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分流分相式多相流量計(jì)研究進(jìn)展
2013-03-17
多相流量測(cè)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(jì)測(cè)量各相流量，氣、液相能實(shí)現(xiàn)完全分離，測(cè)量不受多相流波動(dòng)的影響，精度高，缺點(diǎn)是分離設(shè)備體積龐大，價(jià)格昂貴，在很大程度上增加了油田的開發(fā)成本；不分離式多相流量計(jì)是在對(duì)多相流體不作任何分離的情況下實(shí)現(xiàn)油、氣、水三相計(jì)量，其技術(shù)難度主要體現(xiàn)在油、氣、水三相組分含量及各相流速的測(cè)定，不分離計(jì)量方法不需要分離設(shè)備，體積小，但測(cè)量受流體波動(dòng)的影響，精度低；部分分離方法的原理是首先采用預(yù)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(cè)量，最后將2股流體重新混和，該方法縮小了流過測(cè)量?jī)x表的二相流組分變化范圍，同時(shí)也降低了流動(dòng)的不穩(wěn)定性和測(cè)量信號(hào)的波動(dòng)性，雖然在一定程度上縮小了計(jì)量分離器的體積，并降低了二相流測(cè)量的難度，但未能將氣液混合物完全分離，故實(shí)際上對(duì)提高測(cè)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(cè)量方法[1-2]，充分吸收了以上3種多相計(jì)量方法的優(yōu)點(diǎn)，可以將氣、液二相流測(cè)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(cè)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(yīng)用單相流量計(jì)測(cè)量出各相流量的大小，然后根據(jù)取樣流體與主流體的比例關(guān)系確定被測(cè)二相流體各相的總流量。
轉(zhuǎn)輪型取樣分配器結(jié)構(gòu)如圖4。由位于中心的轉(zhuǎn)輪以及布置在外緣的分流體收集室2大部分組成。轉(zhuǎn)輪內(nèi)部包含3個(gè)流道，流道的輪廓為螺旋線，多相流體流過流道時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)輪位于中心，圍繞轉(zhuǎn)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(gè)，每個(gè)取樣口兩側(cè)布置一組格柵。設(shè)置隔柵的目的是將旋轉(zhuǎn)流道出口噴出的二相流體從取樣口導(dǎo)入收集環(huán)室，防 止進(jìn)入主流回路的流體進(jìn)入分流回路。
多相流體通過轉(zhuǎn)輪分配器在分流體和主流體之間分配時(shí)，不是簡(jiǎn)單地從“空間”上一分為二，而是在一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)全部流向一個(gè)回路，而在另一時(shí)間區(qū)間內(nèi)又全部導(dǎo)向另一回路，如此周期性的交替循環(huán)完成分配。進(jìn)入分流回路和主流回路流量的大小通過控制進(jìn)入分流回路或主流回路的時(shí)間間隔來實(shí)現(xiàn)。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(huán)的時(shí)間），那么，2個(gè)回路的流動(dòng)過程就接近于連續(xù)流動(dòng)，并且在1個(gè)分配周期內(nèi)，多相流動(dòng)過程也近似于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。這樣不論遇到何種流型，進(jìn)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(shí)間份額來源：電池測(cè)試儀 http://www.kafenchem.com/
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