利用涡街流量计测量油水两相流流量

为了考察涡街流量计在油水两相流中的测量特性,在内径为50 mm的垂直上升管道内,对不同混合流量、含油率下的涡街信号进行了实验测量,并对油水两相仪表系数和斯特劳哈尔数予以分析.结果表明,在含油率5%～40%内,仪表系数相对误差小于4%,斯特劳哈尔数相对误差随含油率增加有变大趋势、随混合流量增加有减小趋势,而且在两相雷诺数2×104～5×104内可视为常数,并随雷诺数降低而升高.实验说明油水两相流中存在稳定的两相涡街,利用涡街流量计测量油水两相混合流量具有可行性.     

基于V锥流量计压损比的湿气液相流量在线检测

针对湿气中液相流量在线检测误差较大的问题,提出采用V锥流量计压损比实现湿气液相流量直接测量的思路。实验研究了节流比分别为0.45、0.55、0.65和0.75的4个V锥流量计压损比特性,结果表明,压损比较好的反映了湿气中含液量的变化,其随液体密度弗鲁德数增大而增加,并且受气液密度比的影响;对于节流比为0.55的V锥流量计,在本实验范围内,压损比基本不受气体密度弗鲁德数的影响。建立了该流量计基于压损比的湿气液相流量测量关联式,其预测的绝大部分工况点液相流量满度相对误差小于±5.0%;当体积含液率大于0.5%时,液相流量相对误差优于±20.0%。研究结果可为建立基于单节流装置双差压的湿气气、液分相流量在线测量方法提供技术支撑。     

超声多普勒谱修正的油水两相流流速测量

针对水平管道油水两相流流速的无扰动测量问题,提出一种基于超声/电学双模态传感器的流速测量方法。测量系统由连续波超声多普勒传感器和基于电容与电导的电学传感器构成,分别用于获取两相流流速和分相含率。由于连续波多普勒的测量区域集中于管道中心,受流速剖面、含率分布影响,所测得流速并非流体的总表观流速。在假设含率分布满足高斯分布的前提下,建立相含率加权的多普勒能量谱模型,将含率分布的影响因素引入总表观流速的测量,并建立总表管流速和分相表观流速的计算模型。在试验基础上,分别确定水连续和油连续时总表观流速计算模型的参数。试验表明,通过模型计算出的表观流速与实际测量的流速能够较好吻合,总表观流速的相对误差小于6.32%,分相表观流速的方均根误差小于5.64%。     

电导式相关流量计应用于油井井下流量测量

本文提出了一种新型的电导相关流量计,其敏感元件采用两个电导传感器,该流量能够应用于高含水油井的油水两相流流量测量,在多相流动实验装置上进行的实验表明,该流量计测量的流速范围宽,线性好,该流量计已经在大庆油田进行现场试验,使用该流量计在井下测量的油水的总流量与地面计量结果对比良好。     

水平放置的Coriolis流量计中油水两相流滑脱特性研究

本文通过流型观察与用Coriolis质量流量计测量油水混合物真实密度相结合的的方法对水平放置的Coriolis质量流量计中油水两相流中的持水率及相间的滑脱特性进行了实验研究,结果发现在含水率0.1～0.9、流速1.2～4 2m/s范围内,滑脱特性与管线中油水两相流的流型有很大的关系,油水相间既有正的滑脱,也存在负的滑脱。随着混合流量的增大,Coriolis质量流量计内,油水正负滑脱的转变点向持水率变小的方向移动。     

新型近红外矩形差压流量计的测量模型研究

针对目前气液两相流不分离测量的难点,设计了一种基于近红外光谱技术与矩形差压流量计相结合的新型气液两相流检测装置。利用CFD流体仿真软件对影响流量计性能的结构参数进行了仿真及优化,在单相流动和气液两相动态实验的基础上,建立了相含率测量模型,修正后液相含率测量误差低于3.5%。在液相流量大于2m~3/h时,对分相流模型进行修正,得到的总流量测量误差低于4.5%。建立了两相差压与Fr_g、Frl的关系,结合相含率测量模型得到总流量测量模型,其中弹状流总流量误差低于6.5%,泡状流总流量误差低于1.5%。实验结果表明该装置用于气液两相流不分离测量的可行性,对工业领域的生产具有重要参考意义。     

利用双差压式节流装置测量湿气

为实现湿气气液两相的在线不分离测量,提出一种由内锥和文丘里组合构成的新型双差压式湿气测量装置,并进行了实验研究。针对内锥及文丘里湿气虚高值的特点,建立了基于Lockhart-Martinelli参数、Froude数、气液密度比的内锥高精度虚高模型;建立了文丘里Deleeuw修正模型,实现了对n值的高精度拟合。通过对内锥和文丘里管在湿气测量中气液两相精度的对比分析,建立了湿气气液两相测量的迭代修正算法。实验结果表明,对于压力P为0.1～0.2MPa,气相弗劳德数0.6～1.5,L-M参数0.002～0.12,质量含气率在30%～99%范围内,气相流量测量的平均相对误差优于±1%,液相流量测量的满度误差小于±10%。     

油水两相流中2种含水率计算模型比较

油水两相流广泛存在于石油开采、储运、化工、能源等工业领域。含水率是油水两相流系统的重要参数之一,含水率的准确测量不仅与采用的测量方法有关,而且还与计算模型有很大关系。结合电导式测量方法建立了电阻-电容并联网络含水率计算模型,并在3种流型下与Maxwell含水率模型进行了仿真和实验对比。结果表明,建立的并联电阻-电容网络含水率模型,在泡状流下与Maxwell含水率计算模型的误差基本相同,而在环状流、分层流下,测试误差均小于Maxwell含水率计算模型的误差,具有更高的测试精度,可适用于环状流、分层流、泡状流等流型。     

油田多相流计量方法研究与探讨

分析了多相流分离计量和在线计量方法,总结了多相流计量的核心技术和研究进展,分析了弯管流量计测量油水和气水两相流实验数据,结果表明弯管测量油水两相流准确性较好,测量气水两相流误差较大.探讨了弯管流量计与密度计或与其它流量计配合的测量方案.     

基于单V锥节流装置的湿气气液流量在线测量

提出采用两相质量流量系数对V锥节流装置湿气测量误差进行修正,试验研究洛克哈特-马蒂内利参数、气体密度弗鲁德数以及气液密度比对V锥节流装置两相质量流量系数的影响规律。V锥节流装置的节流比为0.55,试验介质为压缩空气和水,气液密度比为0.002 445~0.006 083,气体密度弗鲁德数为0.3~2.0,洛克哈特-马蒂内利参数为0.01~0.34。结果表明,两相流量系数随洛克哈特-马蒂内利参数增加而线性增大,同时还受气体密度弗鲁德数和气液密度比的影响。获得了两相质量流量系数与洛克哈特-马蒂内利参数、气体密度弗鲁德数和气液密度比的定量关系,建立湿气流量测量的半经验关联式。利用V锥节流装置前后锥体对湿气具有不同的差压响应特性,获得了其差异性的影响规律,建立单节流元件双差压的湿气气液流量双参数测量方程。在试验范围内,测得的气相质量流量相对误差小于±5.0%,平均误差为2.2%;液相质量流量相对误差小于±20.0%,平均误差为9.8%。该方法具有系统简单、成本低廉、精度较高的特点。