兰州海默多相流量计(培训)教材
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质量流量计的培训教程一、设备用途:(以罗斯蒙特产品为例)是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
罗斯蒙特质量流量计广泛应用于石油、化工、食品饮料、小流量应用等领域,适合测量绝大多数的液体和气体介质,是世界上较为先进的一种流量测量仪表。
二、工作原理:其基本工作原理是:当质量为m的质点以速度υ在对p轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受到两个分量的加速度及其力。
1)、法向加速度即向心力加速度αr,其量值等于ω2r,方向朝向P轴;2)、切向加速度αt即科里奥利加速度,其量值等于2ωυ,方向与αr垂直。
由于复合运动,在质点的αt方向上作用着科里奥利F c=2ωυm,管道对质点作用着一个反向力-F c= -2ωυm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时,任何一段长度Δx 的管道都将受到一个ΔF c的切向科里奥利力。
(1)式中 A——管道的流通内截面积。
由于质量流量计流量即为δm,δm=ρυA,所以(2)如下图:然而通过旋转运动产生科里奥利力是困难的,目前产品均代之以管道振动产生科里奥利力,即由两断端固定的薄壁测量管,在中点处以测量管谐振或接近谐振的频率(或其高次谐波频率)所激励,在管内流动的流体产生科里奥利力,使测量管中点前后两半段产生方向相反的挠曲,用光学或电磁学方法检测挠曲量以求得质量流量。
又因流体密度会影响测量管的振动频率,而密度与频率有固定的关系,因此CMF也可测量流体密度。
三、组成结构:它由流量传感器和转换器(或流量计算机)两部分组成:1、流量传感器:下图为流量传感器,主要有由测量管及其支撑固定桥架、测量管振动激励系统中的驱动线圈A、检测测量管挠曲的光学检测探头或电磁检测探头B、修正测量管材料扬杨氏模量温度影响的测温组件等组成。
2、转换器:转换器主要由振动激励系统的振动信号发生单元、信号检测和信号处理单元等组成;流量转换器则还有组态设定、工程单位换算、信号显示和与上位机通信等功能。
海默多相流计行业背景多相流是一个复杂的多变量随机过程,多相流计量技术长期以来被公认为一个世界性技术难题。
多相流量计的商业化应用始于本世纪初期,目前已经发展成为新的油气田开发中首选的计量技术。
由于传统测试分离器计量工艺复杂,设备庞大,投资较大,油井三相计量问题长期困扰着油田开发,制约了油田开发效率。
多相不分离计量技术为油藏管理和生产优化提供较可靠的计量数据,在油气田的开发计量中节省投资、降低操作费用以及明显改善油藏管理等提供了激动人心的可能性。
该技术被国际上列举为决定未来油气工业成功的五大关键技术之一。
多相流量计的主要优势在于对被测油气水混合物不用进行相分离, 现场安装工艺简洁, 结构紧凑, 占空间小; 测量为实时、连续测量, 基本上可以做到无人值守, 不用人员干预; 仪表具有良好的可靠性和适用的准确度; 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经济效益。
多相流量计的功能就是在不分离的情况下, 依赖一些流体参数的测量以给出三相流的油、水、气流量。
其基本原理是通过确定每一种组分的瞬时速度和截面占有率, 从而确定每一组分的量。
因此实现多相测量的关键是测量相分率和相流率。
油公司需要通过对油井有效的测试/计量数据来了解其每一个单井的实际生产情况/能力,实施有效的油藏管理和生产优化管理,最终提供采收率。
用传统三相测试分离器进行计量,由于体积庞大、系统复杂、人工干预、费用昂贵,无法实现无人职守。
多相流计量技术作为一种单井生产测量革命性的计量设备,可以提供油井产物在不分离的情况下油、气、水的在线实时流量数据,多相流计量技术是被行业内公认的传统三相测试分离器一种最经济有效的替代技术。
常用测量方法有伽玛相分率、互相关测量方法以及Vent uri 流量计的优化组合将是最有希望成功的多相流量计。
海默多相流计工作原理及技术特点海默多相流量计采用伽玛传感器测量相分率,采用互相关、文丘里流量计, 或互相关+文丘里结合的方法测量相流速。
多相流量计在海洋石油工程中的应用赵丹,贾明鑫,张小钢,魏丽(海洋石油工程(青岛)有限公司,山东青岛 266520)摘要:在原油开采过程中,为了优化生产参数,提高采收率,需对油井产出液中各组分的体积流量进行连续计量。
随着海洋油气的开发,传统的分离式计量方法已越来越不能适应生产需要,多相流量计逐渐开始得到应用,并有取代传统计量方式的趋势。
针对此种趋势,结合目前国内海洋工程中多相流量计的应用情况,通过多相流量计14-J-2000在曹妃甸项目某组块上的实际应用,深入分析了多相流量计的测量原理、组成结构、工艺流程及系统连接,并对其系统安全、使用环境等提出要求。
与传统的分离式计量方法相比,展示了多相流量计的应用在成本及创造的经济效益等方面的优势,总结了多相流量计的自身优点,分析了其在海洋环境中尚需完善的功能,考虑在海洋环境中的实用价值,对其进一步的应用作出展望。
关键词:海洋石油平台;多相流量计;测量原理;应用1 背景为了油井计量和油藏动态管理,确定最佳产量和油田开采时间,油藏工程师要求经常监视单井动态,掌握单口油井的产量,包括每口油井的产油量、产水量和产气量。
传统做法是将油井产出液经计量分离器分离成油相、水相和气相, 再采用各单相测量仪表或装置测量获得三组分的各自含量, 然后再混合输送到泵站进行生产处理,系统的质量和体积都较大,给设计和施工增加了很大难度。
特别是随着近年油气开发向海洋、沙漠和极地等地区发展,以及所开发的油田油层更深、油质更重的特点,造成油田开发成本不断上升,石油工业界对新的开采技术的需求日益迫切,多相计量技术正是在这种背景下应运而生的。
2 海洋石油工程多相流量计的使用情况从80年初至今,国内外多相计量技术的开发和应用取得重要的进展。
截至目前,国际公认的达到商品化程度并且在工业现场进行了较为广泛的试验和应用的多相流量计包括:美国Agar公司的Agar-301和Agar-401,中国海默仪器制造有限责任公司的MFM2000,挪威Fluenta公司的Fluenta 1900VI,MFI公司的Multi-fluid以及Framo公司的Framo多相流量计等[1]。