濕天然氣是指液相體積流量不超過10%的天然氣,廣泛存在于石油、化工等工業(yè)過程中,其流量的準確可靠測量對工業(yè)生產具有十分重要的意義�，F(xiàn)如今,各油田普遍采用分離計量法,但是分離器十分笨重且價格昂貴,對于低產天然氣單井等要求測量設備成本較低的場合,系統(tǒng)簡單可靠、成本低廉、精度較高的濕氣在線測量方法有非常迫切的需求。本課題就是基于這一需求,針對濕天然氣流量計量技術進行研究,探索濕天然氣流量不分離測量的新技術。本研究的思路是先整流再測量,即針對濕天然氣管內流動多為環(huán)狀流和分層流的情況,提出采用收縮噴嘴加整流網(wǎng)將上述濕氣流型調整為接近均相流,然后采用超聲波流量計與其他流量計組合的方式進行流量測量�；谏鲜鏊悸�,以氣液兩相流量測試平臺設計了濕氣流量實驗測量裝置,針對豎直管道上超聲-文丘里流量計、超聲-靶式流量計兩種組合測量方式進行了研究。論文對超聲流量計和文丘里流量計組合以及超聲流量計與靶式流量計組合的流量測量原理進行了分析。研究了超聲、文丘里和靶式流量計單相測量的虛高特性,發(fā)現(xiàn)三種流量計測量虛高與L-M參數(shù)的響應曲線有所不同,但有著共性,即流量計測量虛高隨著L-M參數(shù)增大而增大,而氣相表觀速度對測量虛高幾乎沒有影響。兩種組合流量測量實驗測試結果表明,基于整流的濕氣測量技術能夠實現(xiàn)兩相流量測量。其中,在超聲-靶式流量計組合測量方案中,氣相流量相對誤差在5%以內,液相流量相對誤差在15%以內;超聲-文丘里流量計的組合測量方案中,氣相流量相對誤差在6%以內,液相流量誤差在20%以內。由于液相誤差是由氣相誤差修正而來,在液相含率相對很低的情況下導致其誤差值偏大。比較兩種方案,超聲-靶式流量計的方案更加準確,值得進一步研究。
【學位單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE937
【部分圖文】：

碩士學位論文a)實驗管路 b)立式氣液兩相收集裝置圖 3. 2 實驗平臺現(xiàn)場圖3.2 連接管路設計基于氣液兩相流實驗平臺，我們設計了實驗管路連接不同的流量計實現(xiàn)濕氣流量測量實驗裝置的搭建。整個實驗裝置如圖 3.3所示，實驗段全長 3.3m 高1.4m。管道材質主要是 304 不銹鋼，法蘭方式連接，部分管道的材質為有機玻璃，便于觀察管道中濕氣的流動與流型情況。在實際的開采過程中，氣田氣井開采上來的濕氣是多種物質的混合，在水平管道中容易發(fā)生堵塞積液等情況，且由于重力影響容易發(fā)生分層流，如果采用豎直管道則可避免。因此本研究中采用了豎直管段方式。氣液兩相流實驗平臺的管路是針對水平管道的，我們設計了一個倒 U 型管作為水平管道轉豎直管道的轉換結構，試驗段設置在倒 U 型管的豎直下降管中。在裝置入口處設計一個閥門控制整個系統(tǒng)的開關。濕氣經上游管道進入測量段中，經過一個 90°彎管以及一個豎直上升管，再通過一個 180°彎管改變方向向下流動，經過整流器整流，后依次通過超聲波流量計、靶式流量計/文丘里流量計。濕氣經過 90°彎管離開進入到出口水平管道。33

圖 3. 3 實驗管路加工總圖溫度和壓力是表征流體狀態(tài)的兩項重要參數(shù)，溫度和壓力會影響流體的密度、運動粘度等參數(shù)。在進口和出口處各設立一個壓力表，選用的是江蘇智星測控儀表有限公司生產的 ZX-20 智能數(shù)字壓力表，采用擴散硅充油芯體傳感器帶有 M20×1.5 標準接口螺紋，工作介質為對不銹鋼物腐蝕液體、氣體，測量范圍在 0.1~60MPa 精度等級 0.2 級，允許過壓不超過量程的 1.5 倍，準確度等級 0.2%FS。在出口處設立一個溫度表，為型號 DTM414 的數(shù)字雙金屬溫度計（圖 3.4），測量范圍 0-50 C ,精度等級 0.5 級。圖 3.5 為實驗段照片。

圖 3. 3 實驗管路加工總圖是表征流體狀態(tài)的兩項重要參數(shù)，溫度和壓力參數(shù)。在進口和出口處各設立一個壓力表，選司生產的 ZX-20 智能數(shù)字壓力表，采用擴散硅標準接口螺紋，工作介質為對不銹鋼物腐蝕液Pa 精度等級 0.2 級，允許過壓不超過量程的 口處設立一個溫度表，為型號 DTM414 的數(shù)范圍 0-50 C ,精度等級 0.5 級。圖 3.5 為實驗段
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本文編號：2880030