[发明专利]双槽式孔板型混输计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种双槽式孔板型混输计量装置，主要应用于高含气的凝析油气的多相计量，属于石油工业中油气集输管线用的在线计量仪器。

背景技术

从80年初至今，国内外多相流计量技术取得了重要进展，截止目前，国际公认的达到商品化程度并且在工业现场得到较为广泛试验和应用的多相流量计产品包括：美国Agar公司的Agar-301/401，中国海默公司的MFM2000，挪威Roxor公司的Fluenta 1900VI与RFM流量计、挪威Framo公司的Framo多相流量计、美国Daniel公司的MEGRA流量计、McCrometer公司的V-Cone流量计、英国Solartron公司的DualStream流量计和美国PECO公司的PECO流量计、意大利TEA公司的VEGA流量计等。这些多相流流量计在限定工况下，能够以90％的置信概率达到10％以内的气液相测量精度。但由于使用条件的变化与误差传递等影响，在某些工况下，油水相测量不确定度可能远远超出±10％的限度。现有多相流量计大都针对含液率为10％~90％的油气水三相流进行测量，如果直接用来计量含液率小于10％的凝析天然气，由于液相含率超出其适用范围，误差必然很大。能够直接用于凝析天然气计量的多相流量计目前仅有Dual StreamII、V-Cone、PECO与VEGA四种产品，其中DualStreamII流量计已经应用于生产现场，其余产品尚处于实验室研发与现场试验阶段。

发明内容

本发明的目的在于开发适用于高含气的油气田的多相混输流量装置，实现不分离凝析天然气的在线计量。

实践中，本着降低成本，提高测量精度的要求，选用了Murdock关系式作为开发新型多相油气计量装置的模型，Murdock关系式是基于孔板流量计的，通过对孔板结构改进和各种仿真实验，及对测量计算结果的修正，开发出价格比较经济的多相计量装置。

本发明的双槽式孔板型混输计量装置选用了槽式孔板作为一次节流传感元件，槽式孔板是由带有槽孔的与管道内壁相切的圆形板构成，圆形板上的槽孔由至少一圈同心且径向均匀分布的槽式小孔组成，圆形板外缘与管道内壁相切。实践中，槽式孔板的槽式小孔围绕圆形板轴心设计为三圈，且径向均匀分布在槽式孔板的圆形板上。

本发明的双槽式孔板型混输计量装置其采用如下的技术方案，即一种双槽式孔板型混输计量装置由上游连接法兰、测量直管、上游取压装置、稳压直管、下游取压装置、下游直管和下游连接法兰依次连接而成，其特征在于测量直管上设有压力变送器，上游取压装置与下游取压装置内均设有一片槽式孔板，在下游直管上设有温度变送器，各变送器与计算机相连接。

上游取压装置与下游取压装置结构相同，但上游与下游选用的槽式孔板的孔径比可以相同，也可以不同。

用A_slot表示所有槽孔面积总和、A表示管道截面积，D是管道直径、d是标准孔板孔径，槽式孔板的孔径比定义为：

β=d/D=Aslot/A]]>

取压装置是由取压装置壳体和置于壳体内腔中的槽式孔板和分置于槽式孔板两侧的与取压装置壳体内腔相通的前、后取压支管，及连接在前、后取压支管上的取压法兰和毛细管引压管路与压差变送器连接构成。

在取压法兰和毛细管引压管路连接处设有弹簧膜片。在取压支管的末端装有阀门。

双槽式孔板型混输计量装置使用时，水平安装于管路中，在对压降、温度和压力进行测量中，压力检测选用ROSEMOUNT表，差压检测选用差压变送器，温度由温度传感器(温度变送器)实时测量。

为防止管线流体中的杂质堵塞节流的槽式孔板，在双槽式孔板型混输计量装置入口需安装有过滤器。

实践中，气液两相流经槽式孔板后，在3倍管道直径长度左右的稳压直管段已经恢复到上游的流动状态，说明前后取压装置，即双槽式孔板组合应用时，中间稳压直管段长度可以适当缩短，取5至6倍管道直径长度，可使得流量计结构紧凑，此外，小孔径比节流元件(槽式孔板)对液相含率的变化更敏感，选用小孔径比节流元件有利于提高低含液率的凝析天然气液相流量测量精度。