多相流调整装置及使用该装置的多相流相分率测量装置制造方法及图纸

多相流调整装置，安装在输送管道（１）上，包括：流入管段（２），并流入端与输送管道的一端相连接；缓冲管段（３），其流入口与流入管段的流出端相连接；三通管接头（６），与输送管道的另一端相连接；第一旁通管段（５），安装在缓冲管段的一个流出口和三通管接头之间；第二旁通管段（７），安装在缓冲管段的另一个流出口和三通管接头之间；以及静态节流装置（８），安装在第二旁通管段上。采用上述多相流调整装置的多相流相分率测量装置。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于多相流测量
，具体地讲，涉及一种对气-液-液多相流尤其是油气水三相流的流态和相分率进行调整的装置以及使用该装置的多相流相分率测量装置。发展多相流测量技术的必要生已经被广泛接受。在世界范围内，随着油气勘探开发向更深更广的海洋区域的扩张，特别是随着水下油气开采技术的兴起，石油工业界对性能更好、适用范围更广的新的多相流测量技术的需求日益增长。在多相流测量技术中，相分率的测量范围和测量精度直接影响着流量的测量范围和测量精度。迄今为止，气-液-液多相流测量的困难之一在于，随着含气率的升高，气-液-液多相流中的液体组分的相对含量下降，含液率测量的相对误差将会变大，液-液相分率测量的相对误差也会变大。此外，气-液-液多相流的流态也是影响测量精度的重要因素之一。正是由于多相流的流动条件复杂多变，现有的多相流测量技术还不能够在各种流动条件下都给出可以接受的测量结果。在目前已有的技术中，授权给本专利技术人的名称为“油气水三相流量测量装置”的中国技术专利96246704.9以及本专利技术人申请的名称为“段塞发生装置及使用该装置的油气水三相流量测量装置”的中国技术专利申请97229522.4分别给出了两种实现油气水三相流测量的技术方案，并且都已经付诸实施，在中国塔里木盆地的沙漠油田中得到了成功的应用。但是，上述两种装置仍有其局限性，即都是针对中低含水率的条件设计的，在高含水条件下不适用。西安交通大学递交的名称为“油气水三相流量测量方法及其装置”的中国专利技术专利申请94108458.2(专利技术人为周芳德)中提出了一种油气水三相流量测量装置，该装置中使用了两个控制阀门，属于可动部件，而且需要根据不同的多相流条件对阀门进行调节，因此不适于在无人环境尤其是水下环境中应用。此外，中国科学院近代物理研究所递交的名称为“原油含气、含水率自动测量仪”的中国专利技术专利申请93107258.1(专利技术人为寿焕根等人)中给出了一种油气水三相相分率测量装置，但是该装置的含气率适用范围为0-50％，而目前世界上绝大多数油井的含气率在45％-95％之间。因此，如何进一步拓宽多相流测量装置的适用范围同时保证测量的精确度，是目前多相流测量
中亟待解决的一个问题。本技术的第一目的在于提供一种对气-液-液多相流的流态和相分率进行调整的装置，该装置能够在气-液-液多相流的各种流动条件(包括高含气和高含水条件)下形成有利于相分率测量的流动条件，并且适于在无人环境(尤其是水下环境)中安装使用。本技术的第二目的在于提供一种全量程的多相流相分率测量装置，该装置能够在气-液-液多相流的各种流动条件(包括高含气和高含水条件)下较精确地测量相分率，并且适于在无人环境(尤其是水下环境)中安装使用。为实现上述第一目的，本技术提供了一种多相流调整装置，它安装在气-液-液多相流输送管道的一端和另一端之间，用于对气-液-液多相流的流态和相分率进行调整装置，该多相流调整装置包括一个流入管段，有一个流入端和一个流出端，该流入管段的流入端与输送管道的一端相连接；一个缓冲管段，有一个流入口和两个流出口，该缓冲管段的流入口与流入管段的流出端相连接；一个三通管接头，与输送管道的另一端相连接；第一旁通管段，安装在缓冲管段的一个流出口和三通管接头之间；第二旁通管段，安装在缓冲管段的另一个流出口和三通管接头之间；一个静态节流装置，安装在上述第二个旁通管段上。为实现上述第二目的，本技术提供了一种多相流相分率测量装置，该装置包括本技术的多相流调整装置，包括一个安装在该多相流调整装置的第二个旁通管段上的相分率测量装置；还可以包括一个安装在输送管道上的另一个相分率测量装置。将本技术的多相流调整装置直接安装在输送管道上，可以对管道中的气-液-液多相流进行流态和相分率的调整，在多相流调整装置的第二旁通管段中得到流态稳定、低含气的液流，从而形成有利于测量液-液相分率的条件，使得液-液相分率的测量误差独立于管道中多相流的流态和含气率，不受流态变化和含气率升高的影响，进而还可以提高多相流中气-液相分率的测量精度。因此，使用本技术的多相流相分率测量装置，不仅能够拓宽气-液-液多相流的相分率的测量范围而且能够提高测量精度。本技术的装置的其他优点在于该装置结构简单，安装方式灵活方便，压力损失小。尤其是本技术的装置中没有任何可动装置，工作过程中无需进行调节，有利于实现生产过程自动化，并且能够降低运行和维护费用。同时，该装置具有非常高的可靠性，适于在无人环境尤其是水下环境中安装使用。此外，本技术的多相流相分率测量装置与一个多相流流速或总流量测量装置配合使用就可以构成一个多相流流量测量装置。通过以下结合附图对本技术的较佳实施例的详细描述，本技术的其他目的和优点将会更加明显。附图说明图1是本技术的多相流调整装置的一种实施例的示意图。图2是本技术的多相流调整装置的又一种实施例的示意图。图3是本技术的多相流相分率测量装置的一种实施例的示意图。图4是本技术的多相流相分率测量装置的又一种实施例的示意图。图1示出了本技术的多相流调整装置安装在竖直输送管道上的一种实施方式，图2示出了本技术的多相流调整装置安装在水平输送管道上的一种实施方式。在图1和图2中，标号1为输送管道，2为流入管段，3为缓冲管段，4为阻流板，5为第一旁通管段，6为三通管接头，7为第二旁通管段，8为静态节流装置。来自所述输送管道1的一端的气液多相流经过流入管段2进入缓冲管段3，由于流体和缓冲管段3的管壁的碰撞效应以及重力的作用，气-液-液多相流在缓冲管段3中进行部分的气液分离，分离出的较低含液的气流从缓冲管段3的一个流出口经过第一旁通管段5和三通管接头6流入输送管道1的另一端；分离出的较低含气的液流则从缓冲管段3的另一个流出口经过第二旁通管段7、静态节流装置8和三通管接头6流入输送管道1的另一端，因此在第二旁通管段7中形成了含气率较低并且流态较为稳定的液流。在上述结构中，为了使流体与缓冲管段3的管壁碰撞效应更大以便使气液更有效地分离，可以将流入管段2做成一个变径管段，使其流入端的内径大于其流出端的内径。另外，也可以使流入管段2与缓冲管段3正交连接。并且，可以使流入管段2的流出端伸入到缓冲管段3的内部靠近相对管壁之处。另外需要说明的是，为了达到更好的效果，缓冲管段3的内径最好大于输送管道1的内径，例如缓冲管段3的内径为输送管道1内径的1至5倍。一般地说，为了保证缓冲管段3具有一定的容积，当其内径较小时，长度应较大。反之，当内径较大时，长度可减小。此外，在重力方向上，与第一个旁通管段5相连接的缓冲管段3的流出口的位置高于与第二旁通管段7相连接的缓冲管段3的另一个流出口的位置；交错安装在缓冲管段3内部管壁上的两个阻流板4和安装在第二旁通管段7上的静态节流装置8分别起阻流和限流的作用。这些措施进一步保证了第二旁通管段7中的流体保持较低的含气率和稳定的流态。应当理解到，阻流板的数量并不构成对本技术的限制。并且，静态节流装置8可以选自节流喷嘴、缩径管段、孔板、阻流板等静态装置中的一种或几种的组合。图3示出了本技术的多相流相分率测量装置的一种实施方式。在图3中，该多相流相本文档来自技高网...

【技术保护点】
多相流调整装置，安装在气－液－液多相流输送管道（１）上，其特征在于包括：一个流入管段（２），有一个流入端和一个流出端，所述流入管段（２）的流入端与所述输送管道（１）的一端相连接；一个缓冲管段（３），有一个流入口和两个流出口，所述缓冲 管段（３）的流入口与所述流入管段（２）的流出端相连接；一个三通管接头（６），与所述输送管道（１）的另一端相连接；第一旁通管段（５），安装在所述缓冲管段（３）的一个流出口和所述三通管接头（６）之间；第二旁通管段（７），安装在所述缓 冲管段（３）的另一个流出口和所述三通管接头（６）之间；以及一个静态节流装置（８），安装在所述第二旁通管段（７）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：窦剑文，
申请(专利权)人：兰州海默科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]