[发明专利]气液两相计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及计量设备领域，特别涉及一种气液两相计量装置，主要用于天然气生产过程中气液不分离情况下的产气量、产液量的实时在线测量。

背景技术

在天然气生产过程中，气井产气量、产液量是气田生产管理的重要数据之一，既是制定生产工艺、确定生产流程和生产管理方式的重要依据，也是优化气田配产、确保气藏合理开采的基础数据。

天然气单井产量的计量属于两相或多相流的计量，湿气计量多采用的是单相仪表组合的测量方法，对工况变化的适应性不强。目前，天然气单井计量工艺分为站内分离计量和井口在线计量工艺两种，所采用的计量装置均为单相流计量装置，各种计量工艺中，最准确的方法仍是采用传统的分离技术，将各相分离后单独计量。

以国内某气田的实践为例，天然气单井产量的计量主要分为站内分离计量和井口在线计量。站内分离计量工艺所采用的装置主要包括分离器、孔板流量计、电动球阀等，单井来气经过节流降压后进入分离器进行分离，分离后的单相气体经孔板流量计计量，产出液根据分离器排液电动球阀的开关次数进行估算，气体计量为干气计量，计量精度高。井口在线计量采用的是智能旋进漩涡流量计，将气井产出物的计量等效为单相气体的计量，忽略了产出液对计量精度的影响，数据远传。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：无论是站内分离计量工艺，还是井口在线计量工艺，均不能有效的计量天然气井的产液量。其中，站内分离计量工艺采用的分离器排液电动球阀开关次数估算产液量，由于电动球阀每次打开到关闭所排出的液体不尽相同，导致单井产液量计量误差大；井口在线计量工艺更是忽略了气井产液的计量，由于液相的存在导致气相的实际流速增大，再加上气液两相之间复杂的相互作用使的气量实际测量差值偏高，导致了单井产气量的计量误差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种气液两相计量装置，主要用于天然气单井产气量、产液量计量的在线计量，打破传统的天然气先分离后计量的工艺模式，实现天然气单井产气量、产液量的不分离在线连续计量。所述技术方案如下：

本发明提供了一种气液两相计量装置，包括气液通管、第一压差变送器和第二压差变送器，所述气液通管管内间距地设置有V锥节流件和文丘里节流件，所述第一压差变送器与所述V锥节流件连接，所述第二压差变送器与所述文丘里节流件连接，所述V锥节流件设置在所述气液通管的上流段，所述文丘里节流件设置在所述气液通管的下流段。在气液通管管内设置V锥节流件即可以基于流动连续性原理和伯努利方程来计算流经气液通管内的气体和液体的流量，测量的精确度和稳定性很高。在气液通管管内设置文丘里节流件解决了低压、大管径、低流速的气液混合流体测量的精确度，该文丘里节流件为内藏式文丘里管。

进一步地，所述V锥节流件悬设在所述气液通管的管芯处，所述V锥节流件外周与所述气液通管内壁之间为间隙设置。

进一步地，所述文丘里节流件外周为圆柱形，所述文丘里节流件外周与所述气液通管内壁之间紧贴设置。

进一步地，所述第一压差变送器具有第一气管和第二气管，所述第一气管与所述气液通管连通，所述第二气管与所述V锥节流件的内管连通。

进一步地，所述第二压差变送器具有第三气管和第四气管，所述第三气管与所述气液通管连通，所述第四气管与所述文丘里节流件的内管连通。

进一步地，所述V锥节流件与所述气液通管的第一端之间为第一紊流直管段，所述V锥节流件与所述文丘里节流件之间为第二紊流直管段，所述文丘里节流件与所述气液通管的第二端之间为第三紊流直管段。

进一步地，所述第一紊流直管段处设置有压力变送器，所述压力变送器与所述气液通管连通。

进一步地，所述第三紊流直管段处设置有温度变送器，所述温度变送器有探头伸入到所述气液通管内。

进一步地，所述气液两相计量装置还包括计算机处理系统，所述V锥节流件、所述文丘里节流件、所述压力变送器和所述温度变送器与所述计算机处理系统通过数据线连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：