石油计量技术
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Scroll Flo型多相流流量计是根据容积式计 量原理,同时结合密度测量,以此得油、 气、水混合物各相得质量流量。容积式结 构是一对相互啮合得螺旋状转子。
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MPEM-301 型 多 相 流流量计主要由 2PFM-201 流 量 计 和 OWM-201 含 水 分 析 仪两部分组成。 2PFM-201 流 量 计 是 一种气液两相流量 计,用于测量从泡 流至段塞流所有流 态中得气流流量和 液体流量。
储罐测量:用人工检尺或液位仪表测得储罐内油
液位高度,计算出体积量,同时按有关规程规定,测
出油温,测量出密度值和含水率,以便求出罐内不含
水原油及油品以质量为单位的油量。
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2 靶式流量计
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2.1 简介
靶式流量计(Target Flowmeter,简称TGF) 是差压型流量计的一个品种,它的开发及在工业 上应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代 开发电动、气动靶式流量变送器,它是电动、气 动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器 直接采用差压变送器的力平衡机构,这种流量计 使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺 陷,如零位易漂移,测量精确度低,杠杆机构可 靠性差等。
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主要内容
1. 基本知识 2. 靶式流量计 3. 多相流量计量 4. 油井计量 5. 储罐计量 6. 量值溯源 7. 测量方法和仪表选择考虑因素 8. 油气流量自动控制
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1 基础知识
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2.2 工作原理
TGF的原理简图如下图所示。
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流量计算式如下
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qm
4.512D( 1
)
F
qv
4.512D( 1
)
F
式中 qm,qv——分别为质量流量和体积流量; α——流量系数;
D——测量管内径,m:
β——直径比,β=d/D;
d——靶板直径,7)可适应高参数流体测量,压力达数十MPa,温度可达 450℃; 8)可测双向流动流体的流量; 9)压损较低,约为标准孔板的一半; 10)抗上游阻流件干扰能力强,上游侧直管段长度一般5~ 10D即可; 11)可采用干式校验,给用户周期校验带来方便; 12)直读式仪表无需外能源,清晰明了,操作简便,亦可按 出标准信号(脉冲频率或电流信号); 13)仪表价格适中,性能价格比很高; 14)高流速冲击靶板,其后产生涡街,输出信号会发生振荡 ,影响信号的稳定性,因此高流速测量对象慎用。
图3.1、3.2为几种典型的两相流流型。
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图3.1垂直上升管道中的流型
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图3.2水平管道中的流型
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3.2 国外新型流量技术简介
本节主要介绍根据混合均质计量和直接在线计量开发
出的国外多相流量计量装置。
LP型多相流流量计的主体 结构由两个独立的仪表组 成,其中一个为组分计, 用于测量传感器中油、气、 水的瞬时体积或质量百分 数;另一个为速度计,用 于测定油、气、水混合物 通过传感器的速度。这样, 油、气、水每种组分的瞬 时体积或质量流量就可以 通过这两个仪表所给出的 输出信号进行计算求得。
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EUROMATIC公司的多相 流流量计工作原理见图。 一只涡轮流量计与主管线 连接,输出混合物体积流 量得信号。一台微型脱气 采样器连续从主管线取样 并脱除混合物中的气体, 然后测定油水混合物的密 度。与此同时,还测定混 合物的压力和温度,并将 各数据输入微机。微机按 给定的数学公式运算后, 得出油气水各相的流量和 总质量流量。
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MPFM型多相流量 计由在线静态混合器、 多源γ组分计和文丘里 流量计等3部分组成。 该流量混合器为一种纯 静态混合装置,由一个 将多相流送入其内的桶 体组成。
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MCF351型多相流计量系统由一个不锈油钢气双计法量兰—短—石油计量技术 节、EX级信号处理电子装置和一个以PC机为主的控 制装置组成。PC机用来计算和显示计量结果。MCF 多相流流量计依靠连续测定各相所占据的横截面面积, 然后以各相的流速乘以各相的面积,从而计量出段塞 流中流体和气体的各自流量。
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3 多相流量计量
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3.1 多相流概述
多相流是一种复杂的现象,它很难了解,很难预测, 很难模拟。普通单相流的特征,例如,速度分布图、 紊流和边界层都不能适当地描述多相流的性质。
流体结构是按流态区划分的,它的特性取决于一些 参数。流态区的变化取决于操作条件、液体性质、流 量和液流通过管子的几何尺寸和方向性。不同流态区 的转变可以是一个渐变过程。
F——靶板上受的力,N;
ρ——流体密度,kg/m3;
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图2.1 应变式 靶式流量传感 器结构简图
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2.3 主要特点
1)感测件为无可动部件,结构牢固简单; 2)应用范围和适应性广泛,一般工业过程中的流体介质,包 括液、气和汽,口径范围(DN15以上),工作状态(压力、 温度)皆可应用,可以说它与应用最广泛的孔板流量计有同 样的使用范围; 3)精确度高,总量测量可达±0.2%R; 4)范围度宽,4:1~15:1; 5)可解决困难的流量测量问题,如测量含有杂质(微粒)之 类的脏污流体:原油、污水、高温渣油、烧碱液、沥青等; 6)可用于小口径(DN15~DN50),低雷诺数(ReD =103 ~ 5×103)的流体,它弥补标准节流装置难以应用的场合;
1 .1 概述
石油计量主要有两种方式:一种是用流量计测量;
另一种是用储罐测量。
流量计测量:用流量计测量出石油的体积流量,
用相应的方法测出石油的密度值、含水率以及有关的
温度和压力值,以便求出不含水原油及油品在标准条
件(我国的标准条件是,温度20℃,压力为一个标准
大气压0.101325MPa)下以质量为单位的油量。