热示踪流量计电学参数及结构参数的仿真

热示踪方法测量流量具有无污染、无可动部件、可靠性高的特点,适用于水平井产出剖面油水两相流低流量的测量.加热丝对流体短暂加热时虽然加热功率不同,但同一监测点温度达到最高温度后,随时间的变化温度曲线都会出现平顶现象,所以加热时间是计算两温度曲线峰值的时间差重要影响因素.流量计内径为2 cm时,加热丝加热功率设置为500 W,加热时间设置为2s,流量计中心线上温升在1 ℃以上,可以测量流量小于30 m3/d流体.当流量计内径不同时,可以通过建立仿真模型,仿真持续加热流动的流体情况下,不同流量中心线上升的最高温度及其位置,从而确定传感器的最佳位置和测量的流量范围.     

基于COMSOL的剪切速率对超声波流量测量影响分析

为了分析影响超声波流量测量结果的因素,提高超声波流量测量的准确性,需要研究聚合物溶液剪切速率对于流体流态和超声波流量计接收声压的影响,利用多物理场有限元软件COMSOL建立超声波流量计三维模型进行仿真,通过流体域的背景流速曲线和超声波接收器波形图来分析剪切速率的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,随着剪切速率的增大流体流态趋向于湍流,超声波流量计接收器声压最大值与最小值相差1%,其对超声波流量计测量结果影响较小可忽略。     

质量流量计的使用维护及应用评价

用质量作单位的质量流量计比用容积作单位的容积式流量计计量要准确。如果流量计的零流量输出值大于产品给出的零点稳定度,需要进行零点调整。如果调零时,阀门存在泄漏问题,测量误差将会增大。流量校准系数代表传感器的灵敏度及流量温度系数,这与流量计的测量准确度都有直接关系,密度校准系数代表传感器在0℃下管内为空气和管内为水时的自振周期及密度温度系数。质量流量计具有测量精确度高,测量流体范围广,测量管的振幅小,测量值对流体黏度不敏感,不受介质流速分布的影响,可进行多参数测量的优点。     

油库流量计校准过程的探讨

结合石油库流量计校准实际工作，依据《流体容积式流量计检定规程》（JJG667-1997）分析了温度测量不准确和电液阀、标准罐的使用及上位机流量系数的确定对流量计检定结果的影响，并提出了相应的改进建议和处理方法。     

温度对涡轮流量计井下计量参数的影响

油井产层井底流体的计量目前多采用涡轮流量计。但是,影响涡轮流量计响应特性的因素很多,如何减少或消除影响,确保计量的精确度,是一个十分重要的问题。作者通过大量实验和数据回归分析认为,温度参数对涡轮的响应值——K值影响很大,往往使涡轮频率响应产生误差,影响了生产井产层流量在线计量的精度。在实验研究的基础上,作者找出了温度影响的相关系数,为还原数据,并根据不同井况进行相应的流量校正创造了条件。     

基于热传导时域积分的井下流量测量方法

针对油田低产液生产井流量测量困难的问题,根据多相流体热力学理论,利用整个测量周期内探测器周围流体冲刷引起的热传导效应,提出了一种基于热传导时域积分的井下流量测量方法。首先,采用间歇式恒功率加热的方式,给探测器提供周期性能量;然后,采用积分法计算和分析了探测器内部温度在升温和降温过程中随外界流体流量变化的规律。理论分析与试验结果表明,时域积分面积与流量呈极好的相关性,尤其在低流量条件下具有较高的分辨率,该方法解决了传统涡轮流量计在流量较低情况下因涡轮无法启动导致失去检测能力的问题。基于热传导时域积分的井下流量测量方法,促进了油水两相流检测技术的发展,为低产液井流量测量提供了一种新的技术手段。      

切向涡轮流量计小流量测量响应特性研究

应用动量定理研究切向涡轮流量计的基本工作机理及仪表系数模型。通过数值仿真和流动实验,分析切向涡轮流量计叶片未转动及转动时流体在切向涡轮流量计的分布情况,阐述切向涡轮计叶片转动机理。基于小流量实验装置,考察了切向涡轮流量计在单相水及单相油条件下的响应特性。切向涡轮流量计在纯水与纯油介质中,启动排量分别为0.081m3/d与0.08m3/d,均远远低于普通螺旋式涡轮流量计的0.5m3/d,证明切向涡轮流量计在低流量测量中具有良好的应用前景。     

涡街流量计在实际应用中应注意的问题

通过对涡街流量的生产，使用现场调查，分析了国产涡街流量计尚存在一定问题的原因，提出了在涡街流量计产品制造出厂标定环节中应注意严格把关，设计，安装，使用部门应遵循涡街流量计使用的技术要求，当流体操作条件波动料大时应按建模公式等对其流量进行温度，压力自动补偿，消除附加误差，使涡街流量计在计量领域中得以可靠地应用。     

原油动态计量中流量计系数的使用分析

在原油动态计量中,流量计的流量与油品的密度、温度、压力及流量计系数密切相关,流量计系数决定着流量计运行的稳定性,是影响动态计量准确性最主要的因素.分析了王家沟原油库原油动态交接计量中流量计系数影响因素,得出结论认为,温度和压力对流量计系数起着至关重要的影响,该结论可指导流量计维护及标定,维护原油贸易的公平公正.     

涡轮流量计响应特性的研究

本文简单介绍了涡轮流量计的工作原理和动态特性,通过实验,找出涡轮流量计响应特性的影响因素,温度的变化会引起涡轮流量计金属材料热胀冷缩,几何尺寸的变化会引起涡轮转速的变化,K值也会随之改变,仪表常数和流体的粘滞性也有很大关系,粘度越大,流量的线性范围愈小。反之粘度越小,流量的线性范围愈大。     

持水率对热式流量计测量影响的理论分析

恒功率热式流量计由于良好的低流量检测特性成为低产液油井流量检测的一种选择方案,但油水两相流持水率对其测量的影响妨碍了它实际的应用。针对这一问题,介绍了热式流量计的测量原理,建立油水两相流持水率和流体主要物性参数的关系,应用Matlab数值模拟软件分析不同持水率条件下热式流量计测量结果与油水两相流流量的关系。数值模拟和实际实验结果表明,相同流速下,热式流量计输出电压随着持水率的增加而单调减小。实际应用时,热式流量计的测量结果必须结合持水率才能给出正确的流量解释。     

钟罩标准装置系统参数对被检智能流量计的影响

钟罩式气体流量计是用于检测智能型罗茨气体流量计计量误差是否符合国家计量要求的标准装置之一。通过对钟罩标准装置运行系统参数变化对检测结果误差影响的分析，纠正了采用传统的标定理论和方法标定智能型罗茨气体流量计过程中存在的附加误差问题。通过对检测原理的理论分析，找出了影响带温度和压力补偿的智能型罗茨气体流量计标定精度的主要因素--检测系统的管道压力损失。该压力损失导致检测系统的背景参数发生变化，在标定流量换算公式中考虑管道压力损失值的影响后，与试验测量结果的比较表明，最大可避免1％的检测不准确度，达到了消除由检测系统引起附加误差的目的。采用所给出的标准状态流量换算公式及系统参考压力值选择方法可提高钟罩标准装置的检测精度，确保智能型罗茨气体流量计标定结果的准确性。     

用PIV技术测量幂律流体同心环空螺旋流的流场

为研究幂律流体同心环空螺旋流的流动特性,建立了流体的同心环空螺旋流动实验模型。利用PIV(粒子图像测速仪)系统拍摄各种情况下环空螺旋流场中粒子的图像,对数据进行分析处理。结果表明:幂律流体在同心环空管道内做螺旋流动时,流量、流体黏滞性的增大或内管旋转角速度的减小都可以使压力梯度增大;其它条件相同时,压力梯度或流量的增大可以使轴向速度增大,促进紊流发生;压力梯度一定时,黏滞性的减小或内管旋转角速度的增大可以使轴向速度增大,促进紊流发生。将所有工况下实测速度与理论计算速度进行对比,最大相对误差为4.8%,理论与PIV测试实验结果吻合得较好。     

考虑非牛顿流体螺旋流动的钻井井筒温度场研究

准确了解钻井过程中井筒温度及其变化规律对于安全、高效钻井具有重要的意义。根据热力学第一定律及传热理论,建立了完整的钻井循环过程中温度场数学模型,分析了井筒中非牛顿流体螺旋流动的传热机理以及水力学能量和机械能量对井筒温度场的影响规律,对高温高压循环当量密度计算和井筒温度控制方法进行了初步探讨。模型计算结果与现场试验数据吻合较好。由数值模拟结果得出:在井深2 000.00 m处,钻柱转速从0 r/min升至200 r/min时该处温度升高4.5 ℃;在井深5 000.00 m处,钻柱转速从0 r/min升至200 r/min时该处温度升高7.8 ℃。研究结果表明,井底温度随钻柱转速的增加呈指数增长,随着井深的增加,钻柱旋转对井底温度的影响更加明显。建立的温度场模型可为高温高压地层钻井水力学设计和现场作业过程中的温度控制提供理论参考。      

葡北油田天然气重力混相驱注气井天然气水合物的形成及防治

葡北油田天然气重力混相驱注气井井筒内发现有水合物形成,严重影响了注气井的注气效率.基于Pipesim建模对注气井水合物形成管段及影响因素进行了分析,研究了通过提高天然气初始温度和采用水套炉加热井口天然气以预防水合物形成的技术可行性.研究结果表明,目前注气条件下,在距压缩机出口300～2000 m的输气管线及井筒深度小于...     

智能井井下液压控制信号传输特性研究

液压控制的智能井系统通过长达数千米的液压管线向井下传送液压控制信号和动力,选择目的层层位和控制流量。向井下传送液压控制信号时,受传输介质和细长液压管线的影响,液压控制信号的传输速度、强度和形态都会发生衰减和扭曲,难以被井下设备识别。为对井下执行器进行可靠的控制,讨论了液压控制信号的传输速度、井眼温度沿深度方向变化对传输介质黏度的影响;分析了井口压力向井下传播时压力与时间的变化关系、地面液压控制信号传到井下时的形态变化、同时施加液压控制信号和液压动力信号时的传输特性,以及有无阻力状态下开启井下滑套时控制压力的变化;再考虑管线内径、加压方式、井眼环境、液压油黏度等对上述传输特性的影响,得出液压控制压力应大于5 MPa、3 000 m深水井中井下液压信号传输时间约为25 min等定量评估结论。研究结论可为开展井下液压控制提供理论参考。      

水平井热示踪相关流量测量方法研究

文章介绍了一种热示踪相关法测量水平井油水两相流流量的测量方法。该方法利用脉冲热流体流过固定距离所用的时间来测量流体流量。由一个可控热源发生器在周围流体中产生脉冲热流体,当脉冲热流体流过热源发生器下游的温度传感器阵列时,流体的温差将引起温度传感器的测量信号突变,形成标记热脉冲,通过互相关算法求出脉冲热流体流经温度传感器阵列的时间就可以计算流体流量。设计了热示踪相关流量计原理实验样机,并在水平井多相流实验装置上进行了动态实验研究。实验结果表明,采用热示踪相关法测量低产液水平井油水两相流的流量是可行的。     

流动脉动对流量测量仪表影响的几个实例

流量测量中经常遇到脉动流，它对容积式流量计之外的绝大多数种类的流量计产生影响，使之误差增大，将脉动源消除或在流量计与脉动源之间装上阻尼器，能有效克服这种影响。列举了3个实例，流体有液体也有蒸汽；仪表有差压流量计也有旋涡流量计。     

Evaluation of the Influence of the Composition of Natural Gas in the Ultrasonic Measurement of Flow in Flare-type Pressure Relief Systems

The objective of this work was to evaluate the influence of the composition of the natural gas on flow rate measurements in pressure relief flare systems, which is a legal requirement imposed by the Brazilian Regulator. The historical technical difficulties associated with collecting gas samples from flare systems, and the constant questions about the representativeness of the collected samples, are the main drivers motivating this study. The study indicated (i) a maximum error of 0.04% associated with ultrasonic measurement of gas flow rate when the actual gas composition was unknown; (ii) collected gas samples directly extracted from the flare systems do not necessarily represent the actual measured gas and (iii) the estimated maximum error associated with the totalization of the gas volume proved to be negligible when compared either to the total documented gas volume given by historical measurements or to the acceptable random errors that is inherent to this type of measurement system.     

双量程差压流量计不确定度和量程比的验证

用差压法测量流体流量,由于流量与差压信号之间的平方根特性,其量程比不够大。在双量程标准差压流量计中,增设了1台低量程差压变送器,使量程低段的差压测量精确度提高了33倍（典型值）,从而使量程低段的流量测量精确度得到提高。按国际标准和国家标准所提供的不确定度公式计算,测量液体时不确定度达到1.0%,测量蒸汽和组分稳定的气体时不确定度达到1.5%,量程比达到100∶1。经DN80和DN200共6套双量程差压流量计在水流量标准装置上的数据验证,得到的误差比计算结果略小,优于技术指标,并在现场使用中得到证实。