渦輪流量計在油水氣三相計量中應用研究

　　油井三相流的分離分相計量精度主要是受氣液分離程度和含水率計精度的影響。提出利用同軸線相位法環空找水儀和渦輪流量計的響應函數來控制液分離,其控制是基于神經網絡的自校正控制。含水率測量選用高精度的同軸線相位法含水率計,這滿足了油井三相流的精確計量要求。

　　在油田生產過程參數(如溫度、壓力等)檢測中,以流量和各相持率測量非常為復雜,是較難測量的兩個參數,引起了工程技術人員的興趣。隨著油田的發展,被測對象不再局限于單相流,而要對多相流、混合狀態的流量進行測量。測量多相流的技術難度要比單相流體的精確測量大的多,知道單相流體的密度、粘度及測量裝置的幾何結構,便可以對單相流進行定量分析。如果能利用多相流中每一相的.上述各物理量對多相流進行測量的話,就很方便。但很遺憾的是,多相流體的特性遠比單相流體的特性復雜的多,如各組分之間不能均勻混臺、混合流體的異常性、流型轉變,相對速度、流體性質、管道結構、流動方向等因素將導致渦輪流量傳感器響應特性的改變。

　　在單相流的條件下，渦輪的轉速和流經它的體積流量成一單值線性函數,在油水兩相流中,只要流量超過始動流量在允許的誤差范圍內,渦輪的響應和體積流量也是成線性函數。

　　但在多相流動中,即使在總流量保持不變的情況下，混合流體的密度發生變化,也會引起渦輪轉速的很大變化。混合流體經過氣液分離后，利用成熟的單相流測量技術和相分率測量技術計量,因此計量的不確定度主要受氣液分離程度的影響。基于此，提出利用同軸線含水率計和渦輪流量計的響應函數混合控制氣液分離器方法。

　　1工作原理

　　渦輪流量計是一速度式流量計,它通過測定流體中渦輪的轉速來反映流量的大小。在管道中心放置-一個渦輪,當流體通過管道時沖擊渦輪葉片,對渦輪產生驅動力矩,使渦輪克服阻力矩而產生旋轉。在-定流量、黏度范圍內的流體介質中,渦輪的旋轉角速度與流體的流速成正比。因此,流體的流速可以通過渦輪的旋轉角速度求得,進而通過換算可得出通過管道的流體流量。氣波兩相流時,由于相比液相的速度高，所以測量結果增大。同軸線相位法環空找水儀是通過測量電磁波在油水混合介質中傳播的相位差來測量含水率。當有氣的時候,氣液混合介質的介電常數的增大,使得同軸線相位法環空找水儀的響應值比液體的時候,下降很多。當氣波分離完全的時候，它的響應值就又上升到

　　純液的時候的值據此判定,氣液分離完全。

　　氣在氣液分離時利用渦輪流量計和同軸線相位法環空找水儀的響應函數來控制氣液分離器將很好的減小測量的誤差。