多相流量计性能评价与应用
关于多相流量计的正确选择
关于多相流量计的正确选择多相流量计（Multiphase Flow Meter）是一种用于测量含气、液、固体颗粒混合物流量的仪器。
多相流量计的优点在于它能够在流体状态的分布不确定性较大，流体的物理性质较为复杂的情况下，快速准确地对流量进行测量和判断。
在石油、化工、冶金、环保等领域，多相流量计得到了广泛应用。
本文将讨论如何正确选择多相流量计。
1. 选择适合的多相流量计类型多相流量计的类型种类繁多，如旋转鼓式多相流量计、核磁共振多相流量计、多普勒多相流量计等。
应选择适合自身使用环境和要求的类型。
在选择多相流量计时，应考虑以下因素：1.1 测量目的确定测量目的，如是用于什么环境、测量什么参数等方面，可针对性地选择多相流量计。
1.2 流体构成根据流体组成的情况，选择不同类型的多相流量计。
例如，如果流体中含有较小的液滴和气泡，应选用旋转鼓式多相流量计。
1.3 流体性质根据流体性质的不同，选择合适的仪器。
例如，对于高温、高压的气体、液体混合物，应选用核磁共振多相流量计，因为它具有更高的准确度和较广的适用范围。
1.4 测量环境选用多相流量计时还要考虑测量的环境因素，比如可能有的野外环境下的防爆、防晒等要求。
在这些特殊环境中，应选用合适的多相流量计。
2. 选择合适的多相流量计品牌选择品牌时应注意以下几个方面：2.1 产品性能应选择具有高性能、高精度的多相流量计。
通常情况下，进口品牌的性能比国产的要好。
2.2 服务质量选择具备良好售后服务的品牌，确保能够及时处理设备的使用过程中所遇到的问题。
2.3 成本效益成本效益是评价一款设备的重要指标之一，应评估品牌之间的性价比，选择合适的品牌。
3. 选择合适的生产厂家在选择不能流量计时，选择合适的生产厂家十分重要。
主要应考虑到以下几个方面：3.1 技术实力选择技术实力较强的生产厂家，以保证设备的质量和性能。
3.2 售后服务选择售后服务良好的生产厂家，以确保设备在使用过程中出现问题能够及时解决。
第十三章_多相流计量技术
测量相位速度和相位横截面分数
为了测量管道中三种组分的体积流量，需 要建立三个平均速度和三个相位截面。因此， 需要测量五个量（三个速度和两个相位分数）。
当然，这个难以达到的测量要求可以通过分离
或均相化来减少。
通过相分离，就没有测量截面持率的需要了，而 三个体积流量可以通过传统单相计量技术来测定。但 是，相分离是很昂贵的，而且在很多情况下很难实现。 如果通过使混合物均相化来均衡速度也可以把测量要 求减少到三个。这是更经济的选择而且是一些商用流 量计的核心。但是，能够达到均相化的范围总是有限 的。
测试持液率
测试各相速 度速度
测试各相 密度
体积流量
质量流量 图 1 油气水三相流量测试原理图
M=αγgσg+βγwσw+[1-(α+β)]γoσo
也常采用两种简化方式来降压上述测量的难度。两种方法 是部分分离和均相化。部分分离是将三相流体分离成气液 两相，以便更多的利用常规单相计量技术来计量分离相。 均相化是将流体在计量前均相处理，则可以认为名相流速 相等，整个横截面密度相等，这两种方法均降低了所需测 量数据的个数和难度。
多相流的计量主要计量其各组分含率和流速。
没有方法能够理论上预测这种关系，因此，一定要通 过校准来确定这些关系。但不可能在测量技术应用的 所有情况下校准，而且这种方法并不总是有效的。校 准方法通常可以通过神经网络技术来得到增强，这种 技术可以高精度地确定函数关系。然而，这种技术虽 然有用，但不能解决基本问题，也就是说校准只用于 实施校准的情况下。
因此，两种计量方法都有本质的缺陷， 正是由于这个原因迄今为止还没有获得
完全令人满意的计量方法。
三、测量方法
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。
多相流量计在Petrozuata油田的应用
试验 以评价流 量计 的 没计 和性 能 。现场 条件能够 检
测流量计处理 高 黏度产 出液 以及随 现场温 度变化 时 的性 能 。试验 也 检测 了流 量计 对掺入低 黏 度稀释 刑
的反应 以及 对稀 释剂 与稠油混 合液 的计量 结果 。流
量变化 可以评价 流量计 的凋节性 能
个原油 生产 和 加 工 的 综 合 项 日。尽 管 在 ２ ０ ０ １年 ４ 月开 始 工 业 化 运 行 ，但 实 际 的 超 稠 油 生 产 始 于 １９ ８年 中 期 。Ｐ ｌ ｚ ａａ的 主要 职 能 包 括 在 Ｏｒ ９ ｅｒ ｕ ｔ ｏ ｉ — ｒ ｃ 减 带 的 Ｚ ａａ区开 采 超稠 油 ，并 输 送 到 委 ｌ ｏ油 ｏ ｕｔ 内瑞 拉 北 海 岸 的 Ｊ ｓ １业 中 心 ，改 质 为 ｌ。 ｏ ｅ－ － ９ ～ ２．。 Ｉ ６ ５ＡＰ 的合 成原 油 ，然 后与 １。 ｌ ４ＡＰ 原油 和相关 副产 品 （ 如液化 石油 气 、硫 和 石油焦 ）一起 销售 。
ｚａａ ｕｉ 却安装使 用 了 ３ ７台多相流量计 ，该 系统 已经运行 了 ５ 多。本文讲述 了多相流量计设 年 备及其运行 情况，介绍 了广泛应用这种计 量技
术 时遇 到 的 困难 和运 行 结 果 。
稀释液就可以大大降低混合液 的黏度 。另外 ，昼夜环
境温度变化对流体黏度也有很大 的影响 。 由于初 始油 藏压 力低 于泡 点压 力 ， 此 ．原 油 在油藏 条件下有 泡沫 产生 。 早在 没计 阶段就认 识到需 要大 量的 井币 生 ： ¨ 平 台才 能成功地开 发油 减 。传 统 的油 气抽 提技 术需要 集 油站或 者集油平 台，每一 个站或 平 台都 需要 一 台 测 试分离 器或 生产 分离 器 将 气从 烃 液 中分 离 出米 。
流量计性能测定实验报告
流量计性能测定实验报告流量计性能测定实验报告一、引言流量计是工业生产中常用的仪表之一，用于测量液体或气体的流量。
准确测量流量对于工业生产的稳定运行至关重要。
本实验旨在通过对不同类型的流量计进行性能测定，评估其准确性和适用性。
二、实验目的1. 测定不同类型流量计的准确性。
2. 比较不同类型流量计的适用范围。
3. 分析流量计的工作原理和性能特点。
三、实验装置和方法1. 实验装置：实验装置包括液体流量计和气体流量计。
液体流量计采用电磁流量计和涡街流量计，气体流量计采用差压流量计和浮子流量计。
2. 实验方法：分别使用不同类型的流量计进行流量测量，记录测量结果。
同时，通过改变流量计的工作条件，比如流速和介质压力，观察流量计的响应情况。
四、实验结果与分析1. 电磁流量计：在不同流速和介质压力下，电磁流量计的测量结果基本稳定，准确性较高。
然而，当介质中存在杂质或气泡时，电磁流量计的测量结果可能会受到干扰。
2. 涡街流量计：涡街流量计对于流速变化较大的液体测量具有较高的准确性。
然而，在低流速下，涡街流量计的测量结果可能会出现较大误差。
3. 差压流量计：差压流量计适用于气体流量测量，对于流速变化较大的气体具有较高的准确性。
然而，差压流量计对于液体流量测量的准确性较差。
4. 浮子流量计：浮子流量计适用于液体流量测量，对于流速变化较小的液体具有较高的准确性。
然而，当流速变化较大时，浮子流量计的测量结果可能会出现较大误差。
五、实验结论1. 电磁流量计和涡街流量计适用于液体流量测量，具有较高的准确性和稳定性。
2. 差压流量计适用于气体流量测量，对于流速变化较大的气体具有较高的准确性。
3. 浮子流量计适用于液体流量测量，对于流速变化较小的液体具有较高的准确性。
4. 不同类型的流量计在不同工况下的准确性和稳定性可能存在差异，需要根据实际应用需求进行选择。
六、实验总结本实验通过对不同类型的流量计进行性能测定，评估了其准确性和适用性。
流量计性能测试
流量计性能测试
流量计性能测试是对流量计进行检测，以评估流量计的准确性、稳定性和精度等性能指标。
以下介绍一些常用的流量计性能测试方法：
1. 精度测试：流量计的测量值与标准值之间的偏差程度。
通常采用比较法和校准法进行测试。
2. 响应时间测试：测量流量计对流量变化的反应时间。
当实际流量发生变化时，流量计应该能够及时地检测到并输出相应的信号。
3. 重复性测试：测量流量计对同一流量值重复测量的精度。
该测试通常需要进行多次测量，并对结果进行统计分析。
4. 稳定性测试：测量流量计在长时间内稳定测量同一流量值的能力。
该测试通常需要设定一个稳态流量值，并持续一段时间进行测试。
5. 压力损失测试：测量流量计在测量过程中所应受到的压力损失。
通常需要对流量计进行流场分析和压力测量。
6. 环境适应性测试：测量流量计在各种环境条件下的适应性，如温度、湿度、震动等。
该测试通常需要使用专用测试装置进行。
各种流量计选择的性能特点及要求
各种流量计选择的性能特点及要求流量计是一种用于测量流体或气体流量的仪器。
不同类型的流量计具有不同的性能特点和要求。
本文将详细介绍几种常见的流量计及其性能特点和要求。
1.转子式流量计转子式流量计是一种常见的机械式流量计。
它通过转子的旋转来测量流体的流速。
该类型的流量计具有以下性能特点和要求：-精度较高：转子式流量计通常具有较高的测量精度，可达到±0.1%-0.5%，适用于需要精确测量的应用。
-大范围测量：转子式流量计的测量范围相对较大，适用于不同流量范围的应用。
-适用于高温、高压介质：转子式流量计通常使用金属材料制成，能够在高温、高压条件下正常工作。
-能耗较低：由于转子式流量计是一种机械式流量计，它不需要外部能源供给，因此能耗较低。
2.涡轮流量计涡轮流量计通过测量在流体中旋转的涡轮的转速来确定流体的流速。
该类型的流量计具有以下性能特点和要求：-精度较高：涡轮流量计的测量精度通常较高，可以达到±0.2%-1%。
-快速响应：涡轮流量计的响应速度非常快，适用于需要快速测量的应用。
-是否适用于高温、高压介质取决于选用的材料：涡轮流量计的工作温度和压力范围取决于所使用的材料。
如使用高温、高压材料制成的涡轮流量计可适用于对高温、高压介质的测量。
-对流体的要求较高：涡轮流量计对流体的粘度和密度有一定要求，对于较大粘度或含有颗粒的流体，需要进行修正计算。
3.电磁流量计电磁流量计通过测量流体中的电磁感应来确定流体的流速。
该类型的流量计具有以下性能特点和要求：-精度较高：电磁流量计通常具有很高的测量精度，可达到±0.25%-0.5%。
-阻塞小：由于电磁流量计没有机械运动部件，所以不存在流体通过的阻塞问题。
-适用于各种导电流体：电磁流量计适用于各种导电流体，不受介质种类的限制。
-对介质的温度、压力要求较高：电磁流量计对介质的温度、压力要求较高，通常需要进行保温、降压等工艺处理。
4.耐压式流量计耐压式流量计通过测量流体通过特定结构的管道或孔隙的流速来确定流体的流速。
第十三章_多相流计量技术
中国石油大学
李玉星
计量精度等级划分 传统井口计量方法 概况 基本原理 测量方法 多相流量计的性能评价 多相流量计的分类 国外主要多相流量计产品 多相流量计面临的挑战及未来发展趋势
计量精度等级划分
1．数据用于油田管理：精度要求：±5-10% 2．数据用于确定不同采油小队在各自采区的产量 ：精度要
图2 快中子测量相分率技术示意图
5、电容/电导/电感传感器
电容/电导传感器由至少两个安装在管壁上的金属板电 极组成，形成几列电容器，使流体从两块金属板或电极之 间的空间流过；电感传感器通常是一个环绕在管道上的线 圈。基于油气水不同的导电特性和电介质特性，认为混合 物的电特性是物理性质已知的各相流体所占比例的函数， 因此根据测量得到的电容、电导、电感值就可以计算出油 气水各相的相分率。这种方法的缺点是受含盐率的影响。
Watt使用双能源-射线传感器来确定气液相流速，使用高 能级或低能的-射线确定气相流速，使用混和信号的相关 式确定液相流速。
3、使用LDV(激光多普勒测速 )技术测定局部速度
LDV技术进入多相流测速领域已有20多年的历史，具有非接触方式、 空间分辩率高、动态响应快、方向性好和测速范围宽等特点。应用激光 多普勒效应测速的基本原理是：当激光照射到跟随流体运动的示踪粒子 时，产生的散射光频率与入射光频率之间的偏差与流体速度成正比，因 而只要测出多普勒频移即可确定示踪粒子即流体的速度。示踪粒子可以 是夹在气相中的液滴、液相中的气泡或液相中的固体粒子。LDV仪是 1964年Yeh与Cummins用于测量管中层流流场后发展起来的。近年来 向集成化、光纤化、智能化、精确化的方向发展。同时 LDV也有不足之 处，如只能测透明流场、无法在线测量、多点测量困难以及信号不连续， 难以完成频谱分析和高阶统计量的计算。
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水 各单相 仪 表 的测试 和评 价体 系 ，不 适 用 于多相 流
件 （ 同液量 、含水 率 、含 气率 ）下 直观地 观察 多 不
流量计 的测 试性 能 。
条 件下 实现 油气水 分 相流 量计 量 的组 合装 置 ，油 气 相 流量 计 的测量 误差 分布 ，帮助用 户充 分 了解 多相 量 计 的测试 与评 价 。 因此 ，如 何确 定多 相 流量计 在 不 同流态 、不 同含水 率 和含气 率条 件下 的实 际技 术
得 出的误 差 分布 图 ，从 经济 、 实用 的角度 来选择 。 关 键词 ：多 相流量 计 ；不确 定度 ；置 信水平 ；测 量
ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ０ — ８ ６２ １ ．．３ ｏ： ．９ ９ｊｓ ．０ ６ ６ ９ ． ２ ０ ３ １ ．ｓ ０ ７
多 相流 量计是 在 对油 气水 不分 离或 部分 分离 的
流量和含水率三个参数的不确定度来表示 ，同时还 过测试 装 置对其 进 行性 能测 试评 价 。从 已完 成 的测 试 情况 看 ，国内外 大多数 多 相流量 计 达不 到其 厂商 要 给 出相 应参 数不 确定 度 的置信水 平 。 声 明的 ９ ％的置信水 平 。 ０ ２ 测试数据分析 从 大 量测试 结 果看 ，测 量误差 增 大 的原 因除计 多相流 量计 液流 量 和气流 量测 量误 差用 相对 误 量技术 本 身有 待改 进外 ，极 限点 （ 量下 限 、高含 流源自１ 测量 范围和测量不确定度
多相流 量计 的测 量范 围一 般不 以油 、气 、水 流
量 的方 式给 出 ，而是 以液 流量 、气 流量 和含 水率 或
是 液 流量 、含水 率 和含气 率 的方式 给 出 ，这 两种 方 式 可进 行转 换 。生产 商应 给 出表示 流量 测量 范 围 的
差 表 示 ，含 水 率 的测 量 误 差 用 绝 对误 差 表示 。 目
气率等）的测量也是引发测量误差增大的一个主要
前 ，国 内外 比较认 可 的测试 数 据分 析通 常采用 统计 原 因。要保 证 多相 流量 计 置信水 平 达到 ９％可从 以 ０ 法 和 图示 法相 结合 的方 法 。 下 几方 面考 虑 ：一是 在测 量 范 围不 变 的情况 下 ，适
用统计 法和 图 示法相 结合 的 方 法。利 用 当前 的 多相 流计 量技 术和 方 法 ，在 一定 测 量 范 围 内， 多 相 流 量 计 液 流 量 、 气流 量 和 含 水 率 的 测 量 不确 定度 可 分 别 达 到 ５ ％一１％、 １％～２ ％和 ２ ０ ０ ０ ％～ ５ ％，其相 应 的 置信 水 平应 满足 ９ ％ 更 高。在 选 用 多相 流 量计 时 ，要 根 据 实 际 需要 ，结 合测 试 ０或
陆家 滨 大 庆油田 力集团 公司 电 供电
筇 ３ 卷第 ７ （０２０ ）（ 表 自控 ） １ 期 ２ １． ７ 仪
多相流量计性能评价与应用
巩 大 利 王婷 １大庆油田 设计院 ２大庆油田 采油六厂
摘 要 ：多相 流量 计 的测 量 不确 定 度 通 常 以液 流量 、气流 量 和含 水 率 三 个参数 的不 确 定度 进
行表 示，同时还要给 出相应参数不确定度的置信水平 国内外比较认 可的测试数据分析通 常采
油 ． 田地 面 工程 （ｔｐ ＿ 【 ｈｔ ： ， ｙ ｔ ｍｇ ．ｏ ｗ．ｑｄ ｃＣ ｍ） 一６ — ３
统计 法 是指确 定 达到用 户 提供 的测 量性 能 的测
第 ３ 卷 第 ７ （０ ２ ７ 仪 表 自控＞ １ 期 ２ １． ）（ ０
电网变压器类设备接点过热缺陷防范措施
系统使用指南》中要求多相流量计置信水平要达到 ０ 多相流计量手 气 液 两相 图。在 气液 两 相 图 中 ，气 流 量 （ 。 ）为 ９％；挪威油气测量协 会颁布 的 《 ｍ／ ｄ 横 坐标 ，液 流量 （ ｄ ｍｇ ）为 纵 坐标 。该 两 相 图 的坐 册 》 中提 出如果 不 明确地 给 出多相 流量 计置 信水 平 ５ 标 为对数坐标 ，图中的斜率表示含气 率 （ Ｖ 。 时 ，其 默认 值 是 ９ ％。 目前 国外大 多数 多相 流量 计 Ｇ Ｆ） 用 户要 求 制造 商提供 的多相 流量计 测 量不确 定度 的 在 多 相流 测 量 中 ， ＧＶ 是 重要 的参 数 之 一 。这 种 Ｆ
性 能 ，就显 得尤 为重 要 。
３ 测量不确定度 的置信水 平
在 多相流测 量 中 ，一旦 测量 条件 进人 高含 气率 范 围 ，随着含气 率 接近测 量 上 限 ，多 相流量 计 测量 不确 定度 也将 随之 增加 ，这 与高 含气 率下 复杂 的流 型有关 ，也与低 组 分具有 的高不确 定 度有关 。因而 必须 提供 一个适 用 此测量 不 确定度 的置信水 平 。美 国阿拉斯 加油 气保 护委 员会 编写 的 《 测井 多相 计量
当降低测量不确定度 的指标 ；二是在测量不确定度 试点数 占总测试点数的比例 。 指 标不 变 的情况 下 ，适 当缩 小多相 流量计 的测量 范 图示 法 是将 多相 流量计 的液流 量 、气流 量 、含 围 ；三是 采 用 分 段 的 形 式 表 示 测 量 不 确 定 度 的指 水率测量误差绘制误差分布图，以便在不同测量条 标 ，对 极 限点 的测量 可 以适 当放 大这 一指 标 。