保氣藏合理開(kāi)采的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0003]天然氣單井產(chǎn)量的計(jì)量屬于兩相或多相流的計(jì)量，濕氣計(jì)量多采用的是單相儀表組合的測(cè)量方法，對(duì)工況變化的適應(yīng)性不強(qiáng)。目前，天然氣單井計(jì)量工藝分為站內(nèi)分離計(jì)量和井口在線計(jì)量工藝兩種，所采用的計(jì)量裝置均為單相流計(jì)量裝置，各種計(jì)量工藝中，最準(zhǔn)確的方法仍是采用傳統(tǒng)的分離技術(shù)，將各相分離后單獨(dú)計(jì)量。
[0004]以國(guó)內(nèi)某氣田的實(shí)踐為例，天然氣單井產(chǎn)量的計(jì)量主要分為站內(nèi)分離計(jì)量和井口在線計(jì)量。站內(nèi)分離計(jì)量工藝所采用的裝置主要包括分離器、孔板流量計(jì)、電動(dòng)球閥等，單井來(lái)氣經(jīng)過(guò)節(jié)流降壓后進(jìn)入分離器進(jìn)行分離，分離后的單相氣體經(jīng)孔板流量計(jì)計(jì)量，產(chǎn)出液根據(jù)分離器排液電動(dòng)球閥的開(kāi)關(guān)次數(shù)進(jìn)行估算，氣體計(jì)量為干氣計(jì)量，計(jì)量精度高。井口在線計(jì)量采用的是智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì)，將氣井產(chǎn)出物的計(jì)量等效為單相氣體的計(jì)量，忽略了產(chǎn)出液對(duì)計(jì)量精度的影響，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
[0005]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題:無(wú)論是站內(nèi)分離計(jì)量工藝，還是井口在線計(jì)量工藝，均不能有效的計(jì)量天然氣井的產(chǎn)液量。其中，站內(nèi)分離計(jì)量工藝采用的分離器排液電動(dòng)球閥開(kāi)關(guān)次數(shù)估算產(chǎn)液量，由于電動(dòng)球閥每次打開(kāi)到關(guān)閉所排出的液體不盡相同，導(dǎo)致單井產(chǎn)液量計(jì)量誤差大；井口在線計(jì)量工藝更是忽略了氣井產(chǎn)液的計(jì)量，由于液相的存在導(dǎo)致氣相的實(shí)際流速增大，再加上氣液兩相之間復(fù)雜的相互作用使的氣量實(shí)際測(cè)量差值偏高，導(dǎo)致了單井產(chǎn)氣量的計(jì)量誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣液兩相計(jì)量裝置，主要用于天然氣單井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量計(jì)量的在線計(jì)量，打破傳統(tǒng)的天然氣先分離后計(jì)量的工藝模式，實(shí)現(xiàn)天然氣單井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的不分離在線連續(xù)計(jì)量。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供了一種氣液兩相計(jì)量裝置，包括氣液通管、第一壓差變送器和第二壓差變送器，所述氣液通管管內(nèi)間距地設(shè)置有V錐節(jié)流件和文丘里節(jié)流件，所述第一壓差變送器與所述V錐節(jié)流件連接，所述第二壓差變送器與所述文丘里節(jié)流件連接，所述V錐節(jié)流件設(shè)置在所述氣液通管的上流段，所述文丘里節(jié)流件設(shè)置在所述氣液通管的下流段。在氣液通管管內(nèi)設(shè)置V錐節(jié)流件即可以基于流動(dòng)連續(xù)性原理和伯努利方程來(lái)計(jì)算流經(jīng)氣液通管內(nèi)的氣體和液體的流量，測(cè)量的精確度和穩(wěn)定性很高。在氣液通管管內(nèi)設(shè)置文丘里節(jié)流件解決了低壓、大管徑、低流速的氣液混合流體測(cè)量的精確度，該文丘里節(jié)流件為內(nèi)藏式文丘里管。
[0008]進(jìn)一步地，所述V錐節(jié)流件懸設(shè)在所述氣液通管的管芯處，所述V錐節(jié)流件外周與所述氣液通管內(nèi)壁之間為間隙設(shè)置。
[0009]進(jìn)一步地，所述文丘里節(jié)流件外周為圓柱形，所述文丘里節(jié)流件外周與所述氣液通管內(nèi)壁之間緊貼設(shè)置。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一壓差變送器具有第一氣管和第二氣管，所述第一氣管與所述氣液通管連通，所述第二氣管與所述V錐節(jié)流件的內(nèi)管連通。
[0011]進(jìn)一步地，所述第二壓差變送器具有第三氣管和第四氣管，所述第三氣管與所述氣液通管連通，所述第四氣管與所述文丘里節(jié)流件的內(nèi)管連通。
[0012]進(jìn)一步地，所述V錐節(jié)流件與所述氣液通管的第一端之間為第一紊流直管段，所述V錐節(jié)流件與所述文丘里節(jié)流件之間為第二紊流直管段，所述文丘里節(jié)流件與所述氣液通管的第二端之間為第三紊流直管段。
[0013]進(jìn)一步地，所述第一紊流直管段處設(shè)置有壓力變送器，所述壓力變送器與所述氣液通管連通。
[0014]進(jìn)一步地，所述第三紊流直管段處設(shè)置有溫度變送器，所述溫度變送器有探頭伸入到所述氣液通管內(nèi)。
[0015]進(jìn)一步地，所述氣液兩相計(jì)量裝置還包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述V錐節(jié)流件、所述文丘里節(jié)流件、所述壓力變送器和所述溫度變送器與所述計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0017]通過(guò)在氣液通管內(nèi)設(shè)置V錐節(jié)流件和文丘里節(jié)流件，并且V錐節(jié)流件和文丘里節(jié)流件分別與一個(gè)差壓變送器連接，從而解決了天然氣單井計(jì)量工藝中氣液計(jì)量需要分離后單獨(dú)計(jì)量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了天然氣單井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量的不分離在線連續(xù)計(jì)量；實(shí)現(xiàn)了單井日產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量自動(dòng)運(yùn)算，能夠二十四小時(shí)自動(dòng)循環(huán)清零、儲(chǔ)存，解決了氣田單井分離計(jì)量工藝需要人工切換計(jì)量流程和計(jì)算報(bào)表的問(wèn)題。另一方面，該氣液兩相計(jì)量裝置的計(jì)量精度高，經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)，在線計(jì)量產(chǎn)氣量誤差±5%，產(chǎn)液量誤差±10%。最后，該氣液兩相計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的氣液兩相計(jì)量裝置流程示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的氣液兩相計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。[0022]實(shí)施例
[0023]本實(shí)施例提供了一種氣液兩相計(jì)量裝置,參見(jiàn)圖1和圖2,該氣液兩相計(jì)量裝置包括氣液通管1、第一壓差變送器4和第二壓差變送器5，該氣液通管I為圓筒狀的管體，氣液通管I具有進(jìn)氣液流體的第一端11和排出氣液流體的第二端12，在第一端11和第二端12的端緣上分別設(shè)置有安裝法蘭，使用時(shí)，將該氣液兩相計(jì)量裝置通過(guò)安裝法蘭固定在集氣站內(nèi)加熱爐出口的天然氣管線上即可。
[0024]在氣液通管I管內(nèi)間距地設(shè)置有V錐節(jié)流件2和文丘里節(jié)流件3，該V錐節(jié)流件2和文丘里節(jié)流件3均為單相流量計(jì)，即在氣液通管I管內(nèi)串聯(lián)單相流量計(jì)V錐節(jié)流件2和文丘里節(jié)流件3。V錐節(jié)流件2設(shè)置在氣液通管I的上流段，文丘里節(jié)流件3設(shè)置在氣液通管I的下流段。這樣，可以利用這兩個(gè)單相流量計(jì)在相同條件下對(duì)濕氣的響應(yīng)特性不同，從而建立相應(yīng)的濕氣關(guān)聯(lián)式，聯(lián)立求解得到氣液兩相的流量。
[0025]第一壓差變送器4和第二壓差變送器5均設(shè)置在氣液通管I的外部，并且均具有氣管與氣液通管I連通，其中，第一壓差變送器4與V錐節(jié)流件2連接，第二壓差變送器5與文丘里節(jié)流件3連接。具體地，第一壓差變送器4具有第一氣管41和第二氣管42，第一氣管41與氣液通管I連通，第二氣管42與V錐節(jié)流件2的內(nèi)管連通，第一氣管41設(shè)置在第二氣管42之前，即第一氣管41離氣液通管I的第一端11的距離比第二氣管42離氣液通管I的第一端11的距離近。V錐節(jié)流件2通過(guò)第二氣管42設(shè)置在氣液通管I的軸芯處。當(dāng)氣液混合流體在流經(jīng)V錐節(jié)流件2時(shí)，氣液混合流體在V錐節(jié)流件2的前后形成壓強(qiáng)差，第一壓差變送器4即用于測(cè)量氣液混合流體在流經(jīng)V錐節(jié)流件2前后處的壓差。第二壓差變送器5具有第三氣管51和第四氣管52，第三氣管51與氣液通管I連通，第四氣管52與文丘里節(jié)流件3的內(nèi)管連通，第三氣管51設(shè)置在第四氣管52之前，當(dāng)氣液混合流體流經(jīng)文丘里節(jié)流件3時(shí)，在文丘里節(jié)流件3的前方和文丘里節(jié)流件3的喉道處形成壓差，第二壓差變送器5即用于測(cè)量該兩處的壓差大小。
[0026]優(yōu)選地，V錐節(jié)流件2懸設(shè)在氣液通管I的管芯處，V錐節(jié)流件2外周與氣液通管I內(nèi)壁之間為間隙設(shè)置。具體地，第二氣管42穿過(guò)氣液通管I的管壁，并且第二氣管42的一端深入到氣液通管I的軸心處，V錐節(jié)流件2固定于第二氣管42的深入到氣液通管I軸心處的那一端上。文丘里節(jié)流件3外周為圓柱形，文丘里節(jié)流件3的外周直徑稍微大于或者等于氣液通管I的內(nèi)徑，文丘里節(jié)流件3外周與氣液通管I內(nèi)壁之間緊貼設(shè)置。
[0027]V錐節(jié)流件2與氣液通管I的第一端11之間為第一紊流直管段13，V錐節(jié)流件2與文丘里節(jié)流件3之間為第二紊流直管段14，文丘里節(jié)流件3與氣液通管I的第二端12之間為第三紊流直管段15。即氣液混合流體進(jìn)入到氣液通管I內(nèi)后，經(jīng)過(guò)第一紊流直管段13后通過(guò)V錐節(jié)流件2，再經(jīng)過(guò)第二紊流直管段14后通過(guò)文丘里節(jié)流件3，這樣使得氣液混合流體在通過(guò)V錐節(jié)流件2和文丘里節(jié)流件3之前經(jīng)過(guò)充分的紊流，使氣液更充分的混合，即氣液分布更加均勻。
[0028]在第一紊流直管段13處的氣液通管I外部設(shè)置有壓力變送器6，該壓力變送器6通過(guò)氣管與氣液通管I連通，從而壓力變送器6測(cè)量流經(jīng)氣液通管I該處的氣液混合流體的壓力。在第三紊流直管段15處設(shè)置有溫度變送器7，該溫度變送器7有探頭伸入到氣液通管I內(nèi)，溫度變送器7測(cè)量流經(jīng)氣液通管I內(nèi)的氣液混合流體的溫度。
[0029]在該氣液兩相計(jì)量裝置的控制室或者操控處設(shè)置有計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)8，V錐節(jié)流件2、文丘里節(jié)流件3、壓力變送器6和溫度變送器7均與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)8通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。V錐節(jié)流件2、文丘里節(jié)流件3、壓力變送器6和溫度變送器7通過(guò)數(shù)據(jù)線將采集到的信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理系統(tǒng)8，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)8通過(guò)專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能夠自動(dòng)地計(jì)算出被測(cè)井的瞬時(shí)產(chǎn)氣量、瞬時(shí)產(chǎn)液量、累計(jì)產(chǎn)氣量和累計(jì)產(chǎn)液量。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣液兩相計(jì)量裝置，包括氣液通管(I)，其特征在于，所述氣液通管(I)管內(nèi)間距地設(shè)置有V錐節(jié)流件(2)和文丘里節(jié)流件(3)； 所述氣液兩相計(jì)量裝置還包括第一壓差變送器(4)和第二壓差變送器(5)，所述第一壓差變送器(4 )與所述V錐節(jié)流件(2 )連接，所述第二壓差變送器(5 )與所述文丘里節(jié)流件(3)連接； 所述V錐節(jié)流件(2 )設(shè)置在所述氣液通管(I)的上流段，所述文丘里節(jié)流件(3 )設(shè)置在所述氣液通管(I)的下流段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述V錐節(jié)流件(2)懸設(shè)在所述氣液通管(I)的管芯處，所述V錐節(jié)流件(2)外周與所述氣液通管(I)內(nèi)壁之間為間隙設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述文丘里節(jié)流件(3)外周為圓柱形，所述文丘里節(jié)流件(3)外周與所述氣液通管(I)內(nèi)壁之間緊貼設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述第一壓差變送器(4)具有第一氣管(41)和第二氣管(42)，所述第一氣管(41)與所述氣液通管(I)連通，所述第二氣管(42)與所述V錐節(jié)流件(2)的內(nèi)管連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述第二壓差變送器(5)具有第三氣管(51)和第四氣管(52)，所述第三氣管(51)與所述氣液通管(I)連通，所述第四氣管(52)與所述文丘里節(jié)流件(3)的內(nèi)管連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述V錐節(jié)流件(2)與所述氣液通管(I)的第一端(11)之間為第一紊流直管段(13)，所述V錐節(jié)流件(2)與所述文丘里節(jié)流件(3)之間為第二紊流直管段(14)，所述文丘里節(jié)流件(3)與所述氣液通管(I)的第二端(12)之間為第三紊流直管段(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述第一紊流直管段(13)處設(shè)置有壓力變送器(6 )，所述壓力變送器(6 )與所述氣液通管(I)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述第三紊流直管段(15)處設(shè)置有溫度變送器(7 )，所述溫度變送器(7 )有探頭伸入到所述氣液通管(I)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的氣液兩相計(jì)量裝置，其特征在于，所述氣液兩相計(jì)量裝置還包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(8)，所述V錐節(jié)流件(2)、所述文丘里節(jié)流件(3)、所述壓力變送器(6)和所述溫度變送器(7)與所述計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(8)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK103670368SQ201210348340
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】張春濤, 朱天壽, 穆謙益, 黃天虎, 徐梅贊, 白曉紅, 趙曉龍, 于世春, 邱奇, 李明江, 李珍, 邱亮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司