本发明专利技术提供的一种用于高压汽-水两相流体的测量方法，是通过分流器控制高压汽-水两相流体的比例，分离器的上下口分别安装蒸汽、水流量计，流经蒸汽、水流量计的流体最终混合流入猪回路；主回路与分回路之间的压差由主回路与分回路的节流装置来调节，然后通过实验室条件在理论基础上测得分流系数，最终通过稠油热采过程中的9T/h燃气直流锅炉对其进行表定，最终确立分流系数。该测量装置：包括分流器和分离系统安装在水平汽-水两相流管线上，在主管壁上有6分流孔，其外是一个收集环室，用以收集从分流孔流出来的流体，一个小的分离器与收集环室相连，在分离器顶部和底部分别安装了蒸汽流量计和水流量计，蒸汽流量计与水流量计的出口同时与节流装置相连，最终连接到主回路节流装置的下端。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道内高压汽-水两相流的测量领域，特别涉及一种稠油热采过程中的注入蒸汽的测量，该方法精准可靠，非常实用。
技术介绍
分流分相法在多相流测量中是一种常用技术，通过分流可以用比较小的装置测量大流量的多相流。中国专利ZL98113068. 2公开了一种两相流测量方法，该方法通过成比例的从两相流中分流出一股两相流体，然后将其分离成单相流体后，应用单相流量计测量出各相流量，再根据分流比例确定被测两相流的各相总流量，这种方法受分流比例精度的影响，分流比例愈恒定，总流量测量精度愈高，同样，在测量两相流相含量时，也必须保证取样 样品的代表性，为了提高取样精度，改善样品的代表性，常在取样器前对多相流进行混合或者整流处理，这样虽然在原理以及实验室条件下提高样品的分流比恒定与代表性，但是应用到现场环境后受测量介质纯净度以及环境温度的影响很大，不便于工业化应用。本专利技术提供的测量方法，抛开对传统分流分相法，即取样样品分流比例以及代表性的严格要求，而是通过理论公式推导，确定分流比，以很小体积的蒸汽计量装置解决稠油热采过程中注入蒸汽的计量，生产应用效果极其显著。
技术实现思路
本专利技术的目在于本专利技术提供的用于高压汽-水两相流体的测量方法，通过理论公式推导，确定分流比，以很小体积的蒸汽计量装置解决稠油热采过程中注入蒸汽的计量，生产应用效果极其显著。本专利技术的目的是这样实现的，通过理论公式推导，确定分流比，将标定好的分流系数带入方程求出稠油热采注入蒸汽的流量、干度等参数，方法精准可靠，实施步骤如下步骤I公式计算I)测得蒸汽、水的总流量与分流量比例关系式Mg =CD KsMw =(2)Ms :总蒸汽流量；Mw:总液相流量；Mss :通过蒸汽流量计的蒸汽分流量；Msw :通过水流量计的液相分流量；Ks:蒸汽分流系数；Kw:液体分流系数。从方程(I)和(2)得知，分流常数Ks和Kw代表主回路流进取样回路的比例，即Kw大于Ks ；从 方程(I)和(2)得知，Ks与Kw的实际值取决于分回路和主回路的相对阻力大小，分流回路与主回路呈并联关系，因此压力损失相同；Δ Pm = Δ Ps(3)APm :主回路压力损失；Δ Ps :分流回路压力损失；APn^P八匕可以采用分相模型计算」APm = -^APms + Qm^Afam(4)JWs =風 +(5)APms和Λ Pmw分别表示蒸汽与水单独流过主回路时的压力损失；APssandAPsw分别表示气相与水单独流过分流回路时的压力损失；Θ表不根据压力而变化的修正因子；+嶋 ■J ^Ps \ 義ffi JΔΡ- + + Σ^]头[警4( ) 碰」-Pu \良m JAPss = [λ y 丄 + y ξ I—f(8) L、 ' U」2psUJ在上式中λ是达西摩擦因子，L是管长度，d是管内径，ξ局部损失系数，P1^K密度，Ps蒸汽密度，M是质量流量，A是管截面面积，符号Σ代表总和；下标m代表主回路，下标S代表分流回路；2)根据质量守恒定律，总流量与分流回路的流量关系式Ms = Mms+Mss(10)Mw = M +Msw(11)XmS主回路干度，\为分流回路干度，忽略01]1与0s的微小差别，g卩θπ=θ3=θ，然后将方程式(4)- (11)带入方程式(3)中，得到= —Eii JL-I(12) Ks I kw J*y PiA^在上式中，Ktl是在单相流下的分流系数，由以下方程确定 .AIV ' γ ASn Am^ +K0=-—^—i—^—(13) , I m. V， I VI tA I、V， Iψ Α5、|Λιη2^Χ""" + 2^ηι + AmJAs2jT~+ 2- IaIE C*S方程(12)为阻力平衡方程，从阻力关系中得到，此方程不能确定Ks和Kw的值，需补充另一个方程km 权利要求1.，其特征在于通过理论公式推导，确定分流比，将标定好的分流系数带入方程求出稠油热采注入蒸汽的流量及干度等参数，该方法精准可靠，分步骤实施； 步骤I公式计算 I)测得蒸汽、水的总流量与分流量比例关系式全文摘要本专利技术提供的，是通过分流器控制高压汽-水两相流体的比例，分离器的上下口分别安装蒸汽、水流量计，流经蒸汽、水流量计的流体最终混合流入猪回路；主回路与分回路之间的压差由主回路与分回路的节流装置来调节，然后通过实验室条件在理论基础上测得分流系数，最终通过稠油热采过程中的9T/h燃气直流锅炉对其进行表定，最终确立分流系数。该测量装置包括分流器和分离系统安装在水平汽-水两相流管线上，在主管壁上有6分流孔，其外是一个收集环室，用以收集从分流孔流出来的流体，一个小的分离器与收集环室相连，在分离器顶部和底部分别安装了蒸汽流量计和水流量计，蒸汽流量计与水流量计的出口同时与节流装置相连，最终连接到主回路节流装置的下端。文档编号G01D21/02GK102914326SQ20121034831公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日专利技术者张学鲁, 张建华, 魏新春, 黄伟强, 徐永俊, 辜新军, 麦斌虎, 赵建华, 刘平, 陈雷, 蒋其斌, 谈建平 申请人:新疆华隆油田股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于高压汽？水两相流体的测量方法，其特征在于：通过理论公式推导，确定分流比，将标定好的分流系数带入方程求出稠油热采注入蒸汽的流量及干度等参数，该方法精准可靠，分步骤实施；步骤1公式计算：1）测得蒸汽、水的总流量与分流量比例关系式：Ms=MssKs---(1)Mw=MswKw---(2)Ms：总蒸汽流量；Mw：总液相流量；Mss：通过蒸汽流量计的蒸汽分流量；Msw：通过水流量计的液相分流量；Ks：蒸汽分流系数；Kw：液体分流系数。从方程（1）和（2）得知，分流常数Ks和Kw代表主回路流进取样回路的比例，即Kw大于Ks；从方程（1）和（2）得知，Ks与Kw的实际值取决于分回路和主回路的相对阻力大小，分流回路与主回路呈并联关系，因此压力损失相同；ΔPm＝ΔPs？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？(3)ΔPm：主回路压力损失；ΔPs：分流回路压力损失；ΔPm和ΔPs可以采用分相模型计算：ΔPm=ΔPms+θmΔPmw---(4)ΔPs=ΔPss+θsΔPsw---(5)ΔPms和ΔPmw分别表示蒸汽与水单独流过主回路时的压力损失;ΔPss？andΔPsw分别表示气相与水单独流过分流回路时的压力损失;θ表示根据压力而变化的修正因子；ΔPms=[λmΣ1dm+Σξm]12ρs(MmsAm)2---(6)ΔPmw=[λmΣ1dm+Σξm]12ρw(MmwAm)2---(7)ΔPss=[λsΣ1ds+Σξs]12ρs(MssAs)2---(8)ΔPsw=[λsΣ1ds+Σξs]12ρw(MswAs)2---(9)在上式中λ是达西摩擦因子，L是管长度，d是管内径，ξ局部损失系数，ρw水密度，ρs蒸汽密度，M是质量流量，A是管截面面积，符号Σ代表总和；下标m代表主回路，下标S代表分流回路；2）根据质量守恒定律，总流量与分流回路的流量关系式：Ms＝Mms+Mss？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？(10)Mw＝Mmw+Msw？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？(11)Xm为主回路干度，Xs为分流回路干度，忽略θm与θs的微小差别，即：θm=θs=θ，然后将方程式（4）？（11）带入方程式（3）中，得到：K0Ks-1=θ(1-k0kw)ρGρL(1Xs-1)---(12)在上式中，K0是在单相流下的分流系数，由以下方程确定：K0=AsλmΣ1dm+ΣξmAsλmΣ1dm+Σξm+AmλsΣ1ds+Σξs---(13)方程（12）为阻力平衡方程，从阻力关系中得到，此方程不能确定Ks和Kw的值，需补充另一个方程km：Km=Mss+MswMs+Mw=1XsKs+1-XsKw=F(Xs)---(14)方程（14）称分配方程，函数F(Xs)将由实验确定；3)锅炉输出干度由下列公式计算：X=Co-CiCo---(15)Ci锅炉进软化水的电导率；Co是锅炉输出冷凝水的电导率，即采样分离器电导率，最低干度调节到60%，最高干度为82%，流量范围从2000kg/小时到8000kg/小时，压力范围为7.6？10MPa；其中在两相流动实验前，先进行了单相水实验，确定k0=0.01350；根据锅炉进水量以及锅炉输出蒸汽干度，分流系数根据方程（1）和（2）计算得到θ=1.6259；其中Km为总分流系数与Xs为分流回路干度，按照方程式（14）确定F(Xs)：Km＝0.02218？0.01042Xs？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？(16)通过上述关系式，即(1)—(11)、（13）、（14）得出的（12）阻力平衡方程、（14）分配方程以及（16）方程式；通过方程式（12）（14）（16）方程式在蒸汽分流量Mss和液相分流量Ms测量的基础上，计算出总流量与总干度；步骤2蒸汽计量装置：由主管、分流孔、收集环、分离罐、蒸汽流量计、水流量计、节流装置、主回...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张学鲁，张建华，魏新春，黄伟强，徐永俊，辜新军，麦斌虎，赵建华，刘平，陈雷，蒋其斌，谈建平，
申请(专利权)人：新疆华隆油田股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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