流量、温度和液位的测量.ppt

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1、第三章流量、温度、液位的测量油气井生产测试第一节流量的测量流量和压力一样，也是油气井测试的最重要的参数，无论地面计量还是地层评价，必须使用各种仪器、仪表来测取石油、天然气、地层水的流量。流量：是指每单位时间内流经有效截面积的流体数量，该数量可以用体积和质量来表示，分别称为体积流量和质量流量，单位分别为米3/时，千克/时等。总量：是指某一段时间间隔内流经有效截面的流体数量之总和，相应地该总和可以用体积、质量来表示。第一节流量的测量流量计是指测量流体流量的仪表，它能指示和记录某瞬时流体的流量值。计量表（总量计）是指测量流体总量的仪表，它能累积某段时间间隔内流体的总量值。流量计的种类

2、繁多，各自建立在不同的物理原理和规律上，没有一个统一分类。但是按照测量方法可以分为：差压流量计、靶式流量计、转子流量计、容积式计量表、速度式计量表、电磁流量计、旋涡流量计、超声波流量计、质量流量计等等。第一节流量的测量本节要讲述的内容了解6种流量计，只讲玻璃转子流量计和体积管流量计以及流量计的标定方法；至于垫圈流量计、临界速度流量计和浮子式井下流量计在普通试油工艺中讲。一、玻璃转子流量计转子流量计是以节流原理为基础的一种流量测量仪表。节流现象：当流体流经孔板时，孔板前后有压力差产生，压力差的大小随着流体流量的变化而变化，这种现象称为节流现象。转子流量计在测量过程中，转子上的全压

3、差始终保持不变，只是流通的面积随流量的变化而变化，所以也称为定压差式流量计或面积流量计。转子流量计有玻璃转子流量计（只用作就地指示）和金属转子流量计（可以进行信号传输）两种。一、玻璃转子流量计玻璃转子流量计可以用来测量非混相液体、气体等单相介质的流量。在油田上，一般用来计量清水流量。这种仪表测量范围大、压力损失小、结构简单、显示直观、便于维修。一、玻璃转子流量计1、结构转子流量计主要是由一根自下而上扩大的圆锥形玻璃管和一只随流体流量大小而上下浮动的转子（又称浮子）组成（图3-3）。一、玻璃转子流量计锥形管锥形管的锥度根据流量的大小而定，一般在1：20~1：200范围内;锥管外表

4、刻有百分数或流量刻度线，透过透明的被测介质，转子的高度即可指示流量的大小;锥形管大端在上、小端在下。锥形管使用压力为20公斤/厘米2以下，温度为-20℃~+120℃内。只有长度、锥度和口径相同的锥形管才能互换，互换后一般要求重新标定，锥形管一般用高硼硬质玻璃制成，也可用有机玻璃制成。一、玻璃转子流量计浮子一般用铝、铅、不锈钢玻璃、胶木、有机玻璃等制成，使用时可根据流体的化学性质加以选用。浮子形状常见的有I、II、III型三种（图3-3）。I型大都使用于气体、小流量，而且流量系数也较小的地方。有时浮子在流体作用下不断旋转，为了使浮子稳定在中心位置，在浮子的上边沿开有斜槽。II型大

5、都使用于液体、大流量且流量系数比较大的地方。对于大流量的流量计为使其稳定在中心位置，往往带有中心导杆。III型使用较少，它的特点是粘度变化时流量指示影响较小。2．转子流量计的测量原理当流体自下而上流经锥管时，由于流体在转子与锥管间的流通面积在变化，产生节流作用，流体在转子前后产生的静压差对转子有一向上的作用力；另外，流体流过转子时，对转子产生一定的冲击力（即动压力）和流体对转子的粘滞摩擦力；转子在这些流体推力作用下，克服自身在流体中的重力而向上运动；随着转子的上升，转子与锥形管之间的环形流通面积增大，流体的流速降低，流体对转子的冲击作用力和摩擦力减小，而静压差产生的作用力保持不

6、变，即：直到流体作用在转子上的向上推力与转子在流体中的重力相平衡时，转子停留在锥形管中的某一高度上。因而，转子高度反映了流量的大小，所以通过转子的高度变化就能知道流量的大小。3．转子流量计的流量方程为了明确转子平衡位置高度h和被测介质流量q之间的定量关系，以及其它参数对流量示值的影响，下面推导转子流量计的流量方程。作用在转子上的流体作用力包括：冲击力（动压作用力）、节流作用而产生的静压差作用力以及流体对转子的粘滞摩擦力。根据流体在孔板前后的伯努力方程和连续性方程，经过一系列推导有：一、玻璃转子流量计注意由于玻璃转子流量计出厂时是按水（或空气）标定的，但在生产中被测流体的性质、浮

7、子重量等均与标定条件不同，会使流量计指示值产生误差。因此，在有条件的情况下，应对流量计重新标定，无条件时，根据有关公式，对流体密度、流体温度和压力、浮子重量进行修正。二、标准体积管标准体积管是大口径、高精度的大型流量校验设备。它是利用管道本身已校部分作为标定装置，校验工业用流量计。1、结构标准体积管分为两大部分：本体部分附属部分，见左图。本体部分包括:①外部联系部分：包括上游阀、下游阀和截止阀等串接在主管线上。当需要对工业用流量计进行校验时，则将截止阀关闭，打开上、下游阀，即可将实际使用液体