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专利名称：一种三相流体比例和流量测试方法、装置及计算方法
技术领域：
本发明涉及原油测量领域，具体地，涉及一种三相流体比例和流量测试方法、装置及计算方法。
背景技术：
油田生产的原油通常有三种组分:油、气、水三相；直接计量体积流量、及各相比例是油田生产中亟待解决的问题。由于三相流量计的使用在油田生产开发方面节约成本，而且有利于油田管理的决策和对流程的有效控制。这些因素的存在极大程度地推动了三相流量计在石油工业中的发展。而现有的流量计均是近年来刚刚问世的，由于在线测试环境极其恶劣，三相流量计的测量范围受到很多限制，如受含气率、含油率、含水率、黏度、盐度等不同程度的影响，因此在技术上还没有进行过统一的试验评价。此类流量计的体积均较为庞大，且市场上大多流量计的误差几乎都在10%左右。要实现在线实时计量，还要满足信号的连续采集，并达到小体积、高强度、抗腐蚀、长寿命的要求。流体的物性对流量计的选型也有着极大的影响，流体物性对三相流量计选型的影响见表I。
权利要求
1.一种三相流体比例和流量测试方法，其特征在于，采用连续测压法进行测试。
2.—种三相流体比例和流量测试装置，其特征在于，包括管线及七个压力传感器，所述管线包括九段管道及扩径分流器； 所述第一、三、五、七、九管道均为水平设置管道，第二、四、六、八管道均为竖直设置的管道，且其中:第一管道的后端与第二管道的顶端连通，第二管道的底端与第三管道的前端连通，第三管道的后端与第四管道的底端连通，第四管道的顶端与第五管道的前端连通，第五管道的后端与扩径分流器的前端连通，第六管道的顶端与扩径分流器前端底部连通，第六管道的底端与第七管道的前端连通，第七管道的后端与第八管道的底端连通，第八管道的顶端与第九管道连通，且第九管道的前端与扩径分流器的后端也连通；所述第二、三、四管道口径相同，第六、七、八管道口径相同； 所述扩径分流器包括水平设置的筒体及水平向上卷起、设置在筒体内的分流板；其中第一至五管道流过整体油、气、水三相，经过所述筒体及分流板后，第六、七、八管道流过油、水二相，再共同流过第九管道； 所述第一压力传感器设置在第二管道的底端面，第二压力传感器设置在第三管道的后端面，第三压力传感器设置在第四管道的底端面，第四压力传感器设置在第四管道的顶端面，第五压力传感器设置在第六管道的底端面，第六压力传感器设置在第七管道的后端面，第七压力传感器设置在第八管道的顶端，在第一、二、四、五、六、七压力传感器的位置，使流体直角转向，原有的流动矢量变为零。
3.根据权利要求2所述的三相流体比例和流量测试装置，其特征在于，所述所有水平设置的管道与竖直设置的管道均分布于同一平面。
4.根据权利要求2所述的三相流体比例和流量测试装置，其特征在于，所述第二管道顶端到底端的高度与第四管道顶端到底端的高度以及第三管道前端到后端的长度相同；且所述第六管道上方的分流板到第六管道底端的高度与第八管道顶端的第七压力传感器到第八管道底端的高度及第七 管道前端到后端的长度相同。
5.根据权利要求2所述的三相流体比例和流量测试装置，其特征在于，还包括两个测温传感器，所述第一测温传感器为输入端测温传感器，设置在第一管道内，第二测温传感器为输出端测温传感器，设置在第九管道内，用于根据流体温度调整单相流体密度。
6.根据权利要求2-5任一项所述的三相流体比例和流量测试装置，其特征在于，还包括与各传感器连接的单片机，用于即时给出、显示测试结果。
7.—种三相流体比例和流量计算方法，其特征在于，采用权利要求2-6任一项所述的测试装置进行测试，并按如下推导公式计算相关参数:P1 = p^ gH + ^ / + Pi 巧I = Po EfH + PifiL + P 21 ^22 = PqS^- + 尸a = — p^gH + P2( I ) P、= β gHi + β + P3
8.根据权利要求7所述的三相流体比例和流量计算方法，其特征在于，在已知三相流体粘滞系数的情况下，使用泊萧叶公式计算体积流量:
9.根据权利要求7所述的三相流体比例和流量计算方法，其特征在于，所述三相流体各相的密度可按如下方法计算得出: 三相流体比例和流量测试装置的各段温度可以由温度梯度计算出来，以温度变化确定三相流体各自的密度变化，参照密度-温度曲线给出各相流体的当前密度； 并以P1、P2 二个压力传感器测试压力的平均值，确定气体密度随压力的变化，参照气体密度-压力曲线给出当前密度。
10.根据权利要求7所述的三相流体比例和流量计算方法，其特征在于，所述计算方法由单片机控制。
全文摘要
本发明公开了一种三相流体比例和流量测试方法、装置，采用连续测压法进行测试，装置包括管线及七个压力传感器，管线包括九段管道及扩径分流器；第一、三、五、七、九管道均为水平管道，第二、四、六、八管道均为竖直管道，水平、竖直管道及扩径分流器按一定方式连通，第一至七压力传感器设置在管线的相应位置，在第一、二、四、五、六、七压力传感器的位置为直角，原有的流动矢量变为零；还在测试装置输入端、输出端设置测温传感器。本发明可以同时测试三相流体的比例及体积流量，结构简单、没有动态部件，易于适应不同环境，测量范围受限少，稳定、可靠。本发明还公开了三相流体比例和流量的计算方法，该计算方法也为国内、外首创。
文档编号G01F5/00GK103196505SQ20131014040
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者刘建中 申请人:刘建中