[发明专利]高压多相流体密度测量装置及其测量计算方法

权利要求书

1.一种高压多相流体密度测量装置，其特征在于，所述测量装置包括内模型和外模型，所述内模型设置在外模型内，所述内模型包括：

分析筒，其上、下部分别设有顶活塞和底活塞，顶活塞内设有用于放置电磁铁的磁铁孔，顶活塞上轴向设有流体通孔，底活塞在分析筒内为可上下移动设置，分析筒的顶、底端分别密封连接有上端盖和下端盖，上端盖位于顶活塞上方，下端盖位于底活塞的下方，上端盖设有第一液体孔，下端盖设有第二液体孔；

标尺，其设置分析筒一侧，并对应感应线圈的位置；

测试球，其由于球外壁和永磁体内核组成，永磁体内核设在球外壁的内部，测试球设置在分析筒的内部；

感应线圈，其通过线圈调节件可上下移动地套设在分析筒的外部。

2.根据权利要求1所述的高压多相流体密度测量装置，其特征在于，所述顶活塞的底部设有冠状槽，所述测试球在进行落球测试的初始位置设在冠状槽内。

3.根据权利要求1所述的高压多相流体密度测量装置，其特征在于，所述线圈调节件包括螺丝立柱，丝扣环，第一连杆和操作件，丝扣环可上下移动地连接在螺丝立柱上，第一连杆的一端连接丝扣环，另一端连接所述感应线圈，操作件通过带动螺丝立柱旋转而使丝扣环上下移动。

4.根据权利要求3所述的高压多相流体密度测量装置，其特征在于，所述标尺对应所述第一连杆的位置，第一连杆上设有用于观察标尺的刻度窗；

所述外模型包括外模型本体，外模型本体上设有观察窗。

5.根据权利要求3所述的高压多相流体密度测量装置，其特征在于，所述操作件包括扳手，第二连杆和斜齿轮，第二连杆穿过所述外模型，且第二连杆的一端连接扳手，另一端连接斜齿轮，斜齿轮与所述螺丝立柱的轴向相互垂直，且斜齿轮与螺丝立柱啮合连接，扳手位于所述外模型之外。

6.一种油藏条件下两相流体密度及组分传质含量的测量计算方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)提供权利要求1至5任意一项所述的高压多相流体密度测量装置，并进行实验准备，将已知质量和体积m_球，V_球的测试球放入分析筒内，并安装好内模型和外模型；

(2)准备已知质量的压力P1、温度T1条件下的气体；准备已知体积的同条件下的液体；两者均由特定容器盛装；

(3)将外模型处于上述压力P1、温度T1条件，并将分析筒上部抽真空，使底活塞与测试球、顶活塞接触；底活塞下部流体与内、外模型间的围压流体压力逐步升压至压力值P1；静置1小时以上，使内、外模型的温度一致；

(4)由加注装置将盛装的气体和液体从顶活塞的流体通孔依次定量注入分析筒内，静置30分钟；

(5)将三个感应线圈分别精确调至流体起始线、两相界面处及流体终止线处，记录L1、L2值，L1为流体起始线至两相界面处的距离，L2为两相界面处至流体终止线的距离；

(6)控制顶活塞上的电磁铁，将测试球释放，测量球在流体1中自由下落，到达两相界面处的感应线圈感应，自动记录测试球从释放到两相界面处的用时t1；之后小球继续在流体中自由下落，到达终止线的感应线圈感应，自动记录测试球4从两相界面到流体终止线的用时t2；

(7)由下述公式计算两相流体的密度：

其中，m_球为测试球的质量，V_球为测试球的体积；

(8)由下述公式计算两相流体间的溶解质量m_s和组分间传质质量m_tr：

mtr=mLP1-11+S2-S1·mLP2]]>

ms=mgP1-mgP2+mLP1-11+S2-S1·mLP2]]>

其中，S₁、S₂分别为压力P1、P2条件下的溶解度，为压力P1条件下的液相质量，为压力P2条件下的液相质量，为压力P1条件下的气相质量，为压力P2条件下的气相质量；

(9)同温度下，控制底活塞，调节分析筒内压力，当分析筒内的压力到达压力值P2时，重复上述步骤(5)～(8)；

(10)测量完成后进行实验设备的整理。