專(zhuān)利名稱(chēng)：螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及流量的測(cè)量裝置，尤其是一種螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)。
背景技術(shù)：
環(huán)形管多相流量計(jì)是一種結(jié)構(gòu)全新的多相流量?jī)x表。由于多相流動(dòng)及其影響因素的復(fù)雜性和隨機(jī)性，多相流的檢測(cè)技術(shù)是一個(gè)遠(yuǎn)未解決但具有普遍意義的問(wèn)題。管內(nèi)氣液兩相流的流型分布就有泡狀流、彈狀流、塞狀流、波狀流、層狀流、環(huán)狀流甚至核心流等，它們與來(lái)流速度、含氣率以及管道布置和現(xiàn)場(chǎng)條件等因素有關(guān)，而且流型之間的變化帶有隨機(jī)性和不確定性；油水兩相流隨雖然同為液相，對(duì)測(cè)量油水總流量問(wèn)題不大，但離精確測(cè)量相含率含有難度；對(duì)油氣田遇到的油、氣、水甚至油、氣、水、沙(固體顆粒)多相流，變化更為復(fù)雜。
目前采用的方法一般有傳統(tǒng)的單相流量?jī)x表和多相流測(cè)試模型組合的測(cè)量方法；或采用多傳感器組合的方法(如兩個(gè)不同類(lèi)型的流量計(jì)的組合、γ射線(xiàn)密度計(jì)與流量計(jì)的組合等)；或應(yīng)用近代新技術(shù)，如射線(xiàn)技術(shù)、激光技術(shù)、相關(guān)技術(shù)、過(guò)程層析成像技術(shù)等。普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資費(fèi)用高和使用不方便等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)。在環(huán)形管的不同位置安裝差壓傳感器和電導(dǎo)測(cè)試儀，通過(guò)測(cè)量各傳感器和電導(dǎo)的信號(hào)，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到總流量和分相流量。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下，它包括1)在多圈螺旋狀環(huán)形管的進(jìn)口第一圈水平直徑方向的上升段和下降段的對(duì)稱(chēng)管壁上分別開(kāi)有差壓取壓口，兩差壓取壓口分別由信號(hào)管與各自的第一、第二差壓傳感器相連；2)在多圈螺旋狀環(huán)形管的進(jìn)口第一圈垂直方向的兩管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口，兩差壓取壓口分別由信號(hào)管與第三差壓傳感器相連；3)在多圈螺旋狀環(huán)形管的出口最后一圈垂直方向的兩管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口，兩差取壓口分別由信號(hào)管與第四差壓傳感器相連；
還可在多圈螺旋狀環(huán)形管的出口最后一圈垂直方向的上端管中安裝環(huán)形測(cè)量電導(dǎo)的第一組電極，第一組電極與第一電導(dǎo)測(cè)量?jī)x連接；在多圈螺旋狀環(huán)形管的出口倒數(shù)第二圈垂直方向的下端管中安裝環(huán)形測(cè)量電導(dǎo)的第二組電極，第二組電極與第二電導(dǎo)測(cè)量?jī)x連接。
螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)，結(jié)構(gòu)上采用一多圈環(huán)形管使流體產(chǎn)生強(qiáng)迫旋流，在環(huán)形管的不同位置安裝差壓傳感器和電導(dǎo)測(cè)試儀。根據(jù)環(huán)形管上不同位置的內(nèi)外側(cè)差壓信號(hào)得到流量信號(hào)；根據(jù)差壓信號(hào)或電導(dǎo)信號(hào)或兩者組合得到多相流混相密度，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到總流量和分相流量。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1)儀表具有一體化，多參數(shù)檢測(cè)的特點(diǎn)，各參數(shù)之間的測(cè)量結(jié)果可以互補(bǔ)驗(yàn)證；2)該多相流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，投入費(fèi)用低，體積?。辉诙嘞嗔鳈z測(cè)儀表中尚無(wú)如此簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括1)在多圈螺旋狀環(huán)形管1的進(jìn)口第一圈水平直徑方向的上升段和下降段的對(duì)稱(chēng)管壁上分別開(kāi)有差壓取壓口11、7，兩差壓取壓口11、7分別由信號(hào)管與各自的第一、第二差壓傳感器2、6相連；2)在多圈螺旋狀環(huán)形管1的進(jìn)口第一圈垂直方向的兩管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口4、9，兩差壓取壓口4、9分別由信號(hào)管與第三差壓傳感器8相連；3)在多圈螺旋狀環(huán)形管1的出口最后一圈垂直方向的兩管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口12、13，兩差取壓口12、13分別由信號(hào)管與第四差壓傳感器10相連；還可在多圈螺旋狀環(huán)形管1的出口最后一圈垂直方向的上端管中安裝環(huán)形測(cè)量電導(dǎo)的第一組電極3，第一組電極3與第一電導(dǎo)測(cè)量?jī)x5連接；在多圈螺旋狀環(huán)形管1的出口倒數(shù)第二圈垂直方向的下端管中安裝環(huán)形測(cè)量電導(dǎo)的第二組電極15，第二組電極14與第二電導(dǎo)測(cè)量?jī)x14連接。
多圈螺旋狀環(huán)形管是不導(dǎo)電的圓環(huán)或不導(dǎo)電的橢圓環(huán)。多相流體流過(guò)環(huán)形管時(shí)，在11和7處的內(nèi)外取壓口之間將產(chǎn)生代表管內(nèi)流量信號(hào)的差壓，用差壓傳感器2和6分別測(cè)量得ΔP1和ΔP2；在環(huán)形管對(duì)稱(chēng)位置設(shè)計(jì)兩個(gè)差壓傳感器的目的，一是研究環(huán)形管上升段和下降段不同流動(dòng)狀態(tài)對(duì)流量測(cè)量的影響；二是在明確影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用兩個(gè)差壓信號(hào)計(jì)算流量，使結(jié)果更加精確和可靠，也便于微機(jī)處理后推廣應(yīng)用；在取壓口4與9之間和取壓口12和13之間將產(chǎn)生代表管內(nèi)流體混合密度信號(hào)的差壓，用差壓傳感器8和10分別測(cè)量得ΔP3和ΔP4。信號(hào)差壓ΔP3和ΔP4既包含了流量信號(hào)，又包含了液柱高度信號(hào)，處理后可得到多相流的綜合密度信號(hào)。對(duì)于氣液兩相流或油水兩相流，結(jié)合氣相和液相的密度，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得多相流總流量和分相流量。
在環(huán)形管出口環(huán)的上端截面(如圖1中A-A截面)或/和中間環(huán)下端截面(如圖1中B-B截面)處安裝有測(cè)量電導(dǎo)的電極3和電導(dǎo)測(cè)量?jī)x5。對(duì)于含水多相流(如氣水兩相流、油水兩相流及油氣水多相流等)流過(guò)環(huán)形管時(shí)，由于環(huán)形管的作用，流體趨于分層流動(dòng)，電導(dǎo)測(cè)量結(jié)果可較好地代表水含率結(jié)果。該結(jié)果既可驗(yàn)證混相密度以提高測(cè)量可靠性，又可結(jié)合差壓測(cè)量的混相密度結(jié)果估計(jì)油氣水多相流分相流量。
進(jìn)口截面處的流型和流動(dòng)狀態(tài)取決于來(lái)流，經(jīng)過(guò)多圈環(huán)形管強(qiáng)迫旋轉(zhuǎn)后，管內(nèi)流體將根據(jù)介質(zhì)密度的不同而逐步趨于分層流動(dòng)。分層的效果取決于來(lái)流速度，介質(zhì)密度差和環(huán)形管數(shù)目。電導(dǎo)檢測(cè)位置布置在出口環(huán)的上端截面的好處是該處經(jīng)過(guò)了更多的旋流環(huán)；而布置在中間環(huán)下端截面的好處是不論對(duì)氣水兩相流還是油水兩相流，水相所受的旋流離心力和重力方向一致，都趨于環(huán)形管外側(cè)。電導(dǎo)測(cè)量中兩測(cè)量電極的形式不作規(guī)定。
權(quán)利要求1.一種螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)，其特征在于1)在多圈螺旋狀環(huán)形管(1)的進(jìn)口第一圈水平直徑方向的上升段和下降段的對(duì)稱(chēng)管壁上分別開(kāi)有差壓取壓口(11、7)，兩差壓取壓口(11、7)分別由信號(hào)管與各自的第一、第二差壓傳感器(2、6)相連；2)在多圈螺旋狀環(huán)形管(1)的進(jìn)口第一圈垂直方向的兩管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口(4、9)，兩差壓取壓口(4、9)分別由信號(hào)管與第三差壓傳感器(8)相連；3)在多圈螺旋狀環(huán)形管(1)的出口最后一圈垂直方向的兩管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口(12、13)，兩差取壓口(12、13)分別由信號(hào)管與第四差壓傳感器(10)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)，其特征在于1)在多圈螺旋狀環(huán)形管(1)的出口最后一圈垂直方向的上端管中安裝環(huán)形測(cè)量電導(dǎo)的第一組電極(3)，第一組電極(3)與第一電導(dǎo)測(cè)量?jī)x(5)連接；2)在多圈螺旋狀環(huán)形管(1)的出口倒數(shù)第二圈垂直方向的下端管中安裝環(huán)形測(cè)量電導(dǎo)的第二組電極(15)，第二組電極(14)與第二電導(dǎo)測(cè)量?jī)x(14)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)，其特征在于所說(shuō)的多圈螺旋狀環(huán)形管(1)是不導(dǎo)電的圓環(huán)或不導(dǎo)電的橢圓環(huán)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種螺旋狀環(huán)形管多相流量計(jì)。在環(huán)形管的進(jìn)口第一圈水平直徑的上升段和下降段管壁上分別開(kāi)有差壓取壓口，與各自的差壓傳感器相連；在環(huán)形管進(jìn)口第一圈和出口最后一圈垂直方向的管壁中心分別開(kāi)有差壓取壓口，與各自的差壓傳感器連接；在環(huán)形管出口最后一圈垂直方向的上端管中和環(huán)形管的出口倒數(shù)第二圈垂直方向的下端管中分別安裝一組環(huán)形電極，與各自的電導(dǎo)測(cè)量?jī)x連接。采用多圈環(huán)形管使流體產(chǎn)生強(qiáng)迫旋流，在不同位置安裝差壓傳感器和電導(dǎo)測(cè)試儀，根據(jù)差壓或電導(dǎo)信號(hào)或兩者組合得到多相流混相密度，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到總流量和分相流量。
文檔編號(hào)G01F7/00GK2615641SQ0322934
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月9日
發(fā)明者梁國(guó)偉, 馮愛(ài)民, 張樹(shù)生, 鄭建光 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院