多相流量计的原理及发展

关于多相流量计的正确选择多相流量计（Multiphase Flow Meter）是一种用于测量含气、液、固体颗粒混合物流量的仪器。

多相流量计的优点在于它能够在流体状态的分布不确定性较大，流体的物理性质较为复杂的情况下，快速准确地对流量进行测量和判断。

在石油、化工、冶金、环保等领域，多相流量计得到了广泛应用。

本文将讨论如何正确选择多相流量计。

1. 选择适合的多相流量计类型多相流量计的类型种类繁多，如旋转鼓式多相流量计、核磁共振多相流量计、多普勒多相流量计等。

应选择适合自身使用环境和要求的类型。

在选择多相流量计时，应考虑以下因素：1.1 测量目的确定测量目的，如是用于什么环境、测量什么参数等方面，可针对性地选择多相流量计。

1.2 流体构成根据流体组成的情况，选择不同类型的多相流量计。

例如，如果流体中含有较小的液滴和气泡，应选用旋转鼓式多相流量计。

1.3 流体性质根据流体性质的不同，选择合适的仪器。

例如，对于高温、高压的气体、液体混合物，应选用核磁共振多相流量计，因为它具有更高的准确度和较广的适用范围。

1.4 测量环境选用多相流量计时还要考虑测量的环境因素，比如可能有的野外环境下的防爆、防晒等要求。

在这些特殊环境中，应选用合适的多相流量计。

2. 选择合适的多相流量计品牌选择品牌时应注意以下几个方面：2.1 产品性能应选择具有高性能、高精度的多相流量计。

通常情况下，进口品牌的性能比国产的要好。

2.2 服务质量选择具备良好售后服务的品牌，确保能够及时处理设备的使用过程中所遇到的问题。

2.3 成本效益成本效益是评价一款设备的重要指标之一，应评估品牌之间的性价比，选择合适的品牌。

3. 选择合适的生产厂家在选择不能流量计时，选择合适的生产厂家十分重要。

主要应考虑到以下几个方面：3.1 技术实力选择技术实力较强的生产厂家，以保证设备的质量和性能。

3.2 售后服务选择售后服务良好的生产厂家，以确保设备在使用过程中出现问题能够及时解决。

两相流量计原理你有没有想过，当油和水混合在一起流动的时候，怎么知道它们各自的流量是多少呢？这时候就需要两相流量计这个神奇的东西啦。

那两相流量计到底是怎么工作的呢？首先，我们得知道两相流量计要测量的是两种不同相态的物质混合在一起的流量，就像油和水，或者气体和液体这样的组合。

一种常见的原理是利用差压来测量。

想象一下，混合流体在管道里流动的时候，不同相态的物质因为密度等特性不一样，它们对管道壁产生的压力也会有差别。

两相流量计就能够感知到这种压力差。

比如说，就像你在一个装满了沙子和水的瓶子里摇晃，沙子和水对瓶子壁的压力肯定是不同的。

两相流量计就像是一个超级敏感的小侦探，能发现这种不同相态物质产生的压力差，然后根据这个压力差来计算出两相各自的流量。

还有一种原理是基于光学的方法。

这就好比我们的眼睛能区分不同的颜色一样。

两相流量计利用特殊的光学设备，对混合流体进行检测。

不同相态的物质对光的反射、折射或者吸收的特性是不一样的。

比如，油和水混合的时候，油可能会让光产生一种反射效果，水又会是另外一种。

两相流量计就根据这些不同的光学特性来识别和区分两相，进而计算出它们的流量。

在工业生产中，两相流量计可太有用啦。

比如说在石油开采中，从地下采出来的原油常常是和水混合在一起的。

这时候就需要两相流量计来准确测量原油和水的流量。

这样石油公司就能知道开采出来的原油到底有多少，水的含量是多少，对于后续的加工处理有着非常重要的意义。

所以啊，就像我们一开始好奇油和水混合流动时怎么测量各自流量一样，两相流量计就是依靠像差压、光学等原理，来测量混合在一起的两种不同相态物质的流量。

它在很多工业领域都是非常重要的测量工具呢。

海洋石油和天然气的储量惊人，开发潜力巨大[1]。

我国是海洋大国，海岸线长度1.8万公里，居世界第四位，大陆架面积位居世界第五，海洋石油和天然气储量丰富。

我国海洋石油天然气勘探主要集中在渤海、黄海、东海和南海北部大陆架。

根据中海油总公司报告资料，仅南海盆地群的石油地质资源量就达到230亿至300亿吨，天然气总地质资源量约16万亿立方米，约占到中国油气总资源量的三分之一左右，其中70％蕴藏于深海区域。

多相流测量是水下油气作业中必然面对的难题。

深水油气开采技术难度大、成本高，水下油、水、气多相流测量技术是海洋油气田开发过程中，尤其是深水作业中必不可少的技术需求。

一、水下多相流量计发展概况多相流是一种复杂的流动现象，普遍存在于能源、水力、化工、气象、航天等诸多领域，如何对多相流进行有效的监测一直以来都是学界的一个技术难题。

多相流的发展史可以追述到19世纪70年代，直到20世纪40年代两相流一词始见诸文献。

1974年《国际多相流杂志》创刊，1982年多相流手册出版，逐渐形成了一门独立的学科[2]。

经过近40年的发展，对多相流的研究已经取得了一系列颇具意义的进展，尤其在多相流测量领域，已经出现了一些较为成熟的计量仪器，并成功应用于工业生产，取得了较为显著的经济效益[3]~[6]。

水下多相流量计的出现是为了解决传统测量方式的不足。

在水下多相流量计出现以前，水下多相流测量多依靠将油井产物通过测试管线引至平台测试分离器或多相流量计进行油、气、水流量的测量。

这种方法由于需要单独的测试管线，投入巨大，同时也带来了操作困难[7]。

水下流量计的出现，使得水下单井产量的连续、实时测量成为可能，极大地改善了测试数据的准确性和时效性，对于生产动态监测、油藏管理优化和流动保障具有重要意义。

由于多相流测量本身难度较大，加之水下特殊的应用环境带来的挑战，目前世界上只有Schlumberger、Emerson、FMC、Pietro Fiorentini等少数几家国外公司具备水下多相流量计的设计、制造和安装技术，国内公司虽然在地面多相流计量领域已经实现商业化多年，但水下多相流量计的研究还处在起步阶段。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

* 纪 红，女，1960年生，高级工程师。

1981年毕业于上海化学工业专科学校化工仪表自动化专业，现在中国石油天然气股份有限公司规划总院从事自控专业的规划设计工作。

通信地址：北京市海淀区志新西路3号938信箱，100083纪 红* 宋 磊张彦林中国石油天然气股份有限公司规划总院中国石油西北销售分公司纪 红等. 油井多相流计量技术. 石油规划设计，2008，19（5）：44～46摘要 在原油开采过程中，需要了解各油井的原油及天然气产量，从而确定油田区块地层油气含量及地层结构的变化。

采用多相流计量装置，可对油井产出液中各组分的体积流量进行连续计量，得到实时计量数据。

现场应用表明，多相流计量装置有许多技术优势和特点，其提供的各种数据可用于优化生产参数、提高采收率、优化工艺流程，是油田单井计量的发展方向。

关键词 油井 多相流体 流量计 气液分离 含气、含水率在原油开采过程中，为确定各油井的原油、天然气产量，了解地层油气含量及地层结构的变化，需要对油井产出液中各组分的体积流量或质量流量进行连续的计量。

通过提供的实时计量数据，可为生产管理提供参考，对优化生产参数、提高采收率起到重要作用。

目前，国内油田使用较多的单井计量方法是分离器自动玻璃管计量、人工玻璃管计量、油井计量车、翻斗计量装置、双容积计量装置、油井三相计量装置，而代表先进技术的多相流计量正在兴起。

多相流计量是在没有预分离的情况下，根据应用场合采用不同的精度等级，对油井产出液中的油、气、水进行计量。

多相流计量由于设备自动化程度高、管理简单、实时性好而日益成为油田单井计量的主要方法。

1 多相流计量的研究和应用现状多相流计量技术是20世纪70～80年代计量领域发展起来的一个新的分支，起初是在其流体流动工程测试环道上开始进行研究的。

80年代中期，研制出了第一代多相流量计，而最早进行现场实验的流量计是EUROMATIC。

美国、英国、德国、荷兰、挪威等国家，投入了大量的财力、人力进行多相流量计的研制和开发。

流量计种类及流量计工作原理用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。

有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。

流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。

至今为止,可供工业用的流量仪表种类达60种之多。

品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。

这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。

按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。

总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。

因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。

按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。

按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。

通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。

它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

多相流超声测量的关键技术与应用前景多相流是流体力学领域的重要研究对象，其涉及的物理现象极为复杂，因此对其进行可靠准确的测量一直是科学家们关注的焦点。

而超声测量技术作为一种非侵入式的测量技术，近年来得到了广泛的应用和发展，特别是在多相流领域中，其应用前景更是不可限量。

本文将对多相流超声测量技术的关键技术和应用前景进行详细的探讨。

一、多相流超声测量技术的关键技术1. 压电传感器在超声测量中，压电传感器是最常用的传感器类型之一。

其主要原理是利用压电效应将机械能转换成电能或反之，从而实现声波的发射和接收。

对于多相流介质的测量，常使用的压电传感器是圆柱形和矩形形状的传感器。

圆柱形传感器具有结构简单、易于制造、衰减小等优点，但缺点是较难保证较高的灵敏度和频率响应；而矩形形状的传感器则具有较高的灵敏度和频率响应，但制造和安装较为复杂。

2. 多通道信号处理系统超声测量技术需要采集和处理多维数据，因此需要一个多通道的信号处理系统。

该系统可以将超声信号采集、处理、分析和显示，从而实现对多相流介质的准确测量。

目前多通道信号处理系统可以使用基于DSP和FPGA的数字信号处理器，以实现高速的信号处理和实时数据传输。

3. 显微成像技术显微成像技术是超声测量技术中的重要应用之一。

其主要原理是通过光学显微镜观察样品的微小变化，以实现对多相流介质的结构和组成的测量。

目前常用的显微成像技术包括激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和光学立体成像等。

二、多相流超声测量技术的应用前景1. 化工、环保和食品工业中的应用多相流测量技术在化工、环保和食品工业中都具有广泛的应用前景。

例如，在化工行业中，通过测量透明管中的多相流介质的分布和成分，可以实现对反应器的控制和优化；在环保行业中，可以利用超声波实现对水质的测量和监测；在食品工业中，超声波可以有效地检测食物中的异物和缺陷。

2. 生物医学领域中的应用超声测量技术在生物医学领域中的应用也十分广泛。