一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置，涉及天然气计量领域，包括在线测定天然气密度装置和计算与显示装置，其中在线测定天然气密度装置由待测天然气接入口、装置外壳、力传感器、浮体标准件、调整装置、支撑台、数据传输线缆组成，调整装置可以调节力传感器的位置，从而使力传感器支撑浮体标准件的重量，或由支撑台支撑浮体标准件的重量；而计算与显示装置，则是利用实时在线测定的天然气密度，计算得到压缩因子值。计算得到压缩因子值。计算得到压缩因子值。

【技术实现步骤摘要】
一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置


[0001]本专利技术涉及天然气的计量领域，尤其是天然气压缩因子的获取方式和方法。

技术介绍

[0002]天然气的压缩因子，是天然气计量领域的重要参数之一，常用于计量天然气流量和其他物性参数。但是，天然气的压缩因子随温度、压力的变化而变化，因此，需要一种方法实时获取压缩因子的值。
[0003]常用的获取压缩因子的方法虽然很多，但主要是通过经验方程式获得。例如，国家标准“GB/T 11062
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2020 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法”中，所用的计算压缩因子的方程式仅当压强在90kPa~110kPa的范围内时有效；国家标准“GB/T 18604
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2014 用气体超声流量计测量天然气流量”中，计算流量时所用的压缩因子是按照国家标准“GB/T 17747天然气压缩因子的计算”计算而来的。但是，最新的国家标准“GB/T 17747
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2011天然气压缩因子的计算”中，当应用于油气藏条件下或地层条件下的天然气流量测定时，不确定度增加。
[0004]在实际工程中，压缩因子是天然气组成、温度、压力的函数。同时，天然气组成受温度和压力的影响，温度降低或压力增加时，天然气中部分物质液化，导致气相组成发生变化。因此，当现有计算方法不能满足实际需求时，利用仪器装置实时测定压缩因子，是最直接有效的解决方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置，利用此装置可以实时在线测定天然气的压缩因子。
[0006]一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置，其特征是，包括在线测定天然气密度装置（1）和计算与显示装置（2）。
[0007]在线测定天然气密度装置（1），由待测天然气接入口（11）、装置外壳（12）、力传感器（13）、浮体标准件（14）、调整装置（15）、支撑台（16）、数据传输线缆（17）组成；其中，调整装置（15）调节力传感器（13）的位置，从而使力传感器（13）支撑浮体标准件（14）的重量，或由支撑台（16）支撑浮体标准件（14）的重量。
[0008]计算与显示装置（2），是利用实时在线测定的天然气密度，计算得到压缩因子值，计算步骤是：
①
输入待测天然气的摩尔组成；
②
实时测定天然气的温度和压力；
③
计算天然气的摩尔质量；
④
计算天然气的压缩因子：Z＝(pM)／(RρT)，式中，p、T、ρ、M分别是天然气的压力、温度、密度、摩尔质量，R是通用气体常数。
[0009]将本装置安装于天然气输送管道上，则可实时测定管道中天然气的压缩因子，从而用于天然气的流量计量或校正。
附图说明
[0010]图1为一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置示意图。
具体实施方式
[0011]下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术的具体实施方式进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]本专利技术所公布的一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置，包括在线测定天然气密度装置（1）和计算与显示装置（2）。其中，在线测定天然气密度装置（1），由待测天然气接入口（11）、装置外壳（12）、力传感器（13）、浮体标准件（14）、调整装置（15）、支撑台（16）、数据传输线缆（17）组成；其中，调整装置（15）调节力传感器（13）的位置，从而使力传感器（13）支撑浮体标准件（14）的重量，或由支撑台（16）支撑浮体标准件（14）的重量。
[0013]为保证使用方便和精确度，力传感器（13）的量程应与浮体标准件（14）的重量相匹配。浮体标准件（14）的体积是定值，记为V0。为保证测量精度，在使用前需要标定浮体标准件（14）的体积。
[0014]本专利技术装置闲置或不用时，需调节调整装置（15），使浮体标准件（14）的重量施加在支撑台（16）上，力传感器（13）不受力。
[0015]开始测量前，调节调整装置（15），使浮体标准件（14）的重量全部施加在力传感器（13）上，同时读取力传感器（13）的示值F0备用。同时，在力传感器（13）的示值为F0时，确定装置外壳（12）内空气的密度ρ0备用。
[0016]使用时，把待测天然气接入口（11）连接到待测天然气管道，或通过该接入口（11）使装置外壳（12）内部充满待测天然气，且保证装置外壳（12）内部的温度、压力、天然气气质等与待测气体完全相同。
[0017]整个装置系统状态平稳后，开始记录力传感器（13）的示值F，然后用下式计算待测天然气的密度：。
[0018]接下来计算压缩因子Z的值。具体计算步骤是：
①
输入待测天然气的摩尔组成；
②
实时测定天然气的温度和压力；
③
计算天然气的摩尔质量；
④
把前面计算获得的天然气密度ρ代入方程式，式中，p、T、ρ、M分别是天然气的压力、温度、密度、摩尔质量，R是通用气体常数。以此计算得出天然气的压缩因子。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时在线测定天然气密度及压缩因子的装置，其特征是，包括在线测定天然气密度装置（1）、计算与显示装置（2）。2.如权利要求1所述的在线测定天然气密度装置（1），其特征在于，由待测天然气接入口（11）、装置外壳（12）、力传感器（13）、浮体标准件（14）、调整装置（15）、支撑台（16）、数据传输线缆（17）组成；其中，调整装置（15）调节力传感器（13）的位置，从而使力传感器（13）支撑浮体标准件（14）的重量，或由支撑台（16）支撑浮体标准件（14）的重量。3.如权利要求1所述的计算与显示装置（2），其特征在于，利用实时在线测定的天然气密度，计算得到压缩因子值，计算步...

【专利技术属性】
技术研发人员：高书香，
申请(专利权)人：承德石油高等专科学校，
类型：发明
国别省市：