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凝析天然氣兩相流量計

成果與項目的背景及主要用途：我國對天然氣等清潔能源的需求量逐年增加。天然氣在井口剛剛開采出來時被稱作凝析天然氣，是濕氣的一種，濕氣首先要經(jīng)過測量，然后再進(jìn)入處理廠。濕氣為氣多液少的特殊的氣液兩相流，流動型態(tài)包括分層、波狀、環(huán)狀、霧狀等多種形態(tài)，因此檢測難度很大。國際市場，因技術(shù)門檻兒高，只有極少數(shù)幾家公司（FMC\SolartronISA\Roxar）掌握此項技術(shù)。因大多采用射線技術(shù)，產(chǎn)品價格高昂。國內(nèi)市場采用“單相流量計量儀表”或大型“計量站”，不是無法滿足氣液兩相測量，就是建設(shè)數(shù)千平方米的集氣計量站，耗資巨大。 68天津大學(xué)科技成果選編凝析天然氣兩相流量計旨在解決油氣田井口濕天然氣的氣、液兩相的在線不分離計量問題。對于及時、準(zhǔn)確、長期地掌握單井、井區(qū)、氣藏、氣田的生產(chǎn)動態(tài)信息，判斷氣井/氣藏的生產(chǎn)變化和水侵狀況、優(yōu)化生產(chǎn)采氣工藝、延長氣井生產(chǎn)壽命，并最終提高氣田的采收率具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)原理與工藝流程簡介：雙節(jié)流計量管由 V 錐流量傳感器和文丘里流量傳感器串聯(lián)構(gòu)成。從天然氣井中采出的凝析天然氣體（即濕氣）先后流過 V 錐和文丘里，分別產(chǎn)生壓差△ P1 和△P2。 △P1=K1QG+K2QL △P2=K3QG+K4QL 69天津大學(xué)科技成果選編 70 QG、QL 分別為氣相和液相的體積流量；K1、K2、K3、K4 是工況壓力、溫度、干度、氣相密度 ρG、液相密度 ρL、節(jié)流形式、節(jié)流比 β、長度 L、氣相弗勞德數(shù) Frg、液相雷諾數(shù) Re 等相關(guān)函數(shù)。遠(yuǎn)程平臺以高性能嵌入式工控機(jī)為核心，配以工業(yè)寬溫電子硬盤、16 路高精度數(shù)據(jù)采集卡、12 寸工業(yè)寬溫液晶屏、工業(yè)寬溫全金屬防水鍵盤、充電鋰電池等，可實(shí)現(xiàn)信號的采集、氣液兩相流量的計算/顯示/存儲等。鋰電池供電、220 供電和蓄電池+太陽能供電 3 種工作方式。內(nèi)部供電可待機(jī) 16 小時，低功耗模式 20 小時以上。技術(shù)水平及專利與獲獎情況：技術(shù)水平： 1）產(chǎn)品不依賴射線技術(shù)、分離器技術(shù)。 2）適用范圍廣，海洋、陸地油氣田均可適用。 3）結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、低功耗、互換性好及多參數(shù)動態(tài)測量。獲獎情況： “凝析天然氣多參數(shù)動態(tài)測量技術(shù)研究與應(yīng)用”獲得 2013 中國計量測試學(xué)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”一等獎。已授權(quán)專利 10 項，并成功產(chǎn)業(yè)化，制定了相應(yīng)的企業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)，通過了第三方的形式評價，取得了中華人民共和國制造計量器具許可證。應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測：該流量計占地面積約 1 平方米，價格僅為適用于陸上氣田的國外同類產(chǎn)品價格的幾分之一甚至十分之一，可取代進(jìn)口，大幅降低一次性基礎(chǔ)設(shè)施投入成本和人力、管理成本。國內(nèi)客戶：中石油、中石化、中海油國際客戶：國際石油公司目前已取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益，如為中石油西南油氣田分公司川中油氣礦節(jié)約氣液分離存儲等工藝設(shè)備、場站用地、值守人員人工成本等累積 8700 萬元。應(yīng)用領(lǐng)域：天津大學(xué)科技成果選編 72 應(yīng)用領(lǐng)域涉及陸地油氣田、采油平臺、海下氣田、非常規(guī)氣田（頁巖氣田、煤層氣）等多種天然氣上游生產(chǎn)計量領(lǐng)域。

天津大學(xué) 2021-04-11

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