[发明专利]一种井口液量、含水率在线检测装置及方法

权利要求书

1.一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立热式流量计方程，将在线检测装置(2)实时检测得到的混合流体内液体的含水率引入热式流量计方程进行液体的流量计算；

步骤2：建立含水率修正方程，根据液体的流量计算结果对含水率进行修正，通过二分法进行迭代计算，从而得到误差范围内的测量值；

其中，井口采油树(1)出产的混合流体进入在线检测装置(2)，且所述在线检测装置(2)能够对混合流体内液体的含水率、温度及流量进行实时检测；

控制器(3)将混合流体内液体的含水率、温度及流量参数通过无线通信模块传送给远程终端(4)，所述远程终端(4)能够通过接收到的实时参数得到误差范围内混合流体的含水率与液量，且所述远程终端(4)能够对含水率与液量进行显示；

所述热式流量计方程为：

、，其中：

为质量流量；

为动力粘度；

为管道内截面积；

为探头等效直径；

为探头消耗的电功率增量；

为探头相对于流体的温升；

为探头等效面积；

为基于检定的经验常数；

为流体的热导率；

为普朗特数；

为油水混合物的定压比热容。

2.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述油水混合物的定压比热容计算公式为：

，其中：

为油水混合物实际的质量含水率；

为相同温度下油相的比热容；

为相同温度下水的比热容。

3.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述动力粘度计算公式为：

、

、

，其中：

为油水混合物的摩尔体积；

为油的摩尔体积；

为水的摩尔体积；

为相同温度、压力下油水混合物中油的摩尔分数；

为相同温度、压力下油水混合物中水的摩尔分数；

为相同温度、压力下油相的动力粘度；

为相同温度、压力下水相的动力粘度；

为油水混合物实际的质量含水率；

为相同温度、压力下油的摩尔质量；

为相同温度、压力下水的摩尔质量；

为方程参数。

4.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述流体的热导率计算公式为：

、，其中：

为Boltzmann常数；

为Avogadro常数；

为油水混合物分子量；

为相同温度、压力下油水混合物中油的摩尔分数；

为相同温度、压力下油水混合物中水的摩尔分数；

为相同温度、压力下油的摩尔质量；

为相同温度、压力下水的摩尔质量。

5.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于，所述含水率修正方程为：

、，其中：

为时间段dt内所测含水率的平均值；

为时间段dt内的测量次数；

为时间段dt内第次测得的含水率；

为时间段dt内所测质量流量的平均值；

为时间段dt内第次测得的质量流量。

6.根据权利要求1所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于：所述在线检测装置(2)包括入口管道(11)，且所述井口采油树(1)出产的混合流体通过入口管道(11)进入测量腔室(12)；

所述测量腔室(12)能够对混合流体进行气液分离，经过测量腔室(12)分离后的气液两相能够通过出口管道(13)流出。

7.根据权利要求6所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于：所述测量腔室(12)上设有含水测量仪(14)，且所述含水测量仪(14)能够对混合流体内液体的含水率及温度进行实时检测；所述测量腔室(12)上设有热式流量计(15)，且所述热式流量计(15)能够对混合流体内液体的流量进行检测。

8.根据权利要求6或7所述的一种井口液量、含水率在线检测方法，其特征在于：所述测量腔室(12)内部设有隔板(16)，所述混合流体内气体能够从隔板(16)上部设置的流通口(17)流出，且所述混合流体内液体能够从隔板(16)下部设置的流通口(17)流出。