[发明专利]一种气液两相流集输管汇偏流控制装置及方法

说明书

本发明涉及一种气液两相流集输管汇偏流控制装置及方法，其特征在于，包括空气压缩机、水箱、第一管汇、第二管汇、汇管、气液多级预分离装置、风速检测仪、摄像机、控制柜和计算机；空气压缩机通过气体流量计经第一阀门连接第一管汇的一端；水箱通过液体流量计经第二阀门连接第二管汇的一端，第一管汇和第二管汇的另一端通过笛形管连接汇管的一端；汇管的另一端连接气液多级预分离装置的入口，气液多级预分离装置的出口处设置有风速检测仪，风速检测仪还连接集水箱；计算机分别连接所述气体流量计、液体流量计、风速检测仪和控制柜，控制柜分别连接空气压缩机、水箱和摄像机，本发明可以广泛应用于油气集输技术领域中。

技术领域

本发明是关于一种气液两相流集输管汇偏流控制装置及方法，属于油气集输技术领域。

背景技术

在油气开采与天然气生产过程中，管汇用于汇集与分配各井口采出物。管汇系统进行流量分配时，流型、惯性力和重力等因素将导致各引出管流量分配不均，影响集输工艺系统运行的经济性与安全性。然而，气液两相流在钻采施工和气液混输过程中极其容易出现偏流问题，同时液体对管线长时间的冲刷和侵蚀，会对油气安全造成最大威胁。另一方面，压力分布不均、湍流和惯性力是造成单相流管汇系统偏流的主要原因。

现有技术主要通过在并联管路中安装调节阀，以控制气液两相流集输管汇偏流现象，但是，这种方法一般只适用于单相流动管汇，并不适用于气液两相流动管汇。因此，为最大程度地利用油气集输能力，以及为了油气田开发的安全性与经济性，迫切需要能够有效控制油气集输过程中由于气液分配不均而出现的偏流现象。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效控制油气集输过程中由于气液分配不均出现的偏流现象的气液两相流集输管汇偏流控制装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种气液两相流集输管汇偏流控制装置，包括空气压缩机、水箱、第一管汇、第二管汇、汇管、气液多级预分离装置、风速检测仪、摄像机、控制柜和计算机；所述空气压缩机通过气体流量计经第一阀门连接所述第一管汇的一端，所述空气压缩机用于对所述第一管汇内的气体进行压缩以及调节不同气液比工况下的气体流量；所述水箱通过液体流量计经第二阀门连接所述第二管汇的一端，所述第一管汇和第二管汇的另一端通过笛形管连接所述汇管的一端；所述汇管的另一端连接所述气液多级预分离装置的入口，所述气液多级预分离装置用于将所述汇管中的气液两相流进行分离后再分别分配，并将分配后的气液两相进行汇合，在消除流型的基础上实现流量均匀分配，所述气液多级预分离装置的出口处设置有所述风速检测仪，所述风速检测仪还连接集水箱，所述风速检测仪用于检测所述气液多级预分离装置出口处气体的风速，所述集水箱用于获取并称重流出所述气液多级预分离装置的液体；所述计算机分别连接所述气体流量计、液体流量计、风速检测仪和控制柜，所述控制柜分别连接所述空气压缩机、水箱和摄像机，所述摄像机用于获取所述气液多级预分离装置处的图像。

进一步地，所述汇管上设置有第一压力传感器和第一温度传感器，所述气液多级预分离装置的入口处设置有第二压力传感器，所述气液多级预分离装置的出口处依次设置有第二温度传感器、第三压力传感器和所述风速检测仪，所述第一～第三压力传感器用于采集对应管道处的压力，所述第一～第二温度传感器用于采集对应管道处的温度；所述计算机分别电连接所述第一～第三压力传感器和第一～第二温度传感器。

进一步地，所述气液多级预分离装置包括第一水平环形管、第二水平环形管、垂直引入管、L型引入管、弧线形引出管和L型引出管；所述第一水平环形管与所述第二水平环形管之间通过若干所述垂直引入管固定连接，所述第一水平环形管的一侧固定连接所述汇管，所述第二水平环形管的一侧固定连接所述L型引入管的一端，所述L型引入管的另一端固定连接所述汇管；两所述垂直引入上均设置有所述第二压力传感器；所述第一水平环形管的另一侧间隔设置有两所述弧线形引出管，所述第二水平环形管的另一侧间隔设置有两所述L型引出管，两所述L型引出管的另一端固定连接对应所述弧线形引出管的中部，两所述弧线形引出管的出口处均依次设置有所述第二温度传感器、第三压力传感器和风速检测仪。