[实用新型]天然气和凝析油/水的气液两相流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油生产的测量技术领域，具体涉及一种天然气和凝析油/水的气液两相流量测量方法及装置。

背景技术

在天然气开采过程中，同时开采出的还有水和凝析油，为了确定天然气的产量，了解地层油气含量及地层结构的变化，需要对产出的天然气进行连续计量，由于天然气采出过程中，也同时开采出凝析油和水，使得单一的天然气流量计测量误差增大，当凝析油和水产出较多时，单一天然气流量计就无法使用。因此，对天然气进行计量时，必须考虑凝析油和水的产出，也就是要进行气液两相的流量计量。

气体流量计有很多种，如容积式、压差式、质量式、动量式、超声波等。但是，对于天然气生产中的流量测量仍然是个难题。测量的困难在于天然气中带有不等量的水和凝析油，从而影响天然气的测量，大多数天然气流量计的测量误差比较大。从体积上来说，即使天然气中含水的比率很小，可是从质量上来说比率就很大，液体的存在使得绝大多数流量计的测量误差增大。例如，每日生产5万方天然气含有水大约为0.5方，在1.0mpa压力下，天然气体积为5000方，和水的体积比是10000:1，而重量比为10:1，这就会影响很多种类流量计的准确计量。有些水是以水滴形态存在，当水滴冲击流量计时，会使流量计产生大的测量误差。大多数流量计的测量原理中都需要知道天然气密度，而水和凝析油的存在使天然气的真实密度产生很大的变化，从而使流量测量产生很大误差。另外，水滴附着在测量段，改变了测量的流通截面，直接影响流量的精确测量。天然气中的液体测量也是个难题，凝析油和游离水是伴随天然气从地层产出，以及随生产过程中温度和压力降低而变化。在管线中，液体可以贴近壁面作液膜流动，也可以作块状流动，这样的流动形态使流量测量更加困难。

综上，研究开发测量精度高、稳定可靠的天然气和液体多相流量计对天然气生产具有非常重要的意义，可极大地促进天然气计量技术的提高，提高天然气生产开发管理技术水平。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种天然气和凝析油/水的气液两相流量测量方法及装置，其通过在测量管道设置U型管、倒U型管、流动整流器、文丘里管，同时设置了压力、温度、差压传感器以及针阀，采集进口处以及中段的气液两相混合物的参数，最终计算得到气液两相混合物中天然气和凝析油各自的流量参数。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种天然气和凝析油的气液两相流量测量装置，包括U型管、针阀、温度传感器、压力传感器、倒U型管、第一流动整流器、第一文丘里管、第一压差传感器、第二流动整流器、第二文丘里管、第二压差传感器和单片机；其中，所述U型管、倒U型管、第二流动整流器、第二文丘里管按照天然气和凝析油混合物流动的方向依次设置在测量管道上，且U型管设置在测量管道的进口处；第二文丘里管水平放置，所述第二压差传感器安装在第二文丘里管上且两者相连通；在U型管所处的测量管道上安装有所述的压力传感器和温度传感器；所述针阀设置在U型管的底部；在倒U型管的上升段上按上升方向依次安装第一流动整流器和第一文丘里管，且第一文丘里管竖直放置；所述第一压差传感器安装在第一文丘里管上且两者相连通；所述压力传感器、温度传感器、第一压差传感器、第二压差传感器分别连接单片机，该单片机连接有无线数据传输模块，通过无线网络与远端数据平台通信。

本实用新型的装置还包括如下其他技术特征：

所述U型管的管径与测量管道的管径相同，其高度为自身管径的3～5倍。

所述第一流动整流器为一圆管，其外壁与倒U型管内壁焊接为一体，其内部空腔由两端向中间逐步收缩形成两个圆台状，该两个圆台之间为圆柱状；所述第二流动整流器为一圆管，其外壁与测量管道内壁焊接为一体，其内部空腔由两端向中间逐步收缩形成两个圆台状，该两个圆台之间为圆柱状。

本实用新型有效解决了混合有凝析油/水的天然气的流量测量的难题，测量方法合理、科学，测量装置可靠，无易损部件，测量精度高，数据可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中各标号含义：1、U型管；2、针阀；3、温度传感器；4、压力传感器；5、倒U型管；6、第一流动整流器；7、第一文丘里管；8、第一差压传感器；9、第二流动整流器；10、第二文丘里管；11、第二差压传感器；12、测量管道。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步解释说明。

具体实施方式