凝析天然气两相流不分离测量技术

由于组成和流态的复杂性,凝析天然气测量属于多相流测量范畴中的特例,准确测量各相流量的大小具有较大难度,现有测量技术无法满足凝析天然气测量对测量范围、测量精度和实时性的需求。为此,开发了一种基于内锥与文丘里组合的新型双节流多级差压凝析天然气测量技术,该技术考虑了内锥边壁收缩与文丘里中心收缩的特性,将两者上下游串联,形成双差压测量信息,通过虚高模型差异性,满足了较高的测量精度。实验室性能验证和工业现场性能验证结果表明,该技术的气相测量误差在±2%以内,液相测量误差在±10%以内,测量精度指标达到甚至超过了国外同类产品的技术水平。

基于光栅技术的比例式数字电容转角传感器的校准

为进一步改善比例式电容转角传感器的品质指标,开发了一套以高精度光栅转角传感器为核心的精密角度校准系统,并通过上位计算机实现了校准工作的自动控制操作.测试结果表明,利用本系统校准,电容转角传感器的基本误差、线性度指标都得到有效改善,前者平均值从2%降低至0.2%,后者由0.58%降至0.22%;标准不确定度达到0.2%.

基于双节流装置的湿气测量方法

湿气作为一种石油天然气行业经常出现的流体,对于湿气的准确测量具有重要的意义。目前常用的方法是在气液分离之后采用单相仪表进行计量,而这种方法成本较高,因此为实现湿气的气液两相在线不分离测量,设计一种基于类内锥和长喉径类文丘里组合的双节流湿气流量测量装置,提出一种基于三级差压信号的测量方法,引入差压信号的比值作为建模的关键参数。同时建立并比较研究此双节流装置的4套湿气测量模型在实验室和现场的表现。经实验室验证,平均气相测量精度为2.13%,平均液相测量精度6.68%。现场性能测试结果表明未经修正的测量模型平均气相测量误差为7.87%,平均液相误差为15.96%,经二次修正后可实现平均气相测量误差优于±3%,液相测量满度误差优于±10%。

湿气计量中旋进旋涡流量计信号特征与精度补偿

针对气体旋进旋涡流量计在湿气计量中测量精度低,无法判别管道内是否含水的问题,提出了一种基于脉冲串时间长度变化率的湿气状态识别及气相流量测量精度补偿方法。通过湿气实验分析旋进旋涡流量计旋涡进动的信号特征,对比了干气和湿气条件下旋涡进动信号的时域特征、频域特征和“虚低”特征。发现了脉冲串时间长度变化率和体积含液率FVL的关系,在体积含液率小于0.5%时,脉冲串时间长度变化率小于1.0%,并以此对管道内湿气状态进行识别和补偿。通过脉冲串时间长度变化率与仪表系数的变化规律,建立气相流量测量精度补偿模型,补偿后,97%的数据气相流量相对误差在±2%以内。

气液螺旋环状流压降特性研究

考虑旋流衰减的影响,对气液螺旋环状流的压降特性进行研究并推导出了螺旋环状流压降预测模型。定义压降旋-直比系数为气液两相螺旋环状流和气液两相直流的压降之比,以此来表征旋流衰减对压降的影响。基于量纲分析的方法对压降旋-直比系数进行分析,推导出其表达式,压降旋-直比系数依赖于Lockhart-Martinelli参数和气相Froude数变化。最终,得出了气液两相螺旋环状流的压降预测模型。在50 mm内径的水平管内对螺旋环状流的压降特性进行了实验研究,其中气相表观流速变化范围为10~16 m/s,体积含液率(LVF)变化范围为0.6%~4.8%。通过与实验数据进行对比,压降预测模型的相对误差在±15%以内,为工程应用提供了参考。

减压释放水中溶解气对水装置流量稳定性的影响

针对水流量标准装置分析了水中溶解气对流量稳定性和计量精度的影响,并安装了微泡排气阀进行对比实验。经理论分析和实验测试表明,水中溶解气在经历减压过程后会由于前后端压差而分离析出,然后形成游离的微小气泡,这些微小气泡在水中继续流动,这会影响水流量标准装置的流量稳定性和计量精度,当水流经微泡排气阀后,微泡排气阀可以捕捉从水中分离析出的微小气泡,从而提高了水流量装置的流量稳定性和计量精度,可使流量稳定性达到0.1%~0.2%的水平,为水流量标准装置的设计和流量稳定性的研究分析了一种新的影响因素并就此提供了解决方案。