[发明专利]基于螺杆泵与ERT相结合测量流体相含量分布的装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于螺杆泵与ERT相结合测量流体相含量分布的装置及方法，主要由控制系统、参数采集系统及管输系统组成。本发明利用现代自动化技术实现了参数采集及测量流程的自动化控制，通过本发明不仅可得到循环管道中多相流体任一点的相含量数据，还可得到循环管道中多相流体相含量分布数据，进而可绘出循环管道中多相流体各相相含量分布曲线，本发明的成功实施，为多相流体混输提供了一种精度高、非接触、可视化、小型化、抗干扰性强、对流场无干扰及受环境因素影响小的相含量分布测量方法，为生产现场多相流体的相含量及各相流量的精准在线测量提供了一种有效方法。

技术领域

本发明涉及测量管道内多相流体各相的相含量分布，特别是基于螺杆泵与ERT相结合测量流体相含量分布的装置及方法。

背景技术

在油气井开采及油气混输管线中，油井产出的原油、天然气和矿化水形成了一种相态和流态非常复杂的多相流，是一个多变量的随机变化组合过程，如果要准确获得各相的流量，需准确测量混合流体中各相的相含量。在实际工况下，通过检测管线中混合流动的油、气、水三相的流速，以及流量截面上的相分率（含气率和含水率）等流动参数，采用流量计算机系统对各种参量进行运算，最终提供油藏管理需要的各种多相流工况、标况参数。

电阻层析成像( electrical resistance tomography，ERT)作为现代工业检测的前沿技术，具有高速度、低成本和非入侵性等特点，是目前最具前景的过程断层成像技术之一。ERT图像重建是通过测量物体边界上电极间的电压得到物体内部的电导率分布，从而获得可视化的截面图像及混合流体的相含量参数。近年来，ERT技术广泛应用于可视化测量和两相流/多相流实时成像。传统的测量方式无法满足工业实时在线测量及可视化监测油气井及混输管线混合流体的各相含量的需求，迫切需要本发明对管道内各种介质的相含量进行在线精准测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高精度、非接触、可视化、小型化、抗干扰性强、对流场无干扰及受环境因素影响小的一种基于螺杆泵与ERT相结合测量管道内。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于螺杆泵与ERT相结合测量流体相含量分布的装置，它主要包括控制系统、管输系统及参数采集系统组成；所述控制系统包括计算机和与计算机相连的控制电柜；所述管输系统包括循环管道，所述循环管道上设置有多相流体入口和多相流体出口，且所述循环管道上还设置有一螺杆泵；所述参数采集系统包括ERT、压力变送器和温度变送器，所述ERT安装在螺杆泵流体出口方向且与控制电柜连接，所述压力变送器安装在循环管道管壁上且与循环管道内部连通，所述压力变送器与控制电柜连接，所述温度变送器安装在循环管道管壁上且与循环管道内部连通，所述温度变送器与控制电柜连接。

优选地，所述计算机与控制电柜通过计算机与控制电柜连接线连接。

优选地，所述多相流体入口右端安装有电动阀A，所述电动阀A与循环管道连通，所述多相流体出口右端安装有电动阀C，所述电动阀C与循环管道连通，所述多相流体入口和多相流体出口之间的循环管道上设置有电动阀B，所述电动阀A、电动阀B和电动阀C分别通过电动阀A连接线、电动阀B连接线、电动阀C连接线与控制电柜连接。

优选地，所述压力变送器通过压力变送器连接线与控制电柜连接。

优选地，所述温度变送器通过温度变送器连接线与控制电柜连接。

一种基于权利要求1所述的基于螺杆泵与ERT相结合测量流体相含量分布的装置的测量方法，主要包括以下步骤：S1、多相流体传输过程：在控制系统的控制下，螺杆泵带动多相流体从多相流体入口进入循环管道，当多相流体充满循环管道后关闭多相流体入口和多相流体出口，使多相流体能在循环管道内循环流动；S2、多相流体相含量分布测量过程：当S1完成以后控制电柜控制ERT、温度变送器和压力变送器测量多相流体在循环管道内流动时的相含量、温度和压力，同时由计算机对数据进行储存及显示，在多相流体循环一周后完成多项流体相含量分布测量过程。