[发明专利]一种油气水分相流量在线计量装置及其计量方法

权利要求书

1.一种油气水分相流量在线计量装置，其特征在于包括Y型过滤器、整流器、检测管、温压一体化传感器、节流机构、过渡管、高精度差压计、含水分析仪，所述的整流器位于Y型过滤器右侧，所述的整流器与Y型过滤器通过螺栓相连，所述的检测管位于整流器右侧，所述的检测管与整流器通过螺栓相连，所述的温压一体化传感器位于检测管上端左侧，所述的温压一体化传感器与检测管螺纹相连，所述的节流机构位于检测管右侧，所述的节流机构与检测管通过螺栓相连，所述的过渡管位于节流机构右侧，所述的过渡管与节流机构通过螺栓相连，所述的高精度差压计位于检测管右侧上端且位于过渡管上端，所述的高精度差压计分别与检测管和过渡管螺纹相连，所述的含水分析仪位于过渡管右侧，所述的含水分析仪与过渡管通过螺栓相连。

2.如权利要求1所述的油气水分相流量在线计量装置，其特征在于所述的节流机构还包括法兰、套管、喷嘴，所述的法兰数量为2件，沿水平面平行布置，所述的套管位于两件平行布置的法兰之间，所述的套管与法兰焊接相连，所述的喷嘴位于套管内侧，所述的喷嘴与套管焊接相连。

3.如权利要求1所述的油气水分相流量在线计量装置，其特征在于所述的检测管还设有第一引流管，所述的第一引流管插入检测管内，所述的第一引流管与检测管焊接相连，所述第一引流管的轴线与检测管的轴线之间形成45°夹角。

4.如权利要求1所述的油气水分相流量在线计量装置，其特征在于所述的过渡管还设有第二引流管，所述的第二引流管插入过渡管内，所述第二引流管的轴线与过渡管的轴线之间形成45°夹角。

5.一种油气水分相流量在线计量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)采集高精度差压计的瞬时差压值△P_t；

2)设差压的瞬时值与差压的时均值之差为差压的脉动振幅，引入变量脉动振幅的均方差δP，表示为：

3)定义无量纲参数R＝δP/△Pt；

4)采集含水分析仪测量的含水率HS；

5)计算混合液体的密度为：ρ_l＝ρ_w*HS+ρ_o*(1-HS)；

6)由于R的值受流体密度的影响，因此引入修正项Z，表示为：

Z＝R(1000ρ_g/ρ_l)^m

其中：m的值通过实验数据拟合获得；

7)采用多项式对气相体积含率μ测量模型进行逼近：

μ＝a*Z1+b*Z2+c*Z3+d*Z4+e*Z5+f*Z6+g*Z7

通过实验数据进行回归确定a,b,c,d,e,f,g系数，对于不同的喷嘴内径都要在出厂前进行修正和标定；

8)利用多相流分相模型进行总流量的计算：

其中：

9)油水两相分相流量为：

Q_l＝Q_a*(1-μ)

Q_o＝Q_a*(1-μ)*HS

Q_w＝Q_l-Q₀

10)对于气体流量，需要考虑在工况压力下气体的压缩比，并将其换算成大气压下的体积：

Qg＝k*Q_a*μ

k值代表气体在工况下的体积压缩比，根据工况下温度和压力进行计算。