專利名稱：一種多相流流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油水氣多相流流量計(jì)量的儀器儀表。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著客戶需求及石油工業(yè)生產(chǎn)與輸運(yùn)條件的提升，油水氣多相流量計(jì)的產(chǎn)學(xué)研水平都在不斷提高。用戶對(duì)油氣水流量的穩(wěn)定精確定量監(jiān)測(cè)有了更高要求。從油井開(kāi)采出的原油，是油、水、天然氣等多相介質(zhì)組成的混合物，處理這種混合物首先要進(jìn)行氣液分離，剩下的油水混合液體經(jīng)脫水處理后得到含水率很低的成品油進(jìn)行外輸或銷售。在原油氣液分離、脫水處理等一系列生產(chǎn)活動(dòng)中，需要及時(shí)準(zhǔn)確地掌握原油中各相物質(zhì)的含率情況及流量，以便控制生產(chǎn)過(guò)程，保證生產(chǎn)出合格的成品原油。因此，原油各相流量指標(biāo)是石化行業(yè)石油采集、提煉及運(yùn)輸過(guò)程中一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)原油進(jìn)行油、氣、水三相流量的準(zhǔn)確在線檢測(cè)在原油生產(chǎn)、貿(mào)易中有著重要作用。傳統(tǒng)三相計(jì)量方法，不論是直接在線式，還是先進(jìn)行氣液兩相分離的部分分離式(如CN200720032795，CN200920032689)，針對(duì)各相含率測(cè)量，均是采用容積法、密度法、射線法、差壓法測(cè)量出氣相含率，結(jié)合電容、密度、微波法、差壓法或射線法進(jìn)一步計(jì)算出油和水的比例(如CN1112677, CN1186236, CN1789969, CN2359692, CN86105543A, CN2359692Y,CN1086602A, CN2383068Y)。以上含率測(cè)試除射線法，均屬于接觸測(cè)量，由于原油腐蝕性較強(qiáng)，結(jié)垢、結(jié)蠟嚴(yán)重，對(duì)常用材料有明顯腐蝕，另外管道內(nèi)部溫度較高，壓力很大，這些均對(duì)接觸器件的耐腐性、耐溫耐壓性等提出了要求，一些接觸式儀表長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性差。而傳統(tǒng)射線法利用241Am、133Ba、137Cs等放射源發(fā)出的、射線，能量單一，輻射危害持續(xù)存在，且存在貯源、倒源時(shí)的操作風(fēng)險(xiǎn)。測(cè)得各相含率后，傳統(tǒng)三相計(jì)量裝置或者采用互相關(guān)算法和滑差模型計(jì)算各相流速?gòu)亩玫搅髁?，或者采用各式流量?jì)(氣體渦流流量計(jì)、皮囊流量計(jì)、容積式流量計(jì)，文丘里流量計(jì)等)并結(jié)合各相含率獲得各相流量。目前所有多相流計(jì)量裝置中，沒(méi)有完全利用無(wú)接觸式方式，通過(guò)含率和流速直接進(jìn)行流量計(jì)量的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種完全實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸式的多相流流量計(jì)，以用于油、水、氣多相流流量計(jì)量，其對(duì)含率與流速測(cè)量均與樣品無(wú)接觸。本發(fā)明提供的多相流流量計(jì)，包括各相含率測(cè)量裝置和多相流速測(cè)量裝置，所述各相含率測(cè)量裝置包括能夠向多相流體中發(fā)射不同能量X射線的發(fā)射裝置、探測(cè)從所述多相流體中出射的X射線的探測(cè)含率用探測(cè)器以及能夠根據(jù)X射線的衰減與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率的處理器，所述處理器連接所述探測(cè)器。優(yōu)選地，所述多相流速測(cè)量裝置包括能夠?qū)λ龆嘞嗔髂程卣鼽c(diǎn)在一段路徑內(nèi)采集兩次出射X射線的閃爍體探測(cè)器陣列，所述多相流速測(cè)量裝置能夠?qū)纱尾杉某錾湫盘?hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，找出兩次采集信號(hào)的渡越時(shí)間，進(jìn)而計(jì)算出特征點(diǎn)的速度，即獲得流速。
更優(yōu)選地，所述相關(guān)運(yùn)算的相關(guān)函數(shù)如下:
權(quán)利要求
1.一種多相流流量計(jì)，包括各相含率測(cè)量裝置和多相流速測(cè)量裝置，其特征在于，所述各相含率測(cè)量裝置包括能夠向多相流體中發(fā)射不同能量X射線的發(fā)射裝置、探測(cè)從所述多相流體中出射的X射線的探測(cè)含率用探測(cè)器以及能夠根據(jù)X射線的衰減與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率的處理器，所述處理器連接所述探測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相流流量計(jì)，其特征在于，所述多相流速測(cè)量裝置包括能夠?qū)λ龆嘞嗔髂程卣鼽c(diǎn)在一段路徑內(nèi)采集兩次出射X射線的閃爍體探測(cè)器陣列，所述多相流速測(cè)量裝置能夠?qū)纱尾杉某錾湫盘?hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，找出兩次采集信號(hào)的渡越時(shí)間，進(jìn)而計(jì)算出特征點(diǎn)的速度，即獲得流速。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多相流流量計(jì)，其特征在于，所述相關(guān)運(yùn)算的相關(guān)函數(shù)如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相流流量計(jì)，其特征在于，根據(jù)X射線的衰減與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率的方法如下:在油水質(zhì)量衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)母吣苄盘?hào)區(qū)，出射信號(hào)強(qiáng)度與多相流中液體含量直接相關(guān)，通過(guò)高能信號(hào)的衰減與氣液含率變化的對(duì)應(yīng)標(biāo)定出氣液比例；在油水質(zhì)量衰減系數(shù)明顯不同的低能信號(hào)區(qū)，出射信號(hào)強(qiáng)度與混合物中油水比例相關(guān)，通過(guò)低能信號(hào)的衰減與油水含率變化的對(duì)應(yīng)標(biāo)定出某固定液相質(zhì)量高度中的油水比例，同時(shí)結(jié)合高低能區(qū)兩組數(shù)據(jù)，得出完整的三相含率結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多 相流流量計(jì)，其特征在于，油水質(zhì)量衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)母吣苄盘?hào)區(qū)為90keV以上的高能信號(hào)區(qū)；油水質(zhì)量衰減系數(shù)不同的低能信號(hào)區(qū)為65keV以下的低能信號(hào)區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相流流量計(jì)，其特征在于，所述探測(cè)含率用探測(cè)器為半導(dǎo)體探測(cè)器。
7.多相流各相含率測(cè)量裝置，其特征在于，包括能夠向多相流體中發(fā)射不同能量X射線的發(fā)射裝置、探測(cè)從所述多相流體中出射的X射線的探測(cè)器以及能夠根據(jù)X射線的衰減與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率的處理器，所述處理器連接所述探測(cè)器。
8.多相流各相含率測(cè)量方法，其特征在于，向多相流體中發(fā)射不同能量X射線的發(fā)射裝置、探測(cè)從所述多相流體中出射X射線，根據(jù)X射線的衰減與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多相流各相含率測(cè)量方法，其特征在于，根據(jù)X射線的衰減與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率的方法如下:存在油水質(zhì)量衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)母吣苄盘?hào)區(qū)，此時(shí)出射信號(hào)強(qiáng)度與多相流中液體含量直接相關(guān)，能夠通過(guò)高能信號(hào)的衰減與氣液含率變化的對(duì)應(yīng)標(biāo)定出氣液比例；也存在油水質(zhì)量衰減系數(shù)明顯不同的低能信號(hào)區(qū)，出射信號(hào)強(qiáng)度與混合物中油水比例相關(guān)，能夠通過(guò)低能信號(hào)的衰減與油水含率變化的對(duì)應(yīng)標(biāo)定出某固定液相質(zhì)量高度中的油水比例，同時(shí)結(jié)合高低能區(qū)兩組數(shù)據(jù)，得出完整的三相含率結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多相流流量計(jì)，包括各相含率測(cè)量裝置和多相流速測(cè)量裝置，所述各相含率測(cè)量裝置包括能夠向多相流體中發(fā)射不同能量X射線的發(fā)射裝置、探測(cè)從所述多相流體中出射X射線的探測(cè)器以及能夠根據(jù)X射線的衰減系數(shù)與液體含量和油水比例的相關(guān)性而計(jì)算各相含率的處理器，所述處理器連接所述探測(cè)器。本發(fā)明提供的多相流流量計(jì)能夠用于油、水、氣多相流流量計(jì)量，能夠完全實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)量。
文檔編號(hào)G01P5/18GK103076057SQ201310003740
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者賀江林, 曹建, 倪孝祿 申請(qǐng)人:北京乾達(dá)源科技有限公司