一体式多介质混合流体测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于流体测量领域，更具体地，涉及一种一体式多介质混合流体测量装置及测量方法，该混合流体至少包括第一液相介质和第二液相介质。该测量装置包括竖直方向设置的液相介质测量管；液相介质测量管内设置有活塞，使用时，待测液相进入液相介质测量管，推动液相介质测量管内的活塞在第一位置和第二位置之间移动；通过记录活塞移动始末所需的时间、活塞移动的距离以及在液相介质测量管内产生的压差等参数，通过解方程计算得到第一液相介质和第二液相介质的流量。本发明专利技术混合流体测量装置和方法能够实现不断变化的多介质多相流体的实时在线自动测量。实时在线自动测量。实时在线自动测量。

【技术实现步骤摘要】
一体式多介质混合流体测量装置及测量方法


[0001]本专利技术属于流体测量领域，更具体地，涉及一种一体式多介质混合流体测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]一般的流量测量装置只能够测量具有均匀固定密度的气体或液体，而在实际工况条件下经常遇到不断变化的多相流体的测量，这也是困扰这些工况条件下流量测量与控制的难题。
[0003]例如采油工业中，油井中经常包含液相(油和水)和气相的气液混合流体，实时准确地测量从油井中采出的油水液混合流体中的含水量，以及气体含量，是生产管理和生产优化所必需的基础数据。传统方法一般首先通过分离器将气液两相混合流体分离成气相和液相(包括油与水)，然后分别计量它们的体积流量。但这种方法难以实现现场实时测量，不利于生产过程管理的自动化。现有技术中还没有能够直接测量多相(气和液)流体的测量装置，如CN1609563A、CN202017482U、CN105910663A、CN201723213U、CN207197593U、CN108894769A、CN107246259A等中国专利申请公开了多种方法对气、液两相流量进行测量的装置，能够测量气、液混合液体流量，但无法测量混合液中的水和油的含量。
[0004]CN200979430Y公开了一种气、水、油两相三介质流量测量装置，似乎可以实现测量。但从其测量原理来看，该装置首先采用楔型流量计测量混合液总流量，我们知道这是无法准确测得多相流体的流量，因为必须知道被测流体的准确密度等数据，而混合液体的密度等参数是不断变化的，因此导致其他测量结果也不准确，另外其结构较复杂，同时需要多个流量计、压力变送器，而且在测量油水混合液流量时没有考虑管道对流体的阻力，因而测量精度会受到影响。
[0005]专利CN208075946U也公开了一种气、水和油的测量方法，其方法是通过两个分离器，即气液分离器和油水分离器分别将气、水和油分离，再分别进行流量的测量。但是由于缺少分离器的具体说明，特别是水油是如何实现分离的，因而是难以进行气、水和油的测量的。即使能够实现测量，但是其结构复杂，难以实现在线进行连续测量。
[0006]CN103061740A公开了一个气、水和油三介质的流量测试装置，但是由于其内部结构复杂，不易于清洗与维护，而且其未公开其油水测量的方法。CN210289740U也公开了一种油田流量分类测量装置，但是其需要专用含水分析仪才能实现测量。
[0007]结合以上现有技术手段的分析，如何将混合流体测量装置做到体积小巧、结构简单，可靠地对气、水、油进行实时测量的同时，且降低成本，是解决这一问题的关键，也是本专利技术的核心。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种一体式多介质混合流体测量装置及测量方法，其结合实际应用场景中多介质多相流体各介质含量不断变化时的实时在
线测量需求，针对性对混合流体中不同介质流量测定的一体式测量装置进行重新设计，通过设置装置中各组件特定的连接关系，依据流体相关物理学原理，实现一体式多介质混合流体的测量；该装置不仅结构简单，而且不需要液相介质分离即能够可靠地对混合流体中多种介质的流量进行实时测量，解决了现有技术的测量装置需要先对油水进行分离才能够分别测量水相和油相、且无法适用于各介质流量不断变化的混合流体的气、水和油测量的技术问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一体式多介质混合流体测量装置，该多介质混合流体包括第一液相介质和第二液相介质，该测量装置包括竖直方向设置的液相介质测量管；所述液相介质测量管内设置有活塞；
[0010]使用时，所述多介质混合流体进入所述液相介质测量管，推动所述活塞在该液相介质测量管内的第一位置和第二位置之间移动；通过记录所述活塞移动始末所需的时间、移动的距离以及该活塞移动始末在所述液相介质测量管内产生的压差，根据已知的液相的密度、该液相介质测量管的横截面积以及记录的活塞移动时间，解方程计算得到该混合流体中第一液相介质和第二液相介质的流量。
[0011]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种一体式多介质混合流体测量装置，该多介质混合流体包括气相和液相，所述液相包含第一液相介质和第二液相介质，该测量装置包括竖直方向设置的气液分离管和液相介质测量管；其中：
[0012]所述气液分离管用于将混合流体中的气相和液相分离；所述气液分离管上设置有液位传感器，所述液位传感器用于监测所述气液分离管中液相在第一液位和第二液位之间的液位变化；
[0013]所述液相介质测量管内设置有活塞；所述气液分离管的液相出口与所述液相介质测量管相连接，用于使所述气液分离管内的液相流动至所述液相介质测量管中，并推动所述活塞在该液相介质测量管内的第一位置和第二位置之间移动；
[0014]使用时，对于混合流体中的气相，通过获得气相的温度、压力和所述液位变化对应的气相体积，并记录所述液位变化所需的时间，计算获得所述混合流体中气相的流量；
[0015]对于混合流体中的液相，通过记录所述活塞移动始末所需的时间、移动的距离以及该活塞移动始末在所述液相介质测量管内第一位置与第二位置之间产生的压差，根据已知的第一液相介质和第二液相介质的密度、该液相介质测量管的横截面积以及记录的活塞移动时间，解方程计算得到该混合流体中第一液相介质和第二液相介质的流量。
[0016]优选地，所述气液分离管的流体进口端设置有第一阀门，用于使所述混合流体自进料管通过该第一阀门进入所述气液分离管；所述进料管的直径小于所述气液分离管的直径；
[0017]所述气液分离管的上部与第二阀门相连接，所述第二阀门与出气管道相连接，用于将所述气液分离管内的气相通过所述出气管道排出。
[0018]优选地，所述液相介质测量管的一端通过第三阀门与所述气液分离管的液相出口相连接，另一端通过第四阀门与所述气液分离管的液相出口相连接；且所述第三阀门和第四阀门还分别与出油管道相连接，用于将所述液相介质测量管中的液相通过所述出油管道排出。
[0019]优选地，该测量装置还包括控制和显示系统模块，该系统模块用于控制阀门端口
的开闭，并根据接收到的混合流体中各介质的物理参数，进行该混合流体中各介质流量的计算和显示。
[0020]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种利用所述的流体测量装置进行流体流量测量的测量方法，包括如下步骤：
[0021](1)使混合流体进入所述液相介质测量管，推动所述活塞从所述第一位置移动至所述第二位置，或从所述第二位置移动至所述第一位置；
[0022](2)记录所述活塞移动始末所需的时间、移动的距离以及该活塞移动始末在所述液相介质测量管内第一位置与第二位置之间产生的压差，根据已知的第一液相介质和第二液相介质的密度、该液相介质测量管的横截面积以及记录的活塞移动时间，解方程计算得到该混合流体中第一液相介质和第二液相介质的流量。
[0023]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种利用所述的测量装置进行多介质混合流体流量测量的测量方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式多介质混合流体测量装置，其特征在于，该多介质混合流体包含液相，所述液相包括第一液相介质和第二液相介质，该测量装置包括竖直方向设置的液相介质测量管；所述液相介质测量管内设置有活塞；使用时，所述多介质混合流体进入所述液相介质测量管，推动所述活塞在该液相介质测量管内的第一位置和第二位置之间移动；通过记录所述活塞移动始末所需的时间、移动的距离以及该活塞移动始末在所述液相介质测量管内产生的压差，根据已知的所述第一液相介质和第二液相介质的密度、该液相介质测量管的横截面积以及记录的活塞移动时间，解方程计算得到该混合流体中第一液相介质和第二液相介质的流量。2.一种一体式多介质混合流体测量装置，其特征在于，该多介质混合流体包括气相和液相，所述液相包含第一液相介质和第二液相介质，该测量装置包括竖直方向设置的气液分离管和液相介质测量管；其中：所述气液分离管用于将混合流体中的气相和液相分离；所述气液分离管上设置有液位传感器，所述液位传感器用于监测所述气液分离管中液相在第一液位和第二液位之间的液位变化；所述液相介质测量管内设置有活塞；所述气液分离管的液相出口与所述液相介质测量管相连接，用于使所述气液分离管内的液相流动至所述液相介质测量管中，并推动所述活塞在该液相介质测量管内的第一位置和第二位置之间移动；使用时，对于混合流体中的气相，通过获得气相的温度、压力和所述液位变化对应的气相体积，并记录所述液位变化所需的时间，计算获得所述混合流体中气相的流量；对于混合流体中的液相，通过记录所述活塞移动始末所需的时间、移动的距离以及该活塞移动始末在所述液相介质测量管内第一位置与第二位置之间产生的压差，根据已知的第一液相介质和第二液相介质的密度、该液相介质测量管的横截面积以及记录的活塞移动时间，解方程计算得到该混合流体中第一液相介质和第二液相介质的流量。3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述气液分离管的流体进口端设置有第一阀门，用于使所述混合流体自进料管通过该第一阀门进入所述气液分离管；所述进料管的直径小于所述气液分离管的直径；所述气液分离管的上部与第二阀门相连接，所述第二阀门与出气管道相连接，用于将所述气液分离管内的气相通过所述出气管道排出。4.如权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，所述液相介质测量管的一端通过第三阀门与所述气液分离管的液相出口相连接，另一端通过第四阀门与所述气液分离管的液相出口相连接；且所述第三阀门和第四阀门还分别与出油管道相连接，用于将所述液相介质测量管中的液相通过所述出油管道排出。5.如权利要求1或2所述的混合流体测量装置，其特征在于，该测量装置还包括控制和显示系统模块，该系统模块用于控制阀门端口的开闭，并根据接收到的混合流体中各介质的物理参数，进行该混合流体中各介质流量的计算和显示。6.一种利用如权利要求1所述的流体测量装置进行流体流量测量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)使混合流体进入所述液相介质测量管，推动所述活塞从所述第一位置移动至所述第二位置，或从所述第二位置移动至所述第一位置；
(2)记录所述活塞移动始末所需的时间、移动的距离以及该活塞移动始末在所述液相介质测量管内第一位置与第二位置之间产生的压差，根据已知的第一液相介质和第二液相介质的密度、该液相介质测量管的横截面积以及记录的活塞移动时间，解方程计算得到该混合流体中第一液相介质和第二液相介质的流量。7.一种利用如权利要求2至5任一项所述的测量装置进行多介质混合流体流量测量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)使混合流体进入所述气液分离管，且确保所述气液分离管的液相出口无液体流出，所述混合流体在所述气液分离管内实现气相和液相的分离，且分离得到的气相从出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖然，肖建中，罗敏，
申请(专利权)人：武汉诺赛尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：