Способ измерения расхода паро- и газожидкостной смеси Советский патент 1990 года по МПК G01F1/74 

На чертеже представлена схема, поясняющая способ.

Измерительный участок состоит из последовательно установленных диафрамы 1 , регулируемого дросселя 2 и диафрагмы 3, отстоящей от дросселя на расстоянии 15-20 диаметров трубопровода. Участок оснащен датчиками 4 и 5 перепада давления на диафрагмах 1 и 3, датчиками давления 6 и 7 я температуры 8 и 9, измеряющими давление и температуру перед диафрагмами 1 и 3 соответственно.

Способ осуществляется следующим образом.

Паро- или газожидкостную смесь пропускают последовательно через изме

рительную диафрагму 1, регулируемый дроссель 2 и диафрагму 3 и измеряют перепад давления датчиками 4 и 5 на диафрагмах 1 и 3. С помощью датчиков температуры 8 и 9 и давления 6 и 7 измеряют температуру и давление перед диафрагмами 1 и 3. По данным измерений определяют фазовый состав и расход смеси.

Для двухфазного потока, как и для однофазного, известно соотношение

G cTE-F0-V2-JP-fcw . (5)

Но для двухфазного потока обычно, кроме расхода, неизвестна и плотность смеси j. По предлагаемому способу

при одном и том же расходе через две одинаковые диафрагмы (одинаковые коэффициенты расхода о/, 4г очевидно равенство

-Ј 4Vfc«2-Ј5 (6)

Кроме того, на теплоизолированном измерительном участке с удовлетворительной точностью можно считать энтальпию смеси постоянной. Тогда в случае малой разницы расчетных скоро стей потока перед диафрагмами, т.е.

при (h , - h{)|(u|- U), xtrf + hi Xjr, + hj .

10

15

6

3 О б р

е т е н и я

Формула и

Способ измерения расхода паро- и газожидкостной смеси, включающий измерение перепадов давления на двух последовательно установленных диафрах- мах, отличающийся тем, что что, с целью повышения точности измерения смесей с высоким газосодержанием, поток после первой по ходу диафрагмы дополнительно дросселируют, измеряют давление и температуру потока перед диафрагмами, а расход и иа- росодержание смеси определяют по формулам

(7)

Изобретение относится к расходоизмерительной технике паро- и газо-жидкостных смесей, может быть использовано в геотермальной энергетике, нефтегазовой, химической промышленности и направлено на повышение точности измерений смесей с высоким газосодержанием. Газожидкую смесь последовательно пропускают через измерительную диафрагму 1, регулируемый дроссель 2, диафрагму 3 и измеряют перепад давления датчиками 4 и 5 перепада давления на диафрагмах 1 и 3. С помощью датчиков 8 и 9 температуры и датчиков 6 и 7 давления измеряют температуру и давление перед диафрагмами 1 и 3. По данным измерений определяют фазовый состав и расход смеси в соответствии с приведенными соотношениями. 1 ил.

Расчетная плотность с мможет быть определена по рекомендациям Джеймса

femf- 1ГГТГТ t

(8)

(J..i.1 4.

V«

I

1

Рс«, 1 ч .

х (Г

Из совместного решения (2), (3), (4) или (2), (3), (4) определяется х. и массовый расход двухфазной смеси по формуле (1).

В случае газожидкостной смеси расходное массовое газосодержание потока перед диафрагмами можно считать одинаковым (пренебрегая изменением растворимости газа с изменением даьления).

Предлагаемый метод измерения расхода смеси и ее фазового состава целесообразен в условиях геотермального месторождения, особенно в период длительного испытания скважин на устойчивость их производительности и параметров теплоносителя, когда допустима практически любая (необходи- мая для точности) степень дросселирования потока. Однако при значительной разности скоростей потока перед диафрагмами уравнение (6) необходимо записывать как условие постоянства энтальпии торможения потока.

xf r f + h

Xlr1+ hi

u

20

(8)

25

30

35

40

1 г2 г 2

dP - перепад давления на второй диафрагме;

1

i

S.fi p «

Га- теплота парообразования при давлении Р, и Р перед диафрагмами;

hi- онталышя насыщенной жидкости при давлении P.J и Р4 соответственно плотность пара и жидкости при давлении Р перед второй диафрагмой;

коэффициент расширения среды для пароводяного потока, равный

(1 V,(i---)

an

/lli t

-xf

э/2

т

и

fa(Sri f lf + jf

t

-xf

т

и

f lf + jf

(1 - m ) -- (i)