分流分相式多相流量計研究進展
2013-03-17
多相流量測量方法按照是否分離以及分離的程度一般可分為完全分離、不分離、部分分離3種類型。完全分離法采用三相分離器將多相流體分離成油相、氣相和水相，分別采用單相流量計測量各相流量，氣、液相能實現完全分離，測量不受多相流波動的影響，精度高，缺點是分離設備體積龐大，價格昂貴，在很大程度上增加了油田的開發成本；不分離式多相流量計是在對多相流體不作任何分離的情況下實現油、氣、水三相計量，其技術難度主要體現在油、氣、水三相組分含量及各相流速的測定，不分離計量方法不需要分離設備，體積小，但測量受流體波動的影響，精度低；部分分離方法的原理是首先采用預分離裝置將氣、液二相分離成以氣相為主（高含氣率）和以液相為主（高含液率）的2股流體，然后再利用較成熟的二相流儀表分別測量，最后將2股流體重新混和，該方法縮小了流過測量儀表的二相流組分變化范圍，同時也降低了流動的不穩定性和測量信號的波動性，雖然在一定程度上縮小了計量分離器的體積，并降低了二相流測量的難度，但未能將氣液混合物完全分離，故實際上對提高測量精度的作用是有限的。
分流分相方法是最近幾年才提出來的一種多相流量測量方法[1-2]，充分吸收了以上3種多相計量方法的優點，可以將氣、液二相流測量精度提高到小于或等于3%[3]。
2 分流分相方法工作原理
圖1為分流分相流量測量原理。通過取樣分配器成比例地從二相流體中分流出一小部分二相混合物，將其分離成單相流體后，應用單相流量計測量出各相流量的大小，然后根據取樣流體與主流體的比例關系確定被測二相流體各相的總流量。
轉輪型取樣分配器結構如圖4。由位于中心的轉輪以及布置在外緣的分流體收集室2大部分組成。轉輪內部包含3個流道，流道的輪廓為螺旋線，多相流體流過流道時產生旋轉力矩，驅動轉輪旋轉。轉輪位于中心，圍繞轉輪的分別是主流體接收口和分流體取樣口。分流體取樣口有3個，每個取樣口兩側布置一組格柵。設置隔柵的目的是將旋轉流道出口噴出的二相流體從取樣口導入收集環室，防 止進入主流回路的流體進入分流回路。
多相流體通過轉輪分配器在分流體和主流體之間分配時，不是簡單地從“空間”上一分為二，而是在一定時間區間內全部流向一個回路，而在另一時間區間內又全部導向另一回路，如此周期性的交替循環完成分配。進入分流回路和主流回路流量的大小通過控制進入分流回路或主流回路的時間間隔來實現。在分配過程中，只要交替切換的頻率足夠高，分配周期足夠短（完成1次完整的分配循環的時間），那么，2個回路的流動過程就接近于連續流動，并且在1個分配周期內，多相流動過程也近似于穩態流動。這樣不論遇到何種流型，進入各回路的多相流體都具有高度一致的相含量，其流量大小僅與所分配的時間份額來源：電池測試儀 http://www.for815.cn/
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