本发明专利技术公开了一种能将三相流中的气液两相进行有效分离，流型规范的多相流测定用旋流器，包括外支撑筒，该外支撑筒的内部设有三个旋流叶片，所述旋流叶片相对于外支撑筒中心线倾斜设置，三个所述旋流叶片环向均匀分布；同时公开了一种多相流测定系统，包括安装体，在该安装体内直线贯穿有测量孔，该测量孔的上游段设有以上多相流测定用旋流器，该测量孔的下游段设有微波探测天线。采用本发明专利技术的显著效果是，通过旋流器的整流作用，将三相流分离为界限明显的气液两相，其中气相汇聚到管道中央形成气芯流动，而液相(油相和水相)形成液膜贴在管壁内侧流动，能准确测得含气率、含水率等参数，特别适用于较高含气率的情况下对含水率的测量。测量。测量。
【技术实现步骤摘要】
多相流测定用旋流器以及测定系统
[0001]本专利技术涉及石油工程的领域，具体涉及一种原油的测定装置。
技术介绍
[0002]现有三相流微波含水率测量方法大多都是基于微波透射方法，其基于的原理是通过测量微波在流动介质中衰减来计算流动介质含水率，其本质是利用不同介质的介电常数来反映流体介质的含水率，而针对油田产出物油气水三相流来说，通常含油非常多的杂质，其含水为地层水，矿化度非常大，而矿化度由对介质导电率影响很大，因此基于介电常数的微波含水率测量方法测量精度会受到很大影响。
[0003]研究人员提出了一种基于微波在流体介质中传播速度来测量含水率的测量方法，该方法不受流体介质矿化度的影像，并且微波在油气水三相流体中的传播速度也具有足够大的区分度(微波在油中的传播速度20.7km/s，水中的传播速度30km/s，空气中的传播速度为3.3km/s)以保证测量分辨率。
[0004]对三相流进行整流可以获得流动形态较为统一的规范流型，该规范流型避免了因原始流型油气水三相界面随机波动而对微波测量造成的剧烈干扰，对标定微波在混合物中的传播速度提供了极大的便利，能增加测量精度。
[0005]由此产生的问题是如何对三相流进行整流，以得到适用于“微波声速法测含水率”的流型。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术目的之一在于提供一种能将三相流中的气液两相进行有效分离，流型规范的多相流测定用旋流器。
[0007]技术方案如下：
[0008]一种多相流测定用旋流器，其关键在于：包括外支撑筒，该外支撑筒的内部设有三个旋流叶片，所述旋流叶片与所述外支撑筒中心线的夹角为θ，0＜θ＜90
°
，三个所述旋流叶片环向均匀分布；
[0009]所述旋流叶片为1/2椭圆板，其对应的椭圆的长轴为a、短轴为b，所述旋流叶片包括一个直线边和一个弧形连接边，所述直线边与对应椭圆的长轴方向重合，所述弧形连接边贴合并固定在所述外支撑筒的内壁上。
[0010]本专利技术目的之二在于提供一种多相流测定系统，包括安装体，在该安装体内直线贯穿有测量孔，该测量孔的上游段设有以上多相流测定用旋流器，该测量孔的下游段设有微波探测天线，所述微波探测天线包括贴壁测量天线和中心测量天线，所述贴壁测量天线紧靠所述测量孔内壁并沿所述测量孔的轴向设置，所述中心测量天线位于所述测量孔的中心线上并沿所述测量孔的轴向设置。
附图说明
[0011]图1为实施例1的结构示意图；
[0012]图2为外支撑筒11入口端的示意图；
[0013]图3为第一旋流叶片121与外支撑筒11的安装结构示意图；
[0014]图4为图1的D-D`截面图；
[0015]图5为第一旋流叶片121的结构示意图；
[0016]图6为实验组
①
的结构示意图；
[0017]图7为实验组
①
的CFD模拟结果；
[0018]图8为实验组
②
的结构示意图；
[0019]图9为实验组
②
的CFD模拟结果；
[0020]图10为实验组
③
的结构示意图；
[0021]图11为实验组
③
的CFD模拟结果；
[0022]图12为实验组
①
、
②
、
③
测得的压力损失与入口流速曲线图；
[0023]图13为实施例3的结构示意图；
[0024]图14为多相流测定系统入口端的结构示意图；
[0025]图15为图14的B-B｀剖视图；
[0026]图16为图14的C-C`剖视图；
[0027]图17为图16的i部放大图；
[0028]图18为实施例4的结构示意图。
具体实施方式
[0029]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0030]实施例1：
[0031]如图1、2、3、4、5所示，一种多相流测定用旋流器，包括外支撑筒11，该外支撑筒11的内部设有三个旋流叶片12，所述旋流叶片12的表面设有耐磨涂层，所述旋流叶片12与所述外支撑筒11中心线的夹角为θ，0＜θ＜90
°
，三个所述旋流叶片12环向均匀分布；
[0032]所述旋流叶片12为1/2椭圆板，其对应的椭圆的长轴为a、短轴为b，所述旋流叶片12包括一个直线边12a和一个弧形连接边12b，所述直线边12a与对应椭圆的长轴方向重合，所述弧形连接边12b贴合并固定在所述外支撑筒11的内壁上。
[0033]所述旋流叶片12对应椭圆的短轴方向垂直于所述外支撑筒11的中心线，三个所述旋流叶片12的所述直线边12a在同一个抵靠点相互接触，所述抵靠点落在所述外支撑筒11的中心线上。
[0034]所述外支撑筒11的内径为R，b＝R，R＝21.5mm。
[0035]为进一步提高对三相流的整流效果，有30
°
≤θ≤45
°
。
[0036]在图1和图2中，三个所述旋流叶片12依次为第一旋流叶片121、第二旋流叶片122、第三旋流叶片123。
[0037]实施例2：
[0038]设有三个旋流器实验组：
[0039]实验组
①
：本实验组与实施例1的不同在于，θ＝45
°
，如图6所示；
[0040]实验组
②
：本实验组与实施例1的不同在于，所述旋流叶片12为四个，θ＝45
°
，如图8所示；
[0041]实验组
③
：本实验组与实施例1的不同在于，所述旋流叶片12为两个，θ＝45
°
，如图10所示。
[0042]分别对实验组
①
、
②
、
③
的三种旋流器进行CFD模拟，并对结果进行对比分析：三种叶片的旋流效果分别如图7、9、11所示。
[0043]对于图7、9、11的说明：在图7、9、11(灰度图)对应的原图中，在旋流器上游部分的管道内均呈现大面积绿色，在经过旋流器后，紧贴管内壁的部分为蓝色(代表油相)，向管心线方向依次为绿色、黄色、红色(代表气相)。
[0044]从图7、9、11可以看出，实验组
①
、
②
的整流效果优于实验组
③
的整流效果，前两组的三相流经过旋流器后气相和液相的界面均匀；
[0045]测得三相流流经实验组
①
、
②
、
③
前后的压力损失，如图12所示。从图12可以看出，实验组
①
的旋流器对压力损失影响较大，而实验组
②
、
③
的旋流器对压力损失的影响相对较小。
[0046]综合考虑旋流效果和压力损失两方面因素，选择实验组
①...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多相流测定用旋流器，其特征在于：包括外支撑筒(11)，该外支撑筒(11)的内部设有三个旋流叶片(12)，所述旋流叶片(12)与所述外支撑筒(11)中心线的夹角为θ，0＜θ＜90
°
，三个所述旋流叶片(12)环向均匀分布；所述旋流叶片(12)为1/2椭圆板，其对应的椭圆的长轴为a、短轴为b，所述旋流叶片(12)包括一个直线边(12a)和一个弧形连接边(12b)，所述直线边(12a)与对应椭圆的长轴方向重合，所述弧形连接边(12b)贴合并固定在所述外支撑筒(11)的内壁上。2.根据权利要求1所述的多相流测定用旋流器，其特征在于：所述外支撑筒(11)的内径为R，b＝R。3.根据权利要求2所述的多相流测定用旋流器，其特征在于：所述旋流叶片(12)对应椭圆的短轴方向垂直于所述外支撑筒(11)的中心线，三个所述旋流叶片(12)的所述直线边(12a)在同一个抵靠点相互接触，所述抵靠点落在所述外支撑筒(11)的中心线上。4.根据权利要求1、2或3所述的多相流测定用旋流器，其特征在于：30
°
≤θ≤45
°
。5.根据权利要求1、2或3所述的多相流测定用旋流器，其特征在于：所述旋流叶片(12)的表面设有耐磨涂层。6.一种多相流测定系统，其特征在于：包括安装体(1)，在该安装体(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛棚满，李世英，陈小平，
申请(专利权)人：海默新宸水下技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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