[发明专利]油水两相流部分分离在线计量的装置及其应用方法

权利要求书

1.一种油水两相流部分分离在线计量的装置，其特征在于，包括柱型旋流器、U型管、混合液管和水相分离管，其中，所述柱型旋流器与混合液的入口相接，所述柱型旋流器的下出口与水相分离管的一端相接，柱型旋流器的上出口与U型管的一端相接，U型管的另一端与混合液管的一端相接，混合液管的另一端与水相分离管的另一端均连接到出口；U型管上设置有两个以上的压力传感器，混合液管和水相分离管上均设置有流量计。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱型旋流器的上出口和下出口均设置有控制开关。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述U型管上设置有两两对称分布的4个压力传感器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合液管上设置的流量计为容积型液体流量计；所述水相分离管上设置的流量计为单相涡轮流量计，水相分离管上还设置有电导式含油率测量仪。

5.一种应用如权利要求1所述的装置进行油水两相流部分分离在线计量的方法，包括：

使用U型管的压力传感器测取压力值，获得混合液的含油率；

使用混合液管的流量计测得混合液的流量，根据所述含油率得到混合液的油相的体积流量和第一部分水的体积流量；

将水相分离管的流量计测得的第二部分水的体积流量加上所述第一部分水的体积流量，得到水相的体积流量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述使用U型管的压力传感器测取压力值，获得混合液的含油率的步骤包括：

使单相水从入口流入，流经U型管时，使用所述压力传感器测取压力值，计算单相水的重力压降；

使单相油从入口流入，流经U型管时，使用所述压力传感器测取压力值，计算单相油的重力压降；

使待测的混合液从入口流入，流经U型管时，使用所述压力传感器测取压力值，计算混合液的重力压降；

结合单相水的重力压降、单相油的重力压降和混合液的重力压降得到混合液的含油率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述U型管上设置有两两对称分布的4个压力传感器；

按照如下方式计算得到单相水的重力压降：

(dp/dx)_g，w＝0.5*[(dp/dx)_d，g+(dp/dx)_u，g]＝0.5*[(dp/dx)_d一(dp/dx)_u]

其中，(dp/dx)_d，g和(dp/dx)_u，g分别表示为U型管的下降管和上升管的重力压降；(dp/dx)_d和(dp/dx)_u分别为U型管的下降管和上升管中沿流动方向的总压降，且(dp/dx)_d和(dp/dx)_u分别由下降管中的两个传感器和上升管中的两个压力传感器的值相减得到；

用相同的方式得到单相油的重力压降(dp/dx)_g，o和混合液的重力压降(dp/dx)_g，m。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

按照如下方式，结合单相水的重力压降、单相油的重力压降(dp/dx)_g，o和混合液的重力压降(dp/dx)_g，m得到混合液的含油率α：

α＝[(dp/dx)_g，w-(dp/dx)_g，m]/[(dp/dx)_g，w-(dp/dx)_g，o]。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

使待测的混合液从入口流入时，调节柱型旋流器的上出口和下出口的控制开关，使下出口的流量尽量高，同时使用电导式含油率测量仪测量水相分离管中混合液的含油率，使下出口的混合液满足水中含油低于计量的误差±5％。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

通过如下方式使用混合液管的流量计测得混合液的流量Q_总，根据所述含油率α得到混合液的油相的体积流量Q_油和第一部分水的体积流量Q_水1：

Q_油＝Q_总×α

Q_水1＝Q_总×(1-α)。