油气水多相流量计的工作原理及设计

油气流量计的工作原理
油气流量计是一种用于测量油气流量的仪器。

它的工作原理一般分为以下几个步骤：
1. 流体进入流量计：油气通过管道流入流量计。

2. 流体进入流量计内部：流体进入流量计内部，经过某种结构或装置，形成一定的流动状态。

3. 测量装置：流量计内部配备有测量装置，用于测量流体的流量。

常见的测量装置有旋翼、涡轮或超声波传感器等。

4. 测量过程：当流体通过测量装置时，装置会产生一定的信号。

这个信号可以是旋转轴的转速、涡轮的转速或超声波的传播时间。

根据这个信号，可以计算出流体的流量。

5. 输出结果：流量计通常将测量结果输出到显示屏上，以便用户实时监测流体的流量。

不同类型的油气流量计工作原理可能会有所不同，但基本上是根据流体的运动状态和测量装置的变化来确定流体的流量。

气液两相流量计原理
气液两相流量计是一种用于测量流体中同时存在气体和液体的仪器。

它利用了气液两相在流动过程中产生的不同特性，实现了对气液两相流量的精确测量。

气液两相流量计的原理基于两个主要的参数：液位和气液比。

液位是指液体表面距离流量计下游固定点的高度，而气液比则是指气体与液体的体积比。

这两个参数可以通过传感器测量和计算得出。

在气液两相流体中，气体的体积远远大于液体，因此气体的流动速度要明显快于液体。

当气液混合物通过流量计时，液体部分会沉积在流量计内的测量管壁上，形成液膜，而气体则会以气泡形式穿过液膜。

利用液位和气液比两个参数，气液两相流量计可以计算出相对应的气体和液体的体积流量。

通过准确测量液位的变化和掌握液体温度等参数，可以实现对气体和液体体积流量的准确测量。

气液两相流量计在化工、石油、环保等领域具有广泛的应用。

它可以用于油井、水处理设备、石油炼化装置、污水处理等流体系统的流量测量。

由于涉及到气液两相的复杂流动，气液两相流量计的设计和精确度要求相对较高。

总的来说，气液两相流量计利用液位和气液比两个参数，通过测量和计算实现了对气液两相流量的准确测量。

它在多个领域的应用中发挥着重要的作用，为工农业生产提供了可靠的流量测量手段。

《油气井多相流量计的应用现状与技术分析》在油气田生产中,多相流量计应用是具有前瞻性的应用技术。

多相流量计一般是采用直接计量油井各相流量的方法,可以取消计量用分离器、以及计量汇管,节约占地面积和资金,并能连续计量各油井的产量,简化了流程。

通过对目前多相流量计应用情况的介绍和分析,指出智能式、组合式、通用性和经济性是未来多相流量计发展的主要趋势。

1.主要原理和特点在油气田生产中,传统的计量方法是把油井产物送入三相分离器,由分离器将其分成油、气、水三相,通过安装在分离器各相出口管线上的流量计,计量三种流体的产量。

系统的质量和体积都较大,给设计和施工增加了很大难度。

采用多相流流量计直接计量油井各相流量的方法可以取消计量用分离器、计量管线以及计量汇管,因此,多相流流量计可节约空间、资金并能连续计量各油井的产量,简化了流程。

多相流量计与计量分离器相比,主要的特点:对油气进行连续、在线、自动测量,可测出日产油、水、气的量以及井口压力、温度数据,并把它们显示、打印出来。

如果与多路阀结合使用,可实现单井无人计量。

系统质量轻,结构紧凑,占地面积小。

多相流量计基本上由传感器和探测器组成,没有可动部件,可靠性高。

多相流量计对被测介质温度无要求,只要介质能够流动就可以进行计量。

考虑到日常维护费用、占用平台面积等间接因素,具有投资少、操作费用低的特点。

2.当前主要多相流量计的应用分析兰州海默MFM2000多相流量计:该流量计采用单能伽马互相关流量计测定各种流速,双能伽马射线相分率计测定含水率和含气率。

当低含气时,可采用转子流量计(或其他流量计)测定总流量。

该产品结构较为紧凑,压力损失较小。

该流量计已在陆上油田、海上油田使用。

涠洲11-4东平台采用了该公司的多相流量计,是我国海上平台第一次使用多相流量计,目前正在运行中。

另外,秦皇岛32-6油田井口平台和绥中36-1Ⅱ期井口平台的总流量计量也采用了该多相流量计。

威Roxar公司MF1多相流量计:该流量计流速测量采用微波互相关法,相分率采用微波传感器伽马密度计法。

多相流量计的原理与开发应用简介国内外发展现状国内外多相流量计早在20世纪60年代就曾进行过研究，但由于当时的技术条件限制，未获得可供应用的成果。

近年来，相关流量测量技术、计算机自动控制和数据处理技术的发展，刺激了多相流测量技术的开发与研究，美国、挪威、法国、英国、俄罗斯等国家的一些大石油公司，相继投人大量的人力、财力进行多相流量计的研制和开发，并建立了一批多相流检定装置，使得这一技术获得实质性的进展，研制出一批可供生产应用的试验样机。

当然就目前来说，大多数的测试技术仅局限于实验室研究，为数不多的商品化的多相计量仪表在工业应用中也存在着一定的局限性，并且造价昂贵。

从计量方式看，多相流量计可以分为全分离式、取样分离式和不分离式三种。

全分离式多相流量计是在井液进入计量装置后先进行气液分离再分别计量气液两相的流量，测出液相的含水率，求出油气水各相含量。

其典型代表为Texaco 公司研制的SMS多相流量计，它是较早用于现场测试的一种多相流量计，它是将流体分成气、液两相，然后用流量计液相测液体流量，用微波监测仪计量液相的含水率，气相用涡轮式流量计计量。

目前其计量精度是，含水率精度±5% 、油和水流量精度±5%、气体流量精度±10%。

取样分离式多相流量计是在计量多相流总流量和平均密度的基础上，提取少量样液加以气体分离，并测定油气水各相的百分含量，通过计算获得油气水各相的流量。

其中Euromatic公司开发的多相流量计较有代表性，它是最早用于现场测试的一种多相流量计，它由透平式流量计和γ密度计组成。

透平式流量计用来测量流体的体积流量，γ密度计测量流体的密度。

透平式流量计附近装有旁通管线用于分离液体测取密度。

不分离式多相流量计是在不对井液作任何分离的情况下实现油气水三相计量，是多相流量计的发展主要方向。

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。

目前，相流速测量技术主要有混合+压差法、正排量法和互相关技术，其中互相关技术应用最多。

doi:1013969/j1issn1100626896120091051056Y J系列油气水三相计量装置庞欢1　王玉江2　黄炳华3　宋翀4(1.延长石油(集团)公司工程管理部; 2.中国石化胜利油田分公司采油工程处;3.胜利油田东胜公司基建工程管理部;4.杭州创联电子技术有限公司) 摘要:胜利油田联合浙江大学并采用先进技术,研制了小型高效的Y J系列油气水三相计量装置。

该装置最大的特点是利用小型高效分离器将多相流转换成了单相流,采用成熟的单相计量仪表进行计量,从而大幅度提高了装置的可靠性、稳定性及测量精度。

该装置已获多项国家发明专利和国家实用新型专利。

关键词:三相计量装置;分离器;油井产量 为了提高油井气、液测量精度,扩大测量范围(尤其对于高含水的油井或油田)以及提高装置的自动化水平,从2002年开始,胜利油田联合浙江大学并采用先进技术,研制了小型高效的Y J系列油气水三相计量装置。

该装置最大的特点是利用小型高效分离器将多相流转换成了单相流,采用成熟的单相计量仪表进行计量,从而大幅度提高了装置的可靠性、稳定性及测量精度。

该装置已获多项国家发明专利和国家实用新型专利。

1　装置结构与工作原理Y J系列油气水三相计量装置由分离器、管件和阀门、安全阀、测量仪表、控制仪表、信号采集和控制单元、人机界面等组成。

(1)旋流分离器。

油井产出的油、气、水混合物首先进入分离器,在离心力作用下,液体和气体进行有效分离。

(2)卧式分离器。

由消能室、沉降室、油室等三部分组成。

消能室主要是削弱从旋流分离器来的液相能量,使液相平稳过渡到沉降室;沉降室主要是利用重力作用,使气液、油水等充分分离;沉降行运算(换算成体积和金额)、保存和向监控计算机上传,同时进行容错处理,一旦发现异常,立即停机,记录现场信息,以便进行现场恢复。

加油结束后,进行扣款,把交易记录传送到监控计算机,在脱机情况下,把交易记录写入串行存储器保存。

另外1个用户卡操作接口用于外接内置读卡器机具,供室内加油员工卡在双卡联动加油机控制装置上操作使用,主要完成功能是:该读卡机具放置在加油机内部,把室内加油员工卡插入读卡器机具中,当室内监控机通过多串口通讯发出室内加油指令,监控微处理器接收指令并确认后,首先判断外接读卡器机具中是否有卡,如果有卡向监控计算机返回外部插卡指令;如无卡,在双卡联动加油机控制装置上显示“室内加油操作”,提示外部不要进行操作,然后对内置读卡器机具中室内加油员工卡进行认证和操作,操作过程同上。

油气水多相流量计的测试、标定探讨及应用油气水多相流量计在油田的开采作业过程中起到了非常重要的作用，尤其是在一些边缘油田以及海相油田上的应用，更是为油田的经济效益提升带来了积极的做用，形成油气水多相流的原因比较多，而且多相流的流动特性非常复杂，使得多相流的测试、标定工作特别难开展，目前为止能够很好的对多相流进行测试、标定的就是多相流流量计。

本文主要研究了多相流流量计对油气水多相流的测试、标定以及应用。

标签：多相流量计；测试、标定；应用油田在进行油气田开采的过程中，从井下开采出来的原油、半生天然气和水在管道运输的过程中逐渐形成了一种在相态以及流动性能上比较复杂且相态和流动性变化较快的多相流。

多相流在形态和物性上具有较大的随机性。

利用随机函数对多相流的随机变量进行计算后可以得出，对于油气水多相流的体积测量完全可以通过对油气水多相流的流速以及在流量截面上的含水气率等参数的实施检测就可以实现。

但是在实际的油田开采作业过程中对于油气水多相流的测试、标定还是存在很多的困难。

因此应该贾汪对多相流量计的开发和应用。

1 多相流量计的测试、标定技术1.1 多相流量计的测试由于油气水多相流的流动形态非常复杂多变，因此在多相流的体积分布上也随着多相流的流行变化而不断变化，油气水三种相态之间在流动的过程中存在着相对的运动，产生不同的相对速度，因此在进行油气水多相流的测量时，必须对油气水三相各自的相分率以及分相速度进行测试。

而相分率的表征主要是通过相分率产量来进行的，这个产量在实际的测试过程中处在很多难点。

目前针对相分率产量的测试技术主要有电学法、射线吸收法以及微波衰减法等几种。

利用不同相态的电导率以及介电常数等特性的差异来测量油气水多相流的气液相分率的方法就是电学法。

射线吸收法主要是利用射线在穿过多相流的时候，不同的相态对于射线吸收程度不同，而且不同密度的多相流对于射线的吸收程度也不相同，这样就可以对多相流的密度以及分相率进行测试。