基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及天然气计量技术领域，特别涉及一种基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置及方法，所述的计量装置包括文丘里管、差压传感器、静压传感器、温度传感器和采集盒，差压传感器设置有三组，沿文丘里管内湿气流动的方向间隔布置，各差压传感器之间设有导压连通管用于测量流经该段管体气液的总差压

【技术实现步骤摘要】
基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置及方法


[0001]本专利技术涉及天然气计量
，特别涉及一种基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置及方法。

技术介绍

[0002]在天然气开采过程中，作业区的生产人员，计量技术人员，各级的管理人员，均需要对每一口气井的产气量和产液量进行实时的了解和掌控，进而保证现场的安全，进行成本测算和实现精细化的管理。目前，天然气井的计量方式为多井采气管道汇集在一起，通过气液分离器分离后分相计量，但是采用气液分离器计量的方法存在占地面积大，不能真实掌握每一口气井产量的缺点。
[0003]差压式多相流计量设备结构简单、可靠性高、技术成熟、成本低、维护方便，在多相流各流型下能够较为稳定工作。在多相流领域，国内外专家学者利用差压原理计算多相流分相含率做了很多尝试和努力。Murdock、James、Chisholm、Smith、Lin、Steven和Steven and Hall等都对差压式流量计气液两相流的测量模型进行了理论和实验研究，获得了一系列的半经验测量模型，对于混合流量的计量提供了很多想法和思路，同时引入了虚高模型概念。
[0004]差压方法测量流量，常用节流件为孔板、喷嘴、文丘里。考虑喷嘴和孔板节流件存在压损较大，且一个节流件只能测量单差压，单差压的波动对天然气气液两相流的计量并无明显规律，因此在本专利技术中，采用文丘里作为节流原件。利用文丘里前后差压及总差压之间的规律，建立计量模型。
[0005]湿气计量本质是多相流计量得一种，其计量技术一直计量领域的难点。因此，研究一种适用于现场实际应用的湿气两相流量计量方法，使其计量精准、应用范围广，对天然气的生产开发将会是一件十分必要的工作。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置及方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置，包括：
[0009]文丘里管；
[0010]差压传感器，设置有三组，沿所述文丘里管内湿气流动的方向间隔布置，各差压传感器之间设有导压连通管用于测量流经该段管体气液的总差压
△
P
A
、上差压
△
P
B
和下差压
△
P
C
；
[0011]静压传感器，设置在所述的文丘里管上，用于测量管体内气液的压力；
[0012]温度传感器，设置在所述的文丘里管上，用于测量管体内气液的温度；
[0013]采集盒，套置在所述的文丘里管上，用于所述差压传感器、静压传感器和温度传感
器的线束汇总，所述的采集盒中设有计算模块用于计算气液两相流量。
[0014]在进一步的技术方案中，所述的计量装置还包括表头，所述的表头经由支撑杆安装在所述采集盒上，用于显示气液两相流量的计算结果。
[0015]在进一步的技术方案中，所述的计量装置还包括护罩外壳，所述的护罩外壳套设在三组差压传感器外。
[0016]本专利技术还提供了一种基于上述计量装置对湿气两相流量进行计量的方法，所述的方法包括利用温度传感器获得管道内湿气的温度，利用静压传感器获得管道内湿气的压力，根据经验公式计算出天然气的密度和粘度：
[0017]ρ＝f(T,P)
[0018]μ＝f(T,P)
[0019]其中，T为管道温度，P为管道压力，ρ为天然气的密度，μ为天然气的粘度；
[0020]以文丘里管为基础，设置三个取压点，分别安装差压传感器，利用导压连通管的横向连接测量出总差压
△
P
A
、上差压
△
P
B
和下差压
△
P
C
；
[0021]判断管道内是否为纯气：
[0022][0023]若k值大于或等于2.5，则判定管道内为纯气相，并根据上差压
△
P
B
计算产气量q
v
；
[0024][0025]若k值小于2.5，则判定管道内为气液两相，并根据下差压
△
P
C
计算x；
[0026]x＝
△
P
B
/
△
P
C
[0027]然后拟合液相体积含率：
[0028]y1＝ax2‑
bx+c
[0029]其中，a，b，c都为实验数据拟合出的系数，且都小于1；
[0030]拟合气相虚高修正系数模型：
[0031]y2＝dx+e
[0032]其中，d，e都为实验数据拟合出的系数，且都小于1；
[0033]计算得到气液两相的流量分别为：
[0034][0035]q
液
＝q
v
×
y1。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0037]本专利技术提供的基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置，具有结构简单，安装方便的优点，适用于安装于单井井口；而且，本专利技术提供的计量装置的表头高度集成化，可实现所有参数数据的一屏显示。
[0038]本专利技术提供的基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量方法，通过实验与实际应用数据拟合算法模型，将传统节流计算模型与拟合模型相结合计算气液两相，逻辑简单，计算可靠。
附图说明
[0039]图1示出为根据本专利技术具体实施方式提供的一种基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置的结构示意图；
[0040]图2示出为图1中计量装置的后视图；
[0041]图3示出为图1中计量装置的俯视图；
[0042]图4示出为本专利技术提供的计量装置中差压传感器的安装结构示意图；
[0043]图5示出为本专利技术中表头的结构示意图；
[0044]图6示出为本专利技术提供的计量装置中温度传感器的安装结构示意图；
[0045]图7示出为本专利技术中采集盒的安装结构示意图；
[0046]图中标号说明：1
‑
文丘里管，2
‑
护罩外壳，3
‑
差压传感器，4
‑
差压传感器安装支架，5
‑
采集盒，6
‑
十字槽盘头螺钉，7
‑
防爆接头组件，8
‑
支撑杆，9
‑
导压连通管，10
‑
内六角圆柱头螺钉，11
‑
外壳连接法兰，12
‑
防爆外壳，13
‑
多参数电路，14
‑
下差压
△
P
C
取压组件，15
‑
上差压
△
P
B
取压组件，16
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置，其特征在于，包括：文丘里管；差压传感器，设置有三组，沿所述文丘里管内湿气流动的方向间隔布置，各差压传感器之间设有导压连通管用于测量流经该段管体气液的总差压
△
P
A
、上差压
△
P
B
和下差压
△
P
C
；静压传感器，设置在所述的文丘里管上，用于测量管体内气液的压力；温度传感器，设置在所述的文丘里管上，用于测量管体内气液的温度；采集盒，套置在所述的文丘里管上，用于所述差压传感器、静压传感器和温度传感器的线束汇总，所述的采集盒中设有计算模块用于计算气液两相流量。2.根据权利要求1所述的基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置，其特征在于，还包括表头，所述的表头经由支撑杆安装在所述采集盒上，用于显示气液两相流量的计算结果。3.根据权利要求1所述的基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置，其特征在于，还包括护罩外壳，所述的护罩外壳套设在三组差压传感器外。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的基于三差压数据拟合模型的湿气两相流量计量装置对湿气两相流量进行计量的方法，其特征在于，所述的方法包括利用温度传感器获得管道内湿气的温度，利用静压传感器获得管道内湿气的压力，根据经验...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏方方，吴浩达，刘振华，
申请(专利权)人：安徽中控仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：