雙喇叭孔計量孔板的製作方法

2023-04-24 00:51:11

專利名稱：雙喇叭孔計量孔板的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田採油計量技術領域，特別涉及天然氣單井氣液在線計量的一種單井氣液兩相在線計量儀，是孔板差壓式流量計的雙喇叭孔計量孔板。
背景技術：
目前，氣井產量是氣田生產、管理的重要數據之一，傳統的天然氣單井計量工藝是先分離後計量，屬於幹氣計量。中低壓集輸工藝模式要求井口在線計量，計量儀表主要採用選進旋渦流量計，該儀表為單相儀表，在含液的狀態下在線測量產氣量誤差大；流量計多採用孔板流量計，無法實現天然氣單井產氣量、產液量的在線計量。將傳統的單相計量儀表進行多相流模型修正與算法改進，解決生產急需的計量問題是目前氣液兩相在線計量重要的研究方向。天然氣單井產量的計量屬於兩相或多相流的計量。在現場運行過程中，由於氣井產物中含有壓裂液、緩蝕劑及氣井出砂等原因，計量孔板在運行一段時間後，容易在孔板前積聚贓物，造成孔板計量誤差。孔板差壓式流量計是目前石油行業應用最成熟、最廣泛的計量產品。有兩項相近的專利1、中國專利公開號CN1993578，提供了「一種雙腔孔板裝置本體」包括具有下腔的本體和具有上腔的頂蓋，下腔與管道流體連通，上腔與該下腔流體連通。一種閥組件，關閉它用來液壓隔絕上腔和下腔，打開它用來使孔板座能在這兩個腔之間移動。當孔板座在下腔內時，它可以與管道的流孔對正。可把孔板座從該裝置經由上腔移去。在優選實施例中， 上腔或下腔中的至少一個具有非矩形橫截面。本體和頂蓋也可以具有彎曲的外表面以適應內腔的非矩形橫截面。2、中國專利公開號CN23M112，提供了一種「環形孔板節流裝置」，主要是在測量管內有與管壁垂直的導軌，導軌上固定或滑動連接有測流板，其迎流面為光滑平面，測流板兩側上、下遊測量區有取壓孔，它與均壓環連通，構成取壓均壓機構。由於測流板迎流面為光滑平面且可更換、清洗，必要時可以更換測流板來調整量程。又因有取壓均壓機構，可把取壓孔處靜壓在均壓環內「均化」，減弱測量管的前、後直管段內局部阻力對流場造成畸變帶來的影響，故能有效地提高並確保測量精度。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板，改變流體在通過計量孔板時的流線，依靠流體衝刷，清潔計量孔板，避免孔板前堆積贓物造成計量誤差，提供更加準確的計量數據。本實用新型採用的技術方案是雙喇叭孔計量孔板，包括鋼圈、節流板、進口端喇叭孔和出口端喇叭孔，鋼圈為圓環形，在圓環形鋼圈中間有節流板，節流板在中心有節流孔，其特徵在於所述的節流孔由進口端喇叭孔和出口端喇叭孔組成，進口端喇叭孔和出口端喇叭孔為圓錐形孔，進口端喇叭孔和出口端喇叭孔的中心線為同一條直線，進口端喇叭孔與出口端喇叭孔連通；所述的進口端喇叭孔的最大直徑與管道的內徑相同，進口端喇叭孔的斜度在60 75°之間；進口端喇叭孔和出口端喇叭孔的最小直徑為管道內徑的0. 3 倍；出口端喇叭孔的斜度在70 85°之間；節流板的厚度為管道內徑的內徑0.4倍。簡述天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板的工作原理。參閱圖1。 將雙喇叭孔計量孔板5 ；連接在兩個對接管道1端部的鋼圈法蘭2中間。在上遊管道1的鋼圈法蘭2上有一個孔板上遊取壓孔3，在下遊管道1的鋼圈法蘭2上有一個孔板下遊取壓孔 4。在孔板上遊取壓孔3和孔板下遊取壓孔4上分別固定一個壓力傳感器，能分別測量管道 1內，雙喇叭孔計量孔板5上遊和下遊的流體壓力。充滿管道1的流體流經管道1內增設天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板5，在雙喇叭孔計量孔板5節流元件附近造成邊緣收縮，使流速增加，在其上、下遊兩側產生靜壓力差，在已知工況參數的條件下， 根據流動連續性原理和伯努利方程可以推導出差壓與流量之間的關係而求得流量。傳統孔板節流裝置在孔板前存在死區效應，用於單井計量時，易在死區堆積贓物，造成流動截面積不穩定，對差壓信號產生很大的疊加誤差，對於臨界狀態附近流體，很容易引起相變，造成測量紊亂。在流體管道1中央放置一雙喇叭孔計量孔板5，能較好解決勃稠介質和雜質阻塞問題，並有對稱結構，可以縮小直管段，但錐體尾部的紊流很多，相對壓損較大，並有結構上的安全隱患的缺陷；文丘裡流量計喉部採用的是雙斜面，能依靠氣流自身衝刷清潔喉部， 解決計量中流體內攜帶雜質的堆積問題，但是對入口角度和喉部長度有嚴格的要求。因此， 孔板流量計採用天然氣單井測量時需要這樣的雙喇叭計量孔板，既不影響雙喇叭孔計量孔板5前後產生節流壓差，又能依靠氣流自身流速衝刷，實現孔板自清潔，保證孔板差壓式氣液兩相在線計量裝置在用於單井計量時的測量精度。本實用新型的有益效果本實用新型天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板，1、解決了孔板差壓式天然氣氣液兩相流量計在單井計量時孔板前堆積贓物造成計量誤差增大的問題；2、依靠流體自身流速衝刷孔板，實現自清潔。

圖1是本實用新型天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板連接在管道1上的結構剖面示意圖。圖2是雙喇叭孔計量孔板5的剖面圖。圖3是圖2的左視圖。圖中，1-管道，2-鋼圈法蘭，3-孔板上遊取壓孔，4-孔板下遊取壓孔，5-雙喇叭孔計量孔板，6-進口端喇叭孔，7-出口端喇叭孔。
具體實施方式
實施例1 以一個管道內徑為50mm的天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板為例，對本實用新型作進一步詳細說明。參閱圖2。本實用新型天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板，雙喇叭孔計量孔板，包括鋼圈、節流板、進口端喇叭孔6和出口端喇叭孔7，鋼圈為圓環形，鋼圈的外徑為15mm，內徑為14. 2mm。在圓環形鋼圈中間有節流板，節流板在中心有一個節流孔。 參閱圖2。所述的節流孔由進口端喇叭孔6和出口端喇叭孔7組成，進口端喇叭孔6和出口端喇叭孔 為圓錐形孔，進口端喇叭孔6和出口端喇叭孔7的中心線為同一條直線，進口端喇叭孔6與出口端喇叭孔7連通。所述的進口端喇叭孔6的最大直徑與管道1的內徑相同，為50mm。進口端喇叭孔6的斜度65° ；進口端喇叭孔6和出口端喇叭孔7的最小直徑為管道1內徑的0. 3倍；出口端喇叭孔7的斜度為78° ；節流板的厚度為管道1內徑的內
徑0.4倍。
權利要求1. 一種雙喇叭孔計量孔板，包括鋼圈、節流板、進口端喇叭孔(6)和出口端喇叭孔(7)， 鋼圈為圓環形，在圓環形鋼圈中間有節流板，節流板在中心有節流孔，其特徵在於所述的節流孔由進口端喇叭孔(6)和出口端喇叭孔(7)組成，進口端喇叭孔(6)和出口端喇叭孔 (7)為圓錐形孔，進口端喇叭孔(6)和出口端喇叭孔(7)的中心線為同一條直線，進口端喇叭孔(6)與出口端喇叭孔(7)連通；所述的進口端喇叭孔(6)的最大直徑與管道(1)的內徑相同，進口端喇叭孔(6)的斜度在60 75°之間；進口端喇叭孔(6)和出口端喇叭孔(7) 的最小直徑為管道⑴內徑的0. 3倍；出口端喇叭孔(7)的斜度在70 85°之間；節流板的厚度為管道(1)內徑的內徑0.4倍。
專利摘要天然氣單井氣液兩相在線計量儀的雙喇叭孔計量孔板，應用於油田天然氣單井氣液在線計量。鋼圈為圓環形，在圓環形鋼圈中間有節流板，節流板在中心有節流孔，所述的節流孔由進口端喇叭孔和出口端喇叭孔組成，進口端喇叭孔和出口端喇叭孔7為圓錐形孔，進口端喇叭孔和出口端喇叭孔的中心線為同一條直線，進口端喇叭孔與出口端喇叭孔連通。效果是解決了孔板差壓式天然氣氣液兩相流量計在單井計量時孔板前堆積贓物造成計量誤差增大的問題；依靠流體自身流速衝刷孔板，實現自清潔。
文檔編號E21B47/00GK202338327SQ201120476339
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者季偉, 張春濤, 張 浩, 徐勇, 徐永高, 操紅梅, 楊亞聰, 楊倉海, 程世東, 穆謙益, 郭宏博 申請人:中國石油天然氣股份有限公司