專利名稱：雙槽式孔板型混輸計量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙槽式孔板型混輸計量裝置，主要應用于高含氣的凝析油 氣的多相計量，屬于石油工業中油氣集輸管線用的在線計量儀器。
背景技術：
從80年初至今，國內外多相流計量技術取得了重要進展，截止目前，國際 公認的達到商品化程度并且在工業現場得到較為廣泛試驗和應用的多相流量計 產品包括美國Agar公司的Agar-301/401 ，中國海默公司的MFM2000,挪威Roxor 公司的Fluenta 1900 VI與RFM流量計、挪威Framo公司的Framo多相流量計、 美國Daniel公司的MEGRA流量計、McCrometer公司的V-Cone流量計、英國 Solartron公司的Dual Stream流量計和美國PECO公司的PEG0流量計、意大利 TEA公司的VEGA流量計等。這些多相流流量計在限定工況下，能夠以90%的置信 概率達到10%以內的氣液相測量精度。但由于使用條件的變化與誤差傳遞等影 響，在某些工況下，油水相測量不確定度可能遠遠超出±10%的限度。現有多相 流量計大都針對含液率為10%~90%的油氣水三相流進行測量，如果直接用來計量 含液率小于10%的凝析天然氣，由于液相含率超出其適用范圍，誤差必然很大。 能夠直接用于凝析天然氣計量的多相流量計目前僅有Dual StreamII、 V-Gone、 PEC0與VEGA四種產品，其中DualStreamII流量計已經應用于生產現場，其余產 品尚處于實驗室研發與現場試驗階段。
發明內容
本發明的目的在于開發適用于髙含氣的油氣田的多相纟昆$俞流量裝置，實現
不分離凝析天然氣的在線計量。
實踐中，本著降低成本，提高測量精度的要求，選用了Murdock關系式作 為開發新型多相油氣計量裝置的模型，Murdock關系式是基于孔板流量計的，通 過對孔板結構改進和各種仿真實驗，及對測量計算結果的修正，開發出價格比較 經濟的多相計量裝置。
本發明的雙槽式孔板型混輸計量裝置選用了槽式孔板作為一次節流傳感元 件，槽式孔板是由帶有槽孔的與管道內壁相切的圓形板構成，圓形板上的槽孔由 至少一圈同心且徑向均勻分布的槽式小孔組成，圓形板外緣與管道內壁相切。實 踐中，槽式孔板的槽式小孔圍繞圓形板軸心設計為三圈，且徑向均勻分布在槽式 孔板的圓形板上。
本發明的雙槽式孔板型混輸計量裝置其采用如下的技術方案，即一種雙槽 式孔板型混輸計量裝置由上游連接法蘭、測量直管、上游取壓裝置、穩壓直管、 下游取壓裝置、下游直管和下游連接法蘭依次連接而成，其特征在于測量直管上 設有壓力變送器，上游取壓裝置與下游取壓裝置內均設有一片槽式孔板，在下游 直管上設有溫度變送器，各變送器與計算機相連接。
上游取壓裝置與下游取壓裝置結構相同，但上游與下游選用的槽式孔板的 孔徑比可以相同，也可以不同。
用'《'"表示所有槽孔面積總和、^表示管道截面積，D是管道直徑、J是 標準孔板孔徑，槽式孔板的孔徑比定義為
取壓裝置是由取壓裝置殼體和置于殼體內腔中的槽式孔板和分置于槽式孔 板兩側的與取壓裝置殼體內腔相通的前、后取壓支管，及連接在前、后取壓支管 上的取壓法蘭和毛細管引壓管路與壓差變送器連接構成。
在取壓法蘭和毛細管引壓管路連接處設有彈簧膜片。在取壓支管的末端裝 有閥門。
雙槽式孔板型混輸計量裝置使用時，水平安裝于管路中，在對壓降、溫度
和壓力進行測量中，壓力檢測選用R0SEM0UNT表，差壓檢測選用差壓變送器，溫 度由溫度傳感器(溫度變送器)實時測量。
為防止管線流體中的雜質堵塞節流的槽式孔板，在雙槽式孔板型混輸計量 裝置入口需安裝有過濾器。
實踐中，氣液兩相流經槽式孔板后，在3倍管道直徑長度左右的穩壓直管 段已經恢復到上游的流動狀態，說明前后取壓裝置，即雙槽式孔板組合應用時， 中間穩壓直管段長度可以適當縮短，取5至6倍管道直徑長度，可使得流量計結 構緊湊，此外，小孔徑比節流元件(槽式孔板)對液相含率的變化更敏感，選用
小孔徑比節流元件有利干提高低含液率的凝析天然氣液相流量測量精度。
按照雙槽式孔板型混輸計量裝置的技術方案，其計量原理是利用Murdock 計量模型關系式和人工神經網絡技術編制了雙槽式孔板型混輸計量裝置流量處 理軟件——智能化軟件系統，通過軟件處理設定采樣頻率，將采集的壓力、壓差 和溫度信號轉化為氣液流量數據，再利用人工神經網絡系統對流量進行修正，得 出最終的氣液計量值。
在實踐中，利用Murdock關系式的多相天然氣流量測量軟件，將測得的兩
個槽式孔板差壓A《、A^與入口壓力尸、出口溫度r共4個測量值，通過一定 的運算處理后輸出氣液分相流量、分相累積流量、流體溫度、壓力等參數，此時 計算所得流量值與實際誤差在20%以內，再經人工神經網絡系統對數據進行修 正，可最終使計算結果誤差率達到10%以內。
在實踐中，利用上述智能化軟件系統測量得到的氣液流量值與實際值之間吻 合較好，在90%的置信概率下，氣液比在200 650Nm7m3范圍內，氣體流量測量 誤差小于±5%，液體小于±10%，達到了計量精度要求。
圖1，雙槽式孔板型混輸計量裝置結構示意圖
圖1中，壓力變送器1，上游差壓變送器2，下游差壓變送器3，溫度變送器4
，上游槽式孔板5，下游槽式孔板6，計算機20。
圖2，雙槽式孔板型混輸計量裝置管線結構及信號測量示意圖
圖2中，壓力變送器1，上游差壓變送器2，下游差壓變送器3，溫度變送器4，
上游槽式孔板5，下游槽式孔板6，上游連接法蘭7，.測量直管8，上游取壓裝
置9 ，穩壓直管10，下游取壓裝置11,下游直管12，前取壓支管13，后取壓
支管14，取壓法蘭15，彈簧膜片16，毛細管引壓管路17，閥門18，下游連接
法蘭19。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明的雙槽式孔板型混輸計量裝置進行進一步 說明，雙槽式孔板型混輸計量裝置安裝在直徑D二50mm的水平布置的油氣管線上， 由上游連接法蘭7、測量直管8、上游取壓裝置9、穩壓直管10、下游取壓裝置
11、下游直管12和下游連接法蘭19依次連接而成，在測量直管8上設有壓力變 送器1，上游取壓裝置9與下游取壓裝置11內各設有一片槽式孔板，在下游直 管12上設有溫度變送器4，各變送器與計算機20相連接。
上游取壓裝置9與下游取壓裝置11結構相同，上游取壓裝置選用的槽式孔 板孔徑比為0.75，下游取壓裝置選用的槽式孔板孔徑比為0.5。其中，上游取壓 裝置9是由取壓裝置9的殼體和置于殼體內腔中的槽式孔板5和分置于槽式孔板 兩側的與取壓裝置殼體內腔相通的前取壓支管13、后取壓支管14，及分別連接 在前、后取壓支管上的取壓法蘭15和毛細管引壓管路17與上游壓差變送器2 連接構成。在取壓法蘭15和毛細管引壓管路17連接處設有彈簧膜片16。在取 壓支管13的末端裝有閥門18。
中間穩壓直管段長度取為5倍管道直徑長度，即250mm。
權利要求
1、一種雙槽式孔板型混輸計量裝置由上游連接法蘭(7)、測量直管(8)、上游取壓裝置(9)、穩壓直管(10)、下游取壓裝置(11)、下游直管(12)和下游連接法蘭(19)依次連接而成，其特征在于測量直管(8)上設有壓力變送器(1)，上游取壓裝置(9)與下游取壓裝置(11)內各設有一片槽式孔板，在下游直管(12)上設有溫度變送器(4)，各變送器與計算機(20)相連接。
2、 如權利要求1所述的雙槽式孔板型混輸計量裝置，其特征在于取壓裝置(9)是由取 壓裝置(9)的殼體和置于殼體內腔中的槽式孔板(5)和分置于槽式孔板兩側的與取壓裝置殼體 內腔相通的前取壓支管(13)、后取壓支管(14)，及分別連接在前、后取壓支管上的取壓法蘭 (15)和毛細管引壓管路(17)與壓差變送器(2)連接構成。
3、 如權利要求1所述的雙槽式孔板型混輸計量裝置，其特征在于上游取壓裝置(9)與 下游取壓裝置(11)結構相同。
4、 如權利要求2所述的雙槽式孔板型混輸計量裝置，其特征在于在取壓法蘭(15)和毛細 管引壓管路(17)連接處設有彈簧膜片(16)。
5、 如權利要求2所述的雙槽式孔板型混輸計量裝置，其特征在于取壓支管(13)的末端裝 有閥門(18)。
全文摘要
本發明涉及一種雙槽式孔板型混輸計量裝置，屬于高含氣凝析油氣的在線計量儀器。計量凝析天然氣時，一般多相計量計誤差很大。本發明的雙槽式孔板型混輸計量裝置，其由上游連接法蘭、測量直管、上游取壓裝置、穩壓直管、下游取壓裝置、下游直管和下游連接法蘭依次連接而成，測量直管上設有壓力變送器，上游取壓裝置與下游取壓裝置內各設有一片槽式孔板，下游直管上設有溫度變送器，各變送器與計算機相連接。基于Murdock計量模型關系式和人工神經網絡技術編制的雙槽式孔板型混輸計量裝置流量處理軟件，通過軟件處理設定采樣頻率，將采集的壓力、壓差和溫度信號轉化為氣液流量數據，再利用人工神經網絡系統對計算的流量進行修正，得出最終的氣液計量值。
文檔編號G01N33/26GK101187660SQ20061009906
公開日2008年5月28日 申請日期2006年7月18日 優先權日2006年7月18日
發明者馮叔初, 孟凡彬, 李玉星, 洪海濤, 潘明濤, 田栓魁, 耿艷峰, 專 韓 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣管道局;中國石油大學(華東)
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