基于單 V 錐節(jié)流元件的濕氣氣液流量雙參數(shù)測(cè)量
以天然氣開(kāi)采中存在的高含氣率氣液兩相流在線(xiàn)測(cè)量為背景,針對(duì)氣田單井井口濕天然氣測(cè)量對(duì)低成本、實(shí)時(shí)性、雙參數(shù)測(cè)量的需求,采用V錐節(jié)流裝置,通過(guò)理論分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證,從測(cè)量機(jī)理和測(cè)量模型兩個(gè)角度研究?jī)?nèi)置V錐管內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性。闡明了流型、截面含氣率、摩擦壓降以及V錐壓力損失等流動(dòng)規(guī)律并建立了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式;獲得了兩相流流經(jīng)V錐后尾渦的動(dòng)力學(xué)特性及變化規(guī)律;提出了基于單V錐節(jié)流元件的濕氣氣液流量雙參數(shù)測(cè)量方法。目前的在線(xiàn)式濕氣流量計(jì)多采用組合測(cè)量法,可分為單相流量計(jì)組合、單相流量計(jì)與相含率傳感器組合兩大類(lèi)。組合測(cè)量法存在裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備體積龐大、購(gòu)置維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題,有些流量計(jì)還包含放射源,安全管理難度大。本課題組提出的基于單V錐節(jié)流元件的濕氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、成本低、流動(dòng)阻力小、測(cè)量精度高、重復(fù)性好。目前市面上的濕氣流量計(jì)以國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)品為主,其價(jià)格都在¥100萬(wàn)元以上,本課題組提出的V錐濕氣流量計(jì)總造價(jià)低于¥10萬(wàn)元。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅蘇里格氣田產(chǎn)氣井?dāng)?shù)量在7000口以上,若采用V錐濕氣流量計(jì)進(jìn)行單井計(jì)量不僅可以顯著降低成本,同時(shí)可以?xún)?yōu)化生產(chǎn)工藝,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
西安交通大學(xué)
2021-04-11