[发明专利]一种测量多相流中气液两相各自流量的临界流喷嘴流量计及测量方法

摘要

本发明涉及一种测量多相流中气液两相各自流量的临界流喷嘴流量计，其包括以下构件节流型喷嘴(1)，其具有入口、出口和喉部，其中喉部处流体的流通面积最小；伽马射线探测器，其包括伽马射线发射器(2)和伽马射线接收器(3)，其布置方式使得伽马射线发射器发出的伽马射线沿直径方向穿过所述节流型喷嘴的入口处截面，到达所述伽马射线接收器；压力传感器，分别用于测量所述节流型喷嘴的入口处压力与出口处压力；温度传感器，用于测量所述节流型喷嘴的入口处温度。本发明还涉及使用该临界流喷嘴流量计来测量多相流中气液两相各自流量的测量方法。本发明的临界流喷嘴流量计适合在油田井口使用。

主权项

一种测量多相流中气液两相各自流量的测量方法，其使用的临界流喷嘴流量计包括以下构件：节流型喷嘴(1)，其具有入口、出口和喉部，其中喉部处流体的流通面积最小；所述节流型喷嘴的喉部截面积为其入口截面积的1/10‑1/2；伽马射线探测器，其包括伽马射线发射器(3)和伽马射线接收器(5)，其布置方式使得伽马射线发射器发出的伽马射线沿直径方向穿过所述节流型喷嘴的入口处截面，到达所述伽马射线接收器；所述伽马射线探测器为单能伽马射线探测器；压力传感器，分别用于测量所述节流型喷嘴的入口处压力与出口处压力；温度传感器，用于测量所述节流型喷嘴的入口处温度；其特征在于，包括以下步骤：a)通过压力传感器测量节流型喷嘴的入口处的压力P1和出口处的压力P2，通过温度传感器测量节流型喷嘴的入口处的温度T1；b)使所述多相流以临界流方式流过所述临界流喷嘴流量计，其中通过以下方式判断多相流已达到临界流：设r为油嘴出口处压力与入口处压力之比通过测量值P1、T1确定气相密度ρg1；通过单能伽马射线测量混合密度值ρm，可知气相质量相含率再定义根据多相流流动达到临界流时气相为音速流动的特点，可以定义临界压比该公式通过迭代求解可得到临界压比rc，当实测压比时，则判定多相流的流动为临界流；临界流时通过公式计算气液相间速度滑移比s；d)通过以下公式来分别计算多相流的总质量流量Qm、气相质量流量Qm，g和液相质量流量Qm，l：总质量流量：气相质量流量：Qm，g＝QmGMF液相质量流量：Qm，l＝Qm(1‑GMF)其中：Qm为总质量流量，kg/sρg1为气相在节流型喷嘴入口处状态下的密度，kg/m3ρl为液体密度，kg/m3GMF为气体质量相含率A为节流型喷嘴的喉部处横截面积，m2C为节流型喷嘴流出系数，为常数k为气体的绝热指数r为油嘴出口处压力与入口处压力之比s为气液相间速度滑移比。