分流分相式多相流量计研究进展
2013-03-17
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；部分分离方法的原理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，最后将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。
分流分相方法是最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 分流分相方法工作原理
图1为分流分相流量测量原理。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。
转轮型取样分配器结构如图4。由位于中心的转轮以及布置在外缘的分流体收集室2大部分组成。转轮内部包含3个流道，流道的轮廓为螺旋线，多相流体流过流道时产生旋转力矩，驱动转轮旋转。转轮位于中心，围绕转轮的分别是主流体接收口和分流体取样口。分流体取样口有3个，每个取样口两侧布置一组格栅。设置隔栅的目的是将旋转流道出口喷出的二相流体从取样口导入收集环室，防 止进入主流回路的流体进入分流回路。
多相流体通过转轮分配器在分流体和主流体之间分配时，不是简单地从“空间”上一分为二，而是在一定时间区间内全部流向一个回路，而在另一时间区间内又全部导向另一回路，如此周期性的交替循环完成分配。进入分流回路和主流回路流量的大小通过控制进入分流回路或主流回路的时间间隔来实现。在分配过程中，只要交替切换的频率足够高，分配周期足够短（完成1次完整的分配循环的时间），那么，2个回路的流动过程就接近于连续流动，并且在1个分配周期内，多相流动过程也近似于稳态流动。这样不论遇到何种流型，进入各回路的多相流体都具有高度一致的相含量，其流量大小仅与所分配的时间份额来源：电池测试仪 //1000qsw.com/
