一种罐式三相流量计制造技术

本发明专利技术涉及流体的分相流量及密度测量技术领域，具体为一种罐式三相流量计，包括立式计量罐、压差计、流量计和自动控制系统，计量罐的侧壁上方设置有上进口管道和上出口管道，计量罐的侧壁下方设置有下进口管道和下出口管道，上进口管道设置有第一阀门，上出口管道设置有第二阀门，下进口管道设置有第三阀门，下出口管道设置有第四阀门。设置有压差计，连接在上出口管道与下出口管道，测量上下出口管道之间的压差。上出口管道与下出口管道的输出端连通至同一管道中，且该管道设置有流量计；本发明专利技术提供的罐式三相流量密度计不含放射线，同时具有高精度、可靠、结构简单，本罐式三相流量密度计对三相、两相混输过程出现的各种复杂流态进行测量。态进行测量。态进行测量。

【技术实现步骤摘要】
一种罐式三相流量计


[0001]本专利技术涉及流体的分相流量及密度测量
，具体为一种罐式三相流量计。

技术介绍

[0002]现代工业很多场合需要测量流量，但是在三相流体或两相分相流量测量方面，技术还不成熟，比如对油田生产井产出的油气水三相分相测量方面，准确度还不能满意，因为目前我国的大部分油井产油量很低，在每天1至3吨以内，产水却很多在每天10至30吨之间，同时还有多少不一的产气量，产出的油水部分乳化在一起，乳化液还会和气体形成泡沫状的絮状物，而我们希望了解的是油的准确的产量，在这种水多油少还有气体混杂的苛刻条件下，现有的三相流量计还难以胜任。
[0003]在湿蒸汽中气相与水相各自的流量测量方面，还没有准确方便低成本的测量方法。总之，在三相流体或两相分相流量测量方面还没有较成熟的技术，还需要进一步提升。
[0004]目前在三相流体或两相分相流量测量方面有很多方式，如通过电容法或者放射性法测量流体的混合密度，同时测量多相流体的总流量，然后计算各相流体各自的流量，这种方法对乳化液准确，但在各相分离状态下，各相在流动状态流速不一样，很难测准混合密度。还有采用先将各相分离，然后分别对各相单独测量流量，这种方法一般装置复杂体积大，计量成本过高。还有采用孔板流量计，同时通过汽水两相流体，通过压差的波动判断汽水各自的流量，这种方法需要大量的实验数据作为判断的基础，但是现场的压力与汽水各自的流量变化很大，因此由于基础数据不足，判断准确性不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种罐式三相流量计，包括立式计量罐、压差计、流量计和自动控制系统，所述计量罐的侧壁上方设置有上进口管道和上出口管道，所述计量罐的侧壁下方设置有下进口管道和下出口管道，所述上进口管道设置有第一阀门，所述上出口管道设置有第二阀门，所述下进口管道设置有第三阀门，所述下出口管道设置有第四阀门，设置有压差计，连接在上出口管道与下出口管道，测量上下出口管道之间的压差。所述上出口管道与下出口管道的输出端连通至同一管道中，且该管道设置有流量计；
[0006]所述自动控制系统用于计算各相的流量与密度，根据控制程序以及压差计与流量计的测量数据控制电动阀门的打开与关闭。
[0007]可选的，所述第一阀门和第三阀门为手工阀门或电动阀门其中的一种。
[0008]可选的，所述第二阀门和第四阀门为电动阀门。
[0009]一种罐式三相流量密度计的测量方法，包括以下步骤：
[0010]S1、混输的多相流体，进入罐内后，由于重力作用，会有某相流体如气或水分离出来聚集在罐内的上部或下部，通过进出口阀门的配合，可以形成只有一相流体流出罐体，而另外两相或者一相或者三相(天然气生产井加入泡沫剂后，形成的油水与天然气组成的泡沫)留存在罐内。或者只有一相流体存留在罐内，另外两相或者一相或者三相(天然气生产
井加入泡沫剂后，形成的油水与天然气组成的泡沫)流出罐体。
[0011]S2、在第一阀门关闭，第三阀门打开，油气水三相从计量罐下部进入罐内，第二阀门打开，第四阀门关闭，气体从上部流出罐体，油水两相存留罐内状态下，在出口只是流出气体的时间内，选时间t1到t2，从t1到t2之间，压差变化了ΔP，压差的变化与其它两相同时间进入罐内的总体积，与进入罐内的油水两相的平均密度以及气体密度有关，如下式，
[0012][0013]其中ΔV
ow
是在t1到t2之间进入罐内的油水两相总体积，ρ
ow
是以上体积油水的平均密度。ρ
g
是气体的密度。S是罐内截面积，g是重力加速度。
[0014]取压差的平均变化速率取油水平均总流量得出下式，
[0015][0016]S3、在第一阀门关闭，第三阀门打开，油气水三相从计量罐下部进入罐内，第二阀门关闭，第四阀门打开，油水两相从下部流出罐体，气相存留罐内的情况下，要把油水两相当做一相处理，但是油水两相也要重力分离，水先流出，油后流出。因此要把油水两相从进入罐内，到全部流出罐体的全程作为一个时间段。过程开始第一阀门关闭，第三阀门打开，油气水三相从计量罐下部进入罐内，第二阀门关闭，第四阀门打开，气体已经充满罐内压差计测量范围的空间，油气水都从底部管道流出罐体，记录此刻的压差为P1。然后打开第二阀门，打开后关闭第四阀门。油水开始存留在罐内，只有气体一相流出罐体。在油水接近上部出口时，记录此刻的压差为P2，同时打开下部第四阀门，打开后记录此时的时间为t1，然后关闭上部第二阀门，油水两相流出罐体，气体存留罐内，当压差下降到P1时，记录此时的时间t2。在t1与t2之间压差变化量与同时间内气体流入罐内体积的关系如下，
[0017][0018]其中ΔV
g
是在t1到t2之间进入罐内的气相总体积，ρ
ow
是同时间流出罐体的油水的平均密度。ρ
g
是气体的密度。S是罐内截面积，g是重力加速度。
[0019]取压差的平均变化速率取气体平均总流量得出下式，
[0020][0021]S4、与S2同理，在第一阀门打开，第三阀门关闭，油气水三相从计量罐上部进入罐内，第二阀门关闭，第四阀门打开，水从下部流出罐体，油气两相存留罐内状态下，在出口只是流出水的时间内，选时间t1到t2，，从t1到t2之间，压差变化了ΔP，压差的变化与其它两
相同时间进入罐内的总体积，与进入罐内的油气两相的平均密度以及水密度有关，如下式，
[0022][0023]其中ΔV
og
是在t1到t2之间进入罐内的油气两相总体积，ρ
og
是以上体积油气的平均密度。ρ
w
是水的密度。S是罐内截面积，g是重力加速度。
[0024]取压差的平均变化速率取油气平均总流量得出下式，
[0025][0026]S5、与S3同理，在第一阀门打开，第三阀门关闭，油气水三相从计量罐上部进入罐内，第二阀门打开，第四阀门关闭，油气两相从上部流出罐体，水相存留罐内的情况下，这种情况要把油气两相当做一相处理，但是油气两相也要重力分离，气先流出，油后流出。因此要把油气两相从进入罐内，到全部流出罐体的全程作为一个时间段。过程开始第一阀门打开，第三阀门关闭，油气水三相从计量罐上部进入罐内，第二阀门打开，第四阀门关闭，水已经充满罐内压差计测量范围的空间，油气水都从上部管道流出罐体，记录此刻的压差为P1，然后打开下部第四阀门，打开后关闭上部第二阀门。油气开始存留在罐内，只有水一相流出罐体。在油气接近下部出口时，记录此刻的压差为P2，同时打开上部第二阀门，打开后记录此时的时间为t1，然后关闭下部第四阀门。油气两相流出罐体，水存留罐内，当压差上升到P1时，记录此时的时间t2。压差变化与水流入体积的关系如下，
[0027][0028]其中ΔV
w
是在t1到t2之间进入罐内的水相总体积，ρ
w
是水的密度。ρ
og
是t1到t2之间流出罐内的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种罐式三相流量计，其特征在于：包括立式计量罐、压差计、流量计和自动控制系统，其中，所述计量罐的侧壁上方设置有上进口管道和上出口管道，所述计量罐的侧壁下方设置有下进口管道和下出口管道，所述上进口管道设置有第一阀门，所述上出口管道设置有第二阀门，所述下进口管道设置有第三阀门，所述下出口管道设置有第四阀门，设置有压差计，连接在上出口管道与下出口管道，测量上下出口管道之间的压差，所述上出口管道与下出口管道的输出端连通至同一管道中，且该管道设置有流量计；所述自动控制系统用于计算各相的流量与密度，根据控制程序以及压差计与流量计的测量数据控制电动阀门的打开与关闭。2.根据权利要求1所述的一种罐式三相流量计，其特征在于：所述第一阀门和第三阀门为手工阀门或电动阀门其中的一种。3.根据权利要求1所述的一种罐式三相流量计，其特征在于：所述第二阀门和第四阀门为电动阀门。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种罐式三相流量计的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、混输的多相流体，进入罐内后，由于重力作用，会有某相流体如气或水分离出来聚集在罐内的上部或下部，通过进出口阀门的配合，可以形成只有一相流体流出罐体，而另外两相或者一相或者三相(天然气生产井加入泡沫剂后，形成的油水与天然气组成的泡沫)留存在罐内，或者只有一相流体存留在罐内，另外两相或者一相或者三相(天然气生产井加入泡沫剂后，形成的油水与天然气组成的泡沫)流出罐体；S2、在第一阀门关闭，第三阀门打开，油气水三相从计量罐下部进入罐内，第二阀门打开，第四阀门关闭，气体从上部流出罐体，油水两相存留罐内状态下，在出口只是流出气体的时间内，选时间t1到t2，从t1到t2之间，压差变化了ΔP,压差的变化与其它两相同时间进入罐内的总体积，与进入罐内的油水两相的平均密度以及气体密度有关，如下式，其中ΔV
ow
是在t1到t2之间进入罐内的油水两相总体积，ρ
ow
是以上体积油水的平均密度，ρ
g
是气体的密度，S是罐内截面积，g是重力加速度；取压差的平均变化速率取油水平均总流量得出下式，S3、在第一阀门关闭，第三阀门打开，油气水三相从计量罐下部进入罐内，第二阀门关闭，第四阀门打开，油水两相从下部流出罐体，气相存留罐内的情况下，要把油水两相当做一相处理，但是油水两相也要重力分离，水先流出，油后流出，因此要把油水两相从进入罐内，到全部流出罐体的全程作为一个时间段，过程开始第一阀门关闭，第三阀门打开，油气水三相从计量罐下部进入罐内，第二阀门关闭，第四阀门打开，气体已经充满罐内压差计测量范围的空间，油气水都从底部管道流出罐体，记录此刻的压差为P1，然后打开第二阀门，
打开后关闭第四阀门，油水开始存留在罐内，只有气体一相流出罐体，在油水接近上部出口时，记录此刻的压差为P2，同时打开下部第四阀门，打开后记录此时的时间为t1，然后关闭上部第二阀门，油水两相流出罐体，气体存留罐内，当压差下降到P1时，记录此时的时间t2，在t1与t2之间压差变化量与同时间内气体流入罐内体积的关系如下，其中ΔV
g
是在t1到t2之间进入罐内的气相总体积，ρ
ow
是同时间流出罐体的油水的平均密度，ρ
g
是气体的密度，S是罐内截面积，g是重力加速度；取压差的平均变化速率取气体平均总流量得出下式，S4、与S2同理，在第一阀门打开，第三阀门关闭，油气水三相从计量罐上部进入罐内，第二阀门关闭，第四阀门打开，水从下部流出罐体，油气两相存留罐内状态下，在出口只是流出水的时间内，选时间t1到t2，，从t1到t2之间，压差变化了ΔP,压差的变化与其它两相同时间进入罐内的总体积，与进入罐内的油气两相的平均密度以及水密度有关，如下式，其中ΔV
og
是在t1到t2之间进入罐内的油气两相总体积，ρ
og
是以上体积油气的平均密度，ρ
w
是水的密度，S是罐内截面积，g是重力加速度；取压差的平均变化速率取油气平均总流量得出下式，S5、与S3同理，在第一阀门打开，第三阀门关闭，油气水三相从计量罐上部进入罐内，第二阀门打开，第四阀门关闭，油气两相从上部流出罐体，水相存留罐内的情况下，这种情况要把油气两相当做一相处理，但是油气两相也要重力分离，气先流出，油后流出，因此要把油气两相从进入罐内，到全部流出罐体的全程作为一个时间段，过程开始第一阀门打开，第三阀门关闭，油气水三相从计量罐上部进入罐内，第二阀门打开，第四阀门关闭，水已经充满罐内压差计测量范围的空间，油气水都从上部管道流出罐体，记录此刻的压差为P1，然后打开下部第四阀门，打开后关闭上部第二阀门，油气开始存留在罐内，只有水一相流出罐体，在油气接近下部出口时，记录此刻的压差为P2，同时打开上部第二阀门，打开后记录此时的时间为t1，然后关闭下部第四阀门，油气两相流出罐体，水存留罐内，当压差上升到P1时，记录此时的时间t2，压差变化与水流入体积的关系如下，
其中ΔV
w
是在t1到t2之间进入罐内的水相总体积，ρ
w
是水的密度，ρ
og
是t1到t2之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚平，
申请(专利权)人：陈亚平，
类型：发明
国别省市：