多相流测量

多相计量

多相流量计在海洋石油工程中的应用 【摘要】油气分离计量是油气集输的首要任务。本文从油气分离计量设备出发，从理论上分析了重力分离、折流分离、离心分离三种分离方法，进而探讨了油气分离计量设备在油气集输中的应用，以供参考。 【关键词】油气分离与计量设备油气集输应用 1 背景 为了油井计量和油藏动态管理，确定最佳产量和油田开采时间，油藏工程师要求经常监视单井动态，掌握单口油井的产量，包括每口油井的产油量、产水量和产气量。传统做法是将油井产出液经计量分离器分离成油相、水相和气相，再采用各单相测量仪表或装置测量获得三组分的各自含量，然后再混合输送到泵站进行生产处理，系统的质量和体积都较大，给设计和施工增加了很大难度。特别是随着近年油气开发向海洋、沙漠和极地等地区发展，以及所开发的油田油层更深、油质更重的特点，造成油田开发成本不断上升，石油工业界对新的开采技术的需求日益迫切，多相计量技术正是在这种背景下应运而生的。 2 油气分离计量设备及工作原理 从目前来看，油气分离设备种类较多。按照功能进行划分，可分为两种：水油气三相分离器、油气两相分离器；按照形状可分为三种：立式分离器、卧式分离器。目前，比较普遍的为卧式两相分离器。主要是因为该分离器的分离效果好，成本较低，便于检修和安装。其缺点是占地面积比较大，且排污比较困难，需要配备好排污设备。 现介绍一种组合式的小型油气分离计量装置。在大庆、长庆、哈萨克斯坦布扎奇等油田投入使用，均运行了三年以上，运行良好。该装置用于单井（油井采出液不分离）、油气汇管（气、液混输）等任何流型或流态的油水气二相在线实时计量，尤其适用于间歇来液、气液变化比较大的油井计量；是沙漠油田、海上油田和移动测井等多相流计量的理想装置。2.1 结构 油气分离计量设备主要由分离器、稳流器、捕集器、混合器、计量仪表与电控元件组成，工作原理如图1所示。 2.2 原理 2.2.1分离器 一般采用离心分离。由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起旋转流动时，液体受到的离心力大于气体，所以液体有离心分离的倾向，液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，从而实现气液分离。离心分离方法是一种辅助方法，一般安装于重力式分离器入口处，作为离心分离的分流器，将天然气、原油分开。 2.2.2稳流器

多相流物性计算

原油密度计算公式分析与评价 摘要：随着油气田的勘探开发逐渐转移到海洋、沙摸、极地等自然环境恶劣的地区，多相流技术得到了越来越广泛的应用。而物性参数是多相流分析的基础。不论采用何种分析模型，都要用到诸多热物性参数。其中，原油密度是油气输送过程中最基础又是最重要的物性参数，对于分析和研究多相流具有重要意义。本文比较分析在不同状态条件下原油密度的计算公式，为研究多相流技术做好必要的准备。 关键词 原油密度 脱气原油 溶气原油 1 引言 进入21世纪以来，随着中国东部和西部地区油气田的进一步开发和国外油气资源的引入，我国油气管输技术有了很大的发展。其中，多相流技术在国民经济和人类生活中的地位日益重要。确实在实际的输送过程中，输送的流体多数情况下是多相流，为了建立较为合理的模型，在各种模型下计算流体的各物性参数，为工程设计提供数据。而原油密度是油气输送过程中最基础的物性参数。原油密度计算分为脱气原油密度计算和溶气原油密度计算。 2 原油密度计算 2.1 脱气原油密度计算 2.1.1 简单查表计算方法 如果已知20℃原油的密度，在20℃±5℃温度范围内可用下式计算： (2.1) 式中：ρt ——温度为t ℃时的原油密度，kg/m 3； ρ20——温度为20℃时的原油密度，kg/m 3； α——原油平均密度温度系数，kg/m 3.℃； t ——原油的实际温度，℃。 α的值从表1-1中查得。 表1-1 原油平均密度温度系数 )20(20t --=t αρρ

上式算出的值不精确而且适用温度窄，虽然可以满足一般的工程计算，但不适用 交接计量和销售计算。 【1】 2.1.2 精确计算方法 如果已知20℃原油的密度，则0～50℃内的密度可以按下面的公式计算： (2.2) 式中：ρt ——温度为t ℃时的原油密度，kg/m 3； ρ20——温度为20℃时的原油密度，kg/m 3； t ——原油的实际温度，℃。 ξ——温度系数，kg/m 3.℃。 (2.3) 在20～120℃范围内原油的密度为： 20 1(20) t t ρρα= +- (2.4) 当0.78≤20ρ≤0.86时 3320(3.083 2.63810)10αρ--=-? 当0.86≤20ρ≤0.96时 3320(2.513 1.97510)10αρ--=-? 精确计算方法给出了直接的表达式，只要给出一定的条件，就能精确的计算原油的密度，误差相对较小，两种计算方法大体相同，主要区别点在于温度系数的处理上。 2.2溶气原油密度计算 溶气原油密度按下式计算 (2.5) 式中： ρo ——脱气原油密度，kg/m 3； ρa ——工程标准状态下空气的密度，kg/m 3； Δgs ——溶入的天然气相对于工程标准状态下空气的相对密度； o ?—— 脱气原油对水的相对密度。 3 结论 )20(20t --=t ξρρ)(1a gs s o ' o ρρρ?+=R B 20 00132.0828.1ρξ-=43818 .408779.4)00393.000379.0(o o s gs +?--?=?R

多相流检测技术

天津大学本科课程描述 学院：电气与自动化工程学院专业名称：自动化 本科课程信息 课程名称：多相流检测技术课程编号：2030412 学分： 1 学时：16 课程描述： 本课程首先介绍多相流基本流动现象及流动模型，然后，重点讲授多相流流动参数传感器设计及其流量测量模型建立。授课内容包括：1). 两相流流型及流动模型；2). 两相流相含率测量方法； 3). 两相流差压式流量测量方法；4). 两相流速度式流量测量方法； 5). 两相流相关流量测量方法；6). 两相流流动参数软测量方法。 教材与主要参考资料： [1].《多相流检测技术》，金宁德编著，自编讲义，2011年。 [2].《两相流参数检测及应用》，李海青等编著，浙江大学出版社， 1991年。 [3].《Handbook of Multiphase Systems》, Hetsroni. G, Hemisphere-McGraw Hill, 1982.

Course Description School: School of Electrical Engineering and Automation Major:Automation Information of undergraduate courses: Title: Measurement Techniques for Multiphase Flow Code: 2030412 Credit points: 1 Hours: 16 Course Description: We first in this course introduce the basic flow phenomena and flow model of multiphase flow, then we emphasize on the probe design and flow measurement model used for measuring multiphase flow parameters. The teaching contents include as follows: 1).flow pattern and flow model of two-phase flow; 2). p hase volume fraction measurement of two-phase flow; 3).t wo-phase flow measurement by using differential pressure method; 4). t wo-phase flow measurement by using velocity type method; 5). two-phase flow measurement by using cross-correlation method; 6). soft-measurement of two-phase flow parameter. Text-Book & Additional Readings: [1]. Measurement Techniques for Multiphase Flow, Jin Ningde, Lecture notes, 2011. [2]. Measurements & Applications of Two-phase Flow Parameters, Li Haiqing, Zhejiang University Press, 1991. [3].Handbook of Multiphase Systems, Hetsroni. G, Hemisphere McGraw Hill, 1982.

油井多相流计量技术研究进展

第6卷 第2期 数 码 设 计 Vol.6 No.2 2017年 PEAK DATA SCIENCE 2017 收稿日期：2016-11-13；修回日期：2016-12-25。 作者简介：张丝雨(1993-)，女，天津，硕士研究生，主要研究方向：采油工程及工业计量。 DOI ：10.19551/https://www.360docs.net/doc/1912796089.html,ki.issn1672-9129.2017.02.04 油井多相流计量技术研究进展 张丝雨1*，Henry Miao 2,3，吴浩达1，檀晨3 (1.中国石油大学（北京），北京昌平，102249；2. Rally Industries Group Inc. , Calgary, Alberta, Canada ；3.安徽中控仪表有限公司，安徽池 州，247210) 摘要：多相流计量技术研究近年来发展迅速。油田作为多相流计量技术应用的重点领域，面临油气水三相流体，多相流的计量一直是油井产量计量研究中的热点和难点问题。本文调研了国内外多相流计量技术的研究及应用概况，介绍了多相流的计量技术原理、测试和评估等，并对其存在问题和发展趋势作了简要阐述，为更好地研制低成本、高精度的智能化油井多相流在线计量系统提供技术思路和具体方法。 关键词：多相流；在线计量；分相测试；虚拟计量；发展趋势 中图分类号：TP3 文献标志码: A 文章编号：1672-9129(2017)02-0021-07 Research Progress on Multiphase Flow Measurement Technology of Oil Wells ZHANG Siyu 1*, Henry Miao 2, 3, WU Haoda 1, TAN Chen 3 (1.College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China;2.Rally Industries Group Inc. , Calgary, Alberta, Canada;3. Anhui FirstCon Instrument Co., Ltd, Anhui247210, China) Abstract ：The research of multiphase flow measurement technology has developed rapidly in recent years. As the key field of multiphase flow measurement technology, facing with three phases of oil, gas and water, the measurement of multiphase flow has been a difficult issue in the research of oil production. This paper investigates the research and application of multiphase flow measurement technology, introduces its principle, measurement and evaluation. The existing problems and development trend are briefly described, and the technical ideas and specific methods for the development of intelligent and low cost multiphase flow measurement system for oil well are presented. Keywords ：multiphase flow; online measurement; multiphase test ; virtual measurement; developing trend 引用：张丝雨, Henry Miao, 吴浩达, 等. 油井多相流计量技术研究进展[J]. 数码设计, 2017, 6(2): 21-27. Cite ：Zhang Siyu, Henry Miao, Wu Haoda, et al. Research Progress on Multiphase Flow Measurement Technology of Oil Wells [J]. Peak Data Science, 2017, 6(2): 21-27. 引言 在原油开采过程中，需要对油井产出液中各组分的体积流量或质量流量进行连续的计量，以确定各油井的原油、天然气产量，掌握地层油气含量及地层结构的变化。通过提供的实时计量数据，可为生产管理提供参考，从而优化生产参数、提高采收率[1]。传统的分离计量技术流程复杂，已无法满足连续计量的需要[2]。多相流计量是指在没有预分离的情况下，对油井产出液中的油、气、水进行计量，是多相混输的关键技术之一[3]。多相 流技术的发展，实现了原油的多相流计量，相对于传统的分离计量方法，取得了极大的进步。多相流量计可提高多相流计量精度、自动化和管理水平，扩大多相流计量的适用范围，提高多相流量的计量效率和经济效益。因此对多相流计量技术的研究具有重要意义。 本文针对工业过程中常见的多相流计量技术和参数检测问题，从流量检测和相含率检测两个方面进行综述，并阐述多相流的存在问题及发展趋势。 1 国内外多相流计量的研究概况

多相流测量技术的研究进展

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/1912796089.html, 多相流测量技术的研究进展 作者：韩思奇朱少锋王涛邵欣 来源：《科学大众》2019年第10期 摘; ;要：多相流检测是当今石油化工领域流量测量的难点，文章介绍了当前常用的流量计类型和功能特点，结合流量计的使用详细描述了比较成熟的多相流检测技术，最后对多相流领域的测量技术发展进行了展望。 关键词：流量计;多相流;测量技术;发展趋势 1; ; 多相流介绍 拥有两种或多种物质或者不同的流动相的现象叫作多相流，多相流动满足以下几个不同的特点。（1）含有多相且众多流体的流速不匀称。（2）因具有复杂变化干扰时空相界面，所以多相流空间内不稳定。（3）相间流体复杂多变，它的主要数据比单项流的各种参数更多变。在各种石化能源的开采中，混输管路传输就是运用多相管道流动输送的[1]。在工业生产与科 学研究中多相流的作用有着十分重要的意义，在输送管道、流化床、发电设备以及核反应堆中都有着广泛的应用，但由于涉及安全与经济问题，对其精确测量也对工程和科研人员提出了挑战[2]。 多相流是一门新兴学术课题，其出现与发展是建立在多种高等学术的基础上，其应用对于世界各国经济的发展有着长远的影响。多相流广泛存在于十多个尖端科研技术部门[3]。因为 其特殊而广泛的应用以及重要的理论和工程意义，多相流只用了短暂的几十年，便达到了其他很多技术难以达到的高度。要进一步研发流动保护技术，就要对多相流技术的技术原理、动力特性、流型及流型转化模型有更加深入研发。研究多相流就要对油气水各项性能指标检测技术有大量的科研考证，因为多相流技术的提升和进步离不开此技术，完善此项技术是化解石油项目产业中的多种流体流动的攻坚性题目。 2; ; 常用流量计介绍 2.1; 超声波流量计 超声波流量计是一类特殊的仪器，它用非接触的方法测量通过的物质流量，各种导电和非导电流动体的流量都可用它测量。因为超声波在物质中传递时可以承接物质速度的信息，所以利用发出、回收和分析通过物质的超声波便可以测量物质的流量。非接触式测量的优点让很多其他流量计黯然失色，与常见的流量计相比，超声波流量计安设与维护方便、工作性能出色、非接触式的测量更加安全、通用性能好、结构简单、自动化程度高、能源消耗小等。然而，它也有不足之处，与其他所有的流量计一样，超声波流量计的准确度会因为设备安设位置、流体

多相流测量技术的研究及其应用前景

多相流测量技术的研究及其应用前景 曹艳强 曹岩 西安石油大学石油工程学院 陕西 西安 710065 摘要：多相流广泛存在于石油工业中,因此对于多相流的测量就具有非常重要的意义。然而,由于多相流在流动过程中流型复杂,成分多变。到目前为止,多相流的测量仍然是石油行业中的一个难题，但同时多相流技术的应用潜力还是被大家非常看好的。 关键词：多相流 压降 分相含率 空隙率 速度 流量 1多相流简介 在大自然中,物质可以分成气相、液相和固相三相[] 1。顾名思义多相流就是指同时存在两种或两种以上不同相混合物质的流动。在日常生活中常见的多相流有气固两相流、气液两相流、液固两相流、液液两相流以及气液液、气液固多相流等等。在多相流的研究中,通常将在同一自然相中存在明确界面的不同物质当作不同相进行研究,如在油水混合物中,由于油和水互不相溶,那么就会在两者之间存在明显的相界面,这样就称为油水两相流。 多相流在石油化工行业中是一种十分普遍的现象。在石油开采过程中，从采出到运输都会存在油、气、水三相混输，这是一种很典型的多相流，甚至还存在油、气、水、沙四相流。多相流是在流体力学，物理化学，传热传质学，燃烧学等学科的基础上发展起来的一门新兴学科,对国民经济的发展有着十分重要的作用,它广泛存在于能源、动力、石油化工、核反应堆、制冷、低温、环境保护及航天技术等许多工业部门。因此，虽然多相流的发展历史只有短暂的几十年，但由于油气水多相流检测技术的研究具有重要的理论和工程意义，发展脚步很快。尤其是在20世纪50年代以来,由于石油化工行业中高参数的引人,以及对环境保护的日益重视,在一定程度上大大地促进了多相流研究及其应用的发展[]2。 2多相流的测量参数[]3 在多相流的流动过程中，由于相与相之间的作用，就会有分布和形状在空间和时间里都是可以随时变化的相界面，而相与相之间又会存在不同的速度，导致通过管道的不同相的流量比和其所占的管截面比并不相等。因此，根据多相流的这些特点，描述其流动的参数就要比单相的参数要复杂。 （1）流体的质量流量、体积流量和流体的速度参数 多相流体的质量流量 M （ kg /s ），即在单位时间内通过管道的介质流量，体积流量 Q （m 3/s ），即在单位时间内通过管道的介质体积来表示。对分相流体的流量则可以用分相质量流量k M 、分相体积流量k Q 来表示。其中，（ k = g ，l ）， g 表示气相，l 表示液相。则有 l M M M +=g ，l Q Q Q +=g

[VIP专享]多相流计量及多相流量计简介R1

多相计量技术 Multiphase metering technology 概述 许多新开发的油田属于经济型边际油田，这种油田不能承担传统分离技术所引 发的高昂的费用。而多相流量计可以节省很多费用，因为使用它就不需要安装 分离器，或者几个油田共用处理装置。在油井管理方面：多相流量计可以提供 持续的数据输出，给出油井动态的有价值信息，这样可以及时地发现油井产生 的问题或变化，以便尽早地做出决定，而采用传统的处理技术却要慢一些。 中国船级社（CCS）要求 参照《海上移动平台入级规范》第1篇第3章附录1 平台入级产品持证要求一览表： 5.3： Ⅲ级管系以及除5.1以外的阀和附件 证件类型：制造厂证明（Ⅲ级管系应提供工厂认可证书，除5.1以外的阀和附 件应提供型式认可证书） 认可模式：型式认可B（可选项：型式认可A） 1.在线多相流量计 在线多相流量计依据对流体特性的一些测量得到油、气、水三相的各自流量。 现在有许多这样的计量技术，可大致分为两大类：速度或总流量测量和相分率 测量。 速度或流量测量通常是通过压差计量或一个特殊信号的互相关,即压力或导电率 来获得。许多流量计也采用滑动模块，这说明了气体通常比液体流速快的事实。在垂直管道上安装的一些在线多相流量计一般通过在其上游装一个盲三通来减 少水的紊动，以此最大限度地减少滑动。相分率可以通过测量三相混合物的物 性来获得，据此推算出三相各自的流量。伽马射线能量衰减法是一种常用的方法，它的原理是油、气、水不等同地削弱伽马射线的能量。伽马射线能量在两 个能量级放射高能量级对气/液比更敏感，而低能量级对液相中的水/油比较敏感。可以用这两个能量衰减量来确定三相混合液的相分率。第三个能量级也可以用 来确定水相的含盐量。

水下多相流测量技术综述

海洋石油和天然气的储量惊人，开发潜力巨大[1]。我国是海洋大国，海岸线长度1.8万公里，居世界第四位，大陆架面积位居世界第五，海洋石油和天然气储量丰富。我国海洋石油天然气勘探主要集中在渤海、黄海、东海和南海北部大陆架。根据中海油总公司报告资料，仅南海盆地群的石油地质资源量就达到230亿至300亿吨，天然气总地质资源量约16万亿立方米，约占到中国油气总资源量的三分之一左右，其中70％蕴藏于深海区域。多相流测量是水下油气作业中必然面对的难题。深水油气开采技术难度大、成本高，水下油、水、气多相流测量技术是海洋油气田开发过程中，尤其是深水作业中必不可少的技术需求。 一、水下多相流量计发展概况 多相流是一种复杂的流动现象，普遍存在于能源、水力、化工、气象、航天等诸多领域，如何对多相流进行有效的监测一直以来都是学界的一个技术难题。多相流的发展史可以追述到19世纪70年代，直到20世纪40年代两相流一词始见诸文献。1974年《国际多相流杂志》创刊，1982年多相流手册出版，逐渐形成了一门独立的学科[2]。经过近40年的发展，对多相流的研究已经取得了一系列颇具意义的进展，尤其在多相流测量领域，已经出现了一些较为成熟的计量仪器，并成功应用于工业生产，取得了较为显著的经济效益[3]~[6]。 水下多相流量计的出现是为了解决传统测量方式的不足。在水下多相流量计出现以前，水下多相流测量多依靠将油井产物通过测试管线引至平台测试分离器或多相流量计进行油、气、水流量的测量。这种方法由于需要单独的测试管线，投入巨大，同时也带来了操作困难[7]。水下流量计的出现，使得水下单井产量的连续、实时测量成为可能，极大地改善了测试数据的准确性和时效性，对于生产动态监测、油藏管理优化和流动保障具有重要意义。 由于多相流测量本身难度较大，加之水下特殊的应用环境带来的挑战，目前世界上只有Schlumberger、Emerson、FMC、Pietro Fiorentini等少数几家国外公司具备水下多相流量计的设计、制造和安装技术，国内公司虽然在地面多相流计量领域已经实现商业化多年，但水下多相流量计的研究还处在起步阶段。 Fluenta是最早从事多相流测量研究的公司，也是世界上最早进行水下多相流量计开发并最终实现商业化应用的先驱。1995年，Fluenta第一代水下流量计Fluenta SMFM 1000在英国南斯科特油田实现现场试用，并在1996年进入市场[8]。2001年，Fluenta被Roxar并购，Roxar改进了Fluenta基于双速测量技术的多相流量计，并于2003年推出了第二代基于电容电导技术的多相流量计。2009年，Roxar被Emerson收购并成为Emerson旗下工程管理集团的一部分。2013年，Roxar第三代水下多相流量计完成了设计，该水下流量计与其地面流量计Roxar 2600采用相同原理，作为Roxar最新一代水下多相流计量产品问世[9][10]。 Framo是世界上最主要的多相流量计供应商，1996年，Framo第一代水下多相流量计在澳大利亚East Spar项目实现安装[11]。Schlumberger通过参股的方式获得并改进了Framo的多相计量技术，形成了目前国际上多相计量主流产品之一的Vx 多相流量计。Vx多相流量计采用多能级伽马射线吸收技术测量多相流体的相分率，使用文丘里测量总流量，既可用于多相流测量，也可用于湿气测量。2013年，Schlumberger与Cameron公司联合成立了One Subsea，提供包括水下多相流量计在内的水下设备和服务。 MPM是挪威一家专门从事多相流计量服务的公司，产品覆盖地面和水下。MPM水下多相流量计采用文丘里测量多相流的混合流量，采用3D BroadBandTM 过程层析成像技术测量相分率和管道内气液分布，既可用于多相流的测量也可用于湿气测量。2012年MPM公司被FMC收购，称为FMC旗下子公司。 Pietro Fiorentini是世界重要的多相流量计制造商之一，其水下流量计采用文丘里测量混合流体的总流量，电容电导技术测量液相的含水率，结合伽马密度计测得的混合液密度，即可用比密度法计算出各单相的流量。另外，Pietro Fiorentini还使用了电容电导传感器序列测量互相关信号，以此实现混合流速的测量。 这四家公司的水下多相流量计几乎占据了整个水下多相流计市场，其中Schlumberger、和Roxar两家公司占据了超过80%的市场份额[10]。经过20年的发展，水下多相流测量技术已经取得了长足的进步。目前，水下多相流量计的安装水深可达到3000~3500米，压力等级68.9~103.4MPa，设计寿命25年左右，气相测量精度能达到10%以内，液相 水下多相流测量技术综述 贺公安赵月前潘艳芝海默科技（集团）股份有限公司；孙钦郑利军中海油研究总院 摘要：水下多相流的测量对于监控海洋油气田的生产动态、优化油藏管理、提高流动保障、节省开发成本具有重要意义。多相流是一种复杂的流动形态，其流动机理的研究虽然持续多年，却仍不明朗。水下多相流测量的难点除了多相流本身测量难度很大外，还要克服水下的高温、高压、腐蚀等一系列环境问题。本文介绍了水下多相流计的发展现状，阐述了水下多相流测量的基本方法，并对水下多相流量计的封装、供电、通讯、安装、回收等关键性问题进行了简要分析。 关键词：海洋工程；石油天然气；多相流；多相流量计 市政工程 63 2018/24CHENGSHIZHOUKAN 城市周刊

多相流量计的应用研究_张琳

多相流量计的应用研究 3 张　琳　李长俊 (西南石油学院,成都610500) 摘　要　多相流量测量技术就是将一种多相流量计直接安装在油气集输管线上,采用先进的测量技术,对油、气、水三相在不分离情况下进行连续、在线和自动计量,从而可以取代传统的由测试分离器及其辅助系统组成的计量装置,简化油气生产工艺流程,降低投资,减少操作成本。多相流量计有缩小使用空间和减轻测试设备重量等优点,在工程中的应用正在迅速增长。文章介绍了多相流量计的种类以及应用的现状,并指出了其发展趋势。 关键词　多相流量计;研究;应用;发展趋势 3　四川省重点学科建设资助项目(SZD0416) 1　多相流量计的分类[1,2] 多相流量计大致可以分为3类:分离式多相流量计、在线式多相流量计和其它型式的多相流量计。111　分离式多相流量计 分离式多相流量计的特点是对多相流不论是全部或部分分离都能在线测试三相流中的每一相。在每一座生产平台附近都有测试分离器,它是三相流量计计量的基础。它能将油、气、水混合物分成三相,并在出口测量出油、气、水各相流量。11111　分离总流量式多相流量计 该种类型的多相流量计能将多相混合物的总流量分开,通常只分为气相和液相,然后再使用一个单相气体流量计测量气体流量,该种气体流量计应能承受气相中夹带一定量的液体,另外再使用一个单相流体流量计测量液相流量,液相含水率可用一个在线水组分测量仪完成。 11112　在线取样分离式多相流量计 这种型式的多相流量计特点是其分离不是在总的多相流管线上,而是在取样旁通管线上,将取样后的流体分为气相和液相,液中含水率可用在线含水分析仪测出,而多相流总液量和气液比必须在主流量管线上测得。为了确定油、气、水三相混合物的质量和体积流量,要求进行三方面测试: 1)气/液比(G L R )测量———可用伽马吸收法、振动管、中子探测脉冲或称重法; 2)多相流量测量———可用放射性、声波、电子信 号相关法、文丘里管、V 锥体或机械式(例如:容积式 或涡轮流量计)等方法; 3)液中含水率(WL R )测量———可用电阻或振 动管法。 112　在线式多相流量计 在线式多相流量计的特点是在多相流管线上不经任何分离,直接测量各相的比例和流量。各相的体积流量是用各相的速度乘以面积比例表示的,这就意味着最少要测量或估计6项参数,有些多相流量计假设二相或三相以相同的速度移动,这样就能减少测量参数。在这种情况下,一种办法是必须采用混合器或是建立一组标定系数。在线式多相流量计一般联合采用下列二种或多种测量技术:微波技术;电容;伽马吸收;中子探测脉冲;放射性、声波或电子信号相关法;文丘里管、V 锥体或Dall 管压差法;容积式或涡轮流量计。113　其它型式多相流量计 其它型式多相流量计包括先进的信号处理系统,能从多相流管线上测得信号,即用时间变量信号处理器的分析功能估算出各相的比例和流量值。信号处理器可以是一个中枢网络,或另一模拟识别,或静态信号处理系统。例如:多相计量系统同样也是在处理模拟程序的基础上一并采用参数估算技术发展起来的,以此代换预测管线终点的流态,将管线终点的压力和温度测出后输入到模拟程序中,位于上游或下游的压力和温度也应测出。当沿管线走向图的流体性质已知时,就可估算出各相的比例和流量。 　测量与设备　 ?30 　?计量技术20061No 9

多相流流量计量综述

283 1?多相流计量技术现状? 相较于单相流，由于多相流中有多种流体，流体间流速、流体自身的性质各不相同，同时流动过程中流型也会发生变化，因此多相流会复杂的多。流型不同，多相流的流动状态也会不同，而多相流流型的变化是由流体动力效应、瞬时效应、几何方向效应以及流体性质、流体流速、各流体占比综合作用产生的结果，众多的影响因素使得多相流流动状态变化复杂，也给多相流的计量造成了很大的困难。 从20世纪60年代开始，国内外进行了多相流测试技术的研究，现已有大量的多相流流量计应用于油田生产中。然而从研究和应用情况看，已有的多相流量计往往用于特定的使用环境，当环境有变化时需重新标定流量计，从而使流量计精度在要求范围内。但即便如此由于许多流量计大多还是针对特定的流型设置的，所以当被测流体流型改变时测量效果无法达到测量精度要求。同时目前应用的产品还有一些问题：诸如制造费用较高，精度较低，对使用环境的适应性差等。因此，多相流量计仍然需要进一步发展。 2?多相流计量分类? 按照计量方式的不同，现已有的多相流流量计量可分为：完全分离式多相流计量、部分分离式多相流计量、不分离式多相流计量和取样分离式多相流计量四种。 其中，完全分离式多相流计量是油田生产中较为传统，同时也是应用较多的计量方式，这种方式先将待计量的流体进行完全气液分离，计量气相和液相的流量之后，再将两相汇集向下游管道输送，这种方法的缺点是占地面积大，耗时长，且无法及时反映油田生产状况。 部分分离式多相流计量在计量前也将气液两相分离，但与完全分离式不同的是，这种方法在进行气液分离时，只需将两相分离为以气相为主和以液相为主的两部分流体，再将这两部分流体用较为成熟的两相流计量计进行计量。计量液相部分中的含气量和气相部分中的含液量是此种计量方式的关键。相较于完全分离式多相流计量，这种方法占用的空间更小，但由于气液混合物并没有完全分离，因此这种计量方法对提高计量精度没有显著作用。 不分离式多相流计量是未来研究发展的主要方向，这种方法无需对多相流进行分离，在不分离的情况下对油气水三相进行计量。采用此种计量方式的多相流流量计有直接将待测多相流引入计量回路进行计量的类型；也有先让各种流型的多相流通过混合器，混合成均匀的混合流体再进行计量的类型。第一种类型的流量计会受到流型变化的影响，使用时会受到流型的限制；第二种则会造成更大的摩阻损失。这种方式对多相流进行计量技术难度较高，尤 其是在对于各相相含量及各相流速的测定。 取样分离式多相流计量是将主管中的流体按比例提取，将提取的部分完全分离后计量，再与剩余流体汇集。这种方法须保证取样流体与被测流体之间有确定的比例，样本须对流体有代表性，因此，如何取样是影响此种技术精确度的关键所在。 3?取样分配器类型 目前提出的主要取样器类型有：三通管型、取样管型、转鼓型、转轮型、旋流型取样分配装置。 三通管型取样分配器如图1所示。这种取样器利用了T 型三通的相分离特性，从主管来流中分离出一部分单相气体，将两相流的流量测量转化成了针对于单相气体流量的测量，再利用单相气体的流量来测量两相流的流量、含气率等。这种取样器的优势是它使得仪表更为稳定可靠，测量精度也大幅提高，但需和其他仪表如水分仪等配合，才 可以同时测量气相和液相流量。 图1?三通管型多相流量计 1.主管； 2.直通支管； 3.侧支管； 4.小孔； 5.集气管； 6.气体测 量管；7.气体流量计；8.汇合三通；9.节流孔板 取样管型分配器如图2所示，包括混合器和取样计量装置两部分。取样管深入主管内部来进行取样，主管来流通过取样口进入混合器，多相流体经混合器加速、混合，在混合器出口处，部分进入取样管计量装置，剩余部分流入下游管道。当流量处于一定的范围内时，取样管型分配器能使两相各自的分流系数保持不变，同时，取样管型分配器有结构较简单的优点；但当流体中携带固体颗粒时，取样口很容易被磨损堵塞，测量精度会受到很大的影响， 甚至造成取样器停止工作。 图2?取样管型多相流量计 1.管道； 2.混合器； 3.取样器； 4.节流孔板； 5.旋风分离器； 6.液体测量管路； 7.气体测量管路； 8.气体流量计； 9.液体流量 计；10.转换阀门 多相流流量计量综述 刘丹丹1?曹平2 1.西安石油大学?陕西?西安?710065 2.中石油煤层气有限责任公司?山西?忻州?036600 摘要：本文就多相流流量计量，从技术现状及分类进行了综述，同时重点介绍了取样分离式多相流计量中取样器的分类及各自的特点。 关键词：多相流?多相流计量?取样分配器

两相流流型与参数测量

预习报告 一、实验名称 两相流流型与参数测量 二、实验目的 1.了解气液两相流流型研究的意义； 2.掌握水平管道中气液两相流常见流型的特征； 3.掌握目前判别气液两相流流型的测量方法； 4.采用目测法，通过改变不同气、液两相流流量的组合工况，判别并记录流 型及流型转变区间的相关数据； 5.根据实验数据绘制Baker流型图。 三、实验原理 在水平管道中的气液两相流，由于重力影响使流型结构呈现不对称性，因而水平管中的流型特征变得较为复杂。Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，一般把水平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。 （1）泡状流 在泡状流中，气相是以分离的气泡散布在连续的液相内，气泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含气率低时出现。 （2）塞状流 在塞状流中，小气泡结合大气泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，大气泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在大气泡之间还存在一些小气泡。 （3）层状流 在层状流中，两个相的波动被一层较光滑的分界面隔开，由于重力和密度不同，气相在上部液相在下部分开流动。层状流只有在气相和液相的速度都很低时才出现。 （4）波状流 当气流速度增大时，在气、液分界面上掀起了扰动的波浪，分界面由于受到沿流动方向的波浪作用而变得波动不止。 （5）弹状流 当气体流速更高时，分界面处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以高速沿管道向前推进的弹状块。 （6）环状流 当气体流速进一步增高时，就形成气核和环绕管周的一层液膜，液膜不一定连续均匀的环绕整个管周，管子的下部液膜较厚，在气芯中也夹带有液滴。

气液两相流测量技术的现状及发展概要

《热能动力工程前言》 班级:硕动力152 专业:动力工程 姓名:汪辉 学号:2152214135 气液流测量技术发展 汪辉 摘要:随着气液两相流测量技术的进步,气液两相流理论得到充分发展,也为工程实践提供了有力工具。本文主要介绍了近年来气液两相流对流量测量与流型检测的新技术。在流量测量领域,本文主要介绍了传统单相流量计、多流量计测量、分流分相法、超声波法。在流型检测方面主要介绍了,高速摄影法、层析成像法、信号特征分析法,以及小波变化法,神经网络法等实时检测方法。 关键词:气液两相流;流量测量;流型检测 Research on development ofGas-liquid Two-phase Flow Measurement Technology Wang Hui

Abstract:With the development of gas-liquid two-phase flow,on theone hand it promote the development of the theory of gas liquid two phase flow,on the other hand it provide a powerful tool for Industrial practice.This paper mainly introduces the new technology in recent years, which includes gas-liquidtwo-phase measurement onflow rate and flow pattern. In the field of flow rate measurement,the traditional single-phase flowmeter,multi-flowmeter measurement, extracting and separating method andthe ultrasonic method are mainly introduced. In the field of flow pattern detection,high speed photography method, tomography method, signal feature analysis, wavelet transform method and neural network method are mainly introduced. Keywords:gas-liquid two-phase flow; flow rate measurement; flow pattern detection 气液两相流的测量技术的进步对其理 论和工业实践的发展有着重要的意义。对于两相流基本参数的测量呈现出多样化的趋势。例如,针对气液两相流流量测量林宗虎,王栋等[1]提出分流分相的气液两相流体的测量方法,最终测量误差小于5%,效果比较理想;胡俊介绍了一种基于压差法的V形内锥式流量计,结果表明利用该流量计采用经典的林宗虎模型对流型进行检测是可行的[2]。 对此本文针对国内外关于流量的测量方法与流型的检测技术的进展,做了分析与评述。1流量测量技术 1.1传统分离式流量测量技术 根据测量过程中是否对两相流分离可将气液两相流流量测量技术分为分离法和非分离法。传统的分离法应用分离设备将汽液混合物分离成单相气体和液体后,再通过普通单相流量计进行计量。常用的单相流量测量仪器有差压流量计、涡街流量计、文丘里管、孔板式流量计、靶式流量计、节流原件等。 对于传统的分离方法虽然有着稳

原油多相流计量中的介电常数测量技术

原油多相流计量中的介电常数测量技术 作者：陈磊 来源：本站原创 更新时间：2011-1-28 14:16:00 正文： (沈阳工业大学信息科学与工程学院，沈阳 110870) 摘要：在原油的多相流计量问题中，利用多传感器组合测量的方法已经被广泛使用。采用电容式原油微小电容测量传感器，实现对原油微小电容的测量，是多传感器组合测量方法中常用的一种传感器测量。本文运用电容数字转换器AD7746实现传感器微小电容的高精度测量，设计出了原油介电常数测试电路。文章介绍了测量原理和设计方案。在实验室用油、自来水和空气配制多相流油样进行了测试，测试结果表明本测试仪具有较高的测量精度。利用AD7746电容数字转换器大大简化了测量电路，并且具有较高的测量精度。 关键词：AD7746；微小电容；测量；多相流；电容传感器 The Measurement Of The Dielectric Constant Techniques Of Crude Multiphase Flow Chen Lei （School of Information Science and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang, 110870, China） Abstract:The measurement of multiphase flow of oil, the use of multi-sensor combination of measurement methods have been widely used.Crude oil by small capacitance measurement capacitive sensors, to achieve small capacitance on the measurement of crude oil, is a multi-sensor measurement method based on a commonly used sensor.In this paper, capacitance-digital converter AD7746 achieves the high-precision measurement of small capacitance, designed dielectric constant of crude oil test circuit.This paper introduces the measurement principle and the design scheme.In the laboratory, oil, water and air are configurated into multiphase flow oil samples tested, test results show that the test instrument with high https://www.360docs.net/doc/1912796089.html,ing AD7746 capacitance-digital converter greatly simplify the measurement circuit, and has high accuracy. Keywords:AD7746; small capacitance; measurement; multiphase flow; capacitance sensor 1 引言 多相流在石油、化工、环境等领域广泛存在，尤其在石油工业中，从原油开采、运输到原油加工等生产过程中都与多相流有密切关系，如何准确测量多相流的流量及相含率，在石油工业中具有重要的意义[1]。 目前，传统的计量方法是将原油送入三相分离器中，将原油分离成油、水和气，再分别对三相进行计量。但是这种计量方法所用的系统体积和重量都非常大，不利于单井计量，设计与施工难度比较大[2]。基于多传感器组合测量三相流量的三相不分离流量计，体积小，重量轻，已经在此领域引起人们的重视[3]。 2 多相流量计的检测原理 多相流量计可以直接安装在油运输管线上，在三相不分离的前提下对油、气、水进行连续、在线的精确测量，从而代替了传统的由测试分离器等系统组成的计量装置，不但降低了投资和操作成本，并且简化了生产工艺的流程。 2.1结构与测量计算原理