摘 要: 分流分相多相流量测量方法是新一代在线多相流量测量方法,分流分相式多相
流量计具有体积小、精度高等优点。通过从被测主流体取样分流出一部分气液混合物,分离后采用单相
仪表测量取样流体流量,然后根据取样流体与主流体的比例关系获得被测流体流量。分流分相测量方法成功的关键在于设计合适的分配器,保证取样流体和被测流体之间具有确定的比例关系。目前已经开发出了三通管型、取样管型、转鼓型、转轮型、旋流型管壁取样器等取样分配装置,其中,旋流型管壁取样器通过多孔取样和流型整改保证了取样的代表性,无运动部件、取样孔不易堵塞,非常适合海上油气田的开发。
关键字: 分流分相 多相流 流量测量 分配器
近年来,石油价格上涨、能源紧缺问题日益突出,各国都在加大对海上油气资源的开发,对多相流量的计量需求也更加迫切。传统的多相计量装置价格昂贵,体积庞大。海上油气田开发由于受平台空间的限制,要求开发出体积小、质量轻、精度高、可靠性好的多相计量装置。本文对目前采用的多相流量测量方法进行了分析评价,介绍了分流分相多相计量这一新型多相流量测量方法,并对近年来的研究进展进行了回顾。
1 多相流量计量方法分类
多相流量测量方法按照是否分离以及分离的程度一般可分为完全分离、不分离、部分分离3种类型。完全分离法采用三相分离器将多相流体分离成油相、气相和水相,分别采用单相流量计测量各相流量,气、液相能实现完全分离,测量不受多相流波动的影响,精度高,缺点是分离设备体积庞大,价格昂贵,在很大程度上增加了油田的开发成本;不分离式多相流量计是在对多相流体不作任何分离的情况下实现油、气、水三相计量,其技术难度主要体现在油、气、水三相组分含量及各相流速的测定,不分离计量方法不需要分离设备,体积小,但测量受流体波动的影响,精度低;部分分离方法的试验方法是首先采用预分离装置将气、液二相分离成以气相为主(高含气率)和以液相为主(高含液率)的2股流体,然后再利用较成熟的二相流仪表分别测量,*后将2股流体重新混和,该方法缩小了流过测量仪表的二相流组分变化范围,同时也降低了流动的不稳定性和测量信号的波动性,虽然在一定程度上缩小了计量分离器的体积,并降低了二相流测量的难度,但未能将气液混合物完全分离,故实际上对提高测量精度的作用是有限的。
分流分相方法是*近几年才提出来的一种多相流量测量方法[1-2],充分吸收了以上3种多相计量方法的优点,可以将气、液二相流测量精度提高到小于或等于3%[3]。
2 分流分相方法工作试验方法
图1为分流分相流量测量试验方法。通过取样分配器成比例地从二相流体中分流出一小部分二相混合物,将其分离成单相流体后,应用单相流量计测量出各相流量的大小,然后根据取样流体与主流体的比例关系确定被测二相流体各相的总流量。
主管路气、液相流量分别由下式计算
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