多相流量计原理

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1、海默多相流量计原理1多相流测量技术回顾——传统两相、三相分离器分离计量方案1）由两相、三相分离器对油井产出三相混合物进行气液或油气水分离2）通过对分离器内储液段的液位控制，排放液体，进行液体、含水率计量或纯油纯水计量3）通过对分离器的压力控制进行气体排放并对气体进行计量4）由微机对以上工作过程进行控制并采集处理数据，得到油井油、气、水产量及有关测试参数。2多相流测量技术回顾——传统计量方案的缺点1.有较多的管汇、分离器，工艺复杂、尺寸大，尺寸问题在海洋石油平台上尤为突出2.常规的计量测试装备配套仪表多，仪表标定烦琐，现场维护量高，生产维护工作量大；3.控制系统较为复

2、杂;4.常规的计量测试系统很难处理泡沫原油或难以分离的乳化液引起的相分离问题，通常需进行化学或机械干预，从而增加费用并影响测量准确度;3多相流测量技术回顾——多相流量计1.不用相分离，工艺简洁，结构紧凑，占空间小；2.测量为实时、连续测量，基本上可无人值守，不用人员干预；3.仪表具有良好的可靠性；4.适用的准确度和重复性；5.一次投资和维护费用低，在采油生产中，尤其在海洋石油和油井测试中具有很大的潜在效益。4多相流测量技术回顾——多相流量计相分率测量1.介电相分率测量法介电相分率测量包括电容/电导测量技术，与之相关的还有微波吸收法。利用油水介电常数区别较大，测量一种

3、油水混合液的介电常数可以确定其含水率。2.伽马射线法相分率测量依据油、水、气对伽马能量的衰减率不同，当伽马射线穿过油、水、气混合物时，由混合物中分子的电子和原子引起衰减，通过建立相关方程可以求得混合物的相分率。5多相流测量技术回顾——多相流量计流量（流速）测量1.文丘里流量计文丘里流量计是一种传统的差压式流量计，近年来被广泛地应用于湿气计量和多相流量计量。文丘里流量计可以适用于含气流体和粘性流体的流量测量，当与之配套的相分率仪表测量出气体相分率后，可以容易地确定出液体流量2.互相关法互相关法就是在一定距离的管段上设置两个传感器（γ传感器或电容、微波传感器），测量相似

4、流体性质变化的特征与频率，根据两个传感器对同一参照物测量的时滞，以及传感器之间的距离，通过相关函数计算流体的速度。6海默多相流计性能及结构——海默MFM2000型1.文丘里流量计2.流型调整器3.单能伽马传感器4.双能伽马传感器5.压力变送器、温度变送器6.数据处理系统组成7海默多相流计性能及结构——海默MFM2000型GasFraction(ag):气相所占截面比GasVolumeFraction(GVF):气相所占总体积比(工况条件下)WaterLiquidRatio(WLR):水相所占液相比(工况条件下)WLR&BS&W区别：WLR:工况，BS&W:标况8海默

5、多相流计性能及结构——海默MFM2000型GROSSMULTIPHASEFLOWFlowrates@LineConditionsQoilQwaterQgasFlowConditionerDual-GammaRayRAWLR典型液相PVTDataFlowrates@StandardConditionsQoilQwaterQgasTTPTPressure&TemperatureMeasurementsPVTCalculationsSingle-GammaRayRAαgVenturiDP9海默多相流计性能及结构——海默MFM2000型WLRr=(1-ag)[ro+WLR(

6、rw-ro)]+ag.rgFlowConditionerDUALDPTTInletOutletPTDPDPQmasstotalQoil=(1-GVF).(1-WLR).QtotalQwater=(1-GVF).WLR.QtotalQgas=GVF.QtotalagSINGLE3’’VenturiMeterRARA10GROSSFLOW½’’Vent&GasSamplingpointCalibrationPort(Graylock)1’’1/2ValveMAINLYLIQUIDGVF<10%Dual-GammaRaySensorRAGAS401020506070809

7、0302%10%5%-2%-10%-5%15%-15%GVF(%)FunneleffectwithoutFlowConditionerWaterCutAbsoluteError11海默多相流计性能及结构——海默MFM2000型仪表测量范围含水率测量范围0-100%含气率测量范围0-90%(可扩展到0-98%)流量测量范围8:1(可扩展到30:1)典型的测量准确度准确度重复性毛液量±5-10%（相对误差）±5%气量±10%（相对误差）±5%含水率±2%（绝对误差）±1%置信度为90%12海默多相流计性能及结构——海默MFM2000HG型（高含气型）气液两相旋流分离