专利名称：一种多相流流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于油水气多相流流量计量的仪器仪表。
背景技术：
近年来，随着客户需求及石油工业生产与输运条件的提升，油水气多相流量计的产学研水平都在不断提高。用户对油气水流量的稳定精确定量监测有了更高要求。从油井开采出的原油，是油、水、天然气等多相介质组成的混合物，处理这种混合物首先要进行气液分离，剩下的油水混合液体经脱水处理后得到含水率很低的成品油进行外输或销售。在原油气液分离、脱水处理等一系列生产活动中，需要及时准确地掌握原油中各相物质的含率情况及流量，以便控制生产过程，保证生产出合格的成品原油。因此，原油各相流量指标是石化行业石油采集、提炼及运输过程中一个重要参数，对原油进行油、气、水三相流量的准确在线检测在原油生产、贸易中有着重要作用。传统三相计量方法，不论是直接在线式，还是先进行气液两相分离的部分分离式(如CN200720032795，CN200920032689)，针对各相含率测量，均是采用容积法、密度法、射线法、差压法测量出气相含率，结合电容、密度、微波法、差压法或射线法进一步计算出油和水的比例(如CN1112677, CN1186236, CN1789969, CN2359692, CN86105543A, CN2359692Y,CN1086602A, CN2383068Y)。以上含率测试除射线法，均属于接触测量，由于原油腐蚀性较强，结垢、结蜡严重，对常用材料有明显腐蚀，另外管道内部温度较高，压力很大，这些均对接触器件的耐腐性、耐温耐压性等提出了要求，一些接触式仪表长期运行可靠性差。而传统射线法利用241Am、133Ba、137Cs等放射源发出的、射线，能量单一，辐射危害持续存在，且存在贮源、倒源时的操作风险。测得各相含率后，传统三相计量装置或者采用互相关算法和滑差模型计算各相流速从而得到流量，或者采用各式流量计(气体涡流流量计、皮囊流量计、容积式流量计，文丘里流量计等)并结合各相含率获得各相流量。目前所有多相流计量装置中，没有完全利用无接触式方式，通过含率和流速直接进行流量计量的设备。

发明内容
本发明的目的是提供一种完全实现无接触式的多相流流量计，以用于油、水、气多相流流量计量，其对含率与流速测量均与样品无接触。本发明提供的多相流流量计，包括各相含率测量装置和多相流速测量装置，所述各相含率测量装置包括能够向多相流体中发射不同能量X射线的发射装置、探测从所述多相流体中出射的X射线的探测含率用探测器以及能够根据X射线的衰减与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率的处理器，所述处理器连接所述探测器。优选地，所述多相流速测量装置包括能够对所述多相流某特征点在一段路径内采集两次出射X射线的闪烁体探测器阵列，所述多相流速测量装置能够对两次采集的出射信号进行相关运算，找出两次采集信号的渡越时间，进而计算出特征点的速度，即获得流速。
更优选地，所述相关运算的相关函数如下:
权利要求
1.一种多相流流量计，包括各相含率测量装置和多相流速测量装置，其特征在于，所述各相含率测量装置包括能够向多相流体中发射不同能量X射线的发射装置、探测从所述多相流体中出射的X射线的探测含率用探测器以及能够根据X射线的衰减与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率的处理器，所述处理器连接所述探测器。
2.根据权利要求1所述的多相流流量计，其特征在于，所述多相流速测量装置包括能够对所述多相流某特征点在一段路径内采集两次出射X射线的闪烁体探测器阵列，所述多相流速测量装置能够对两次采集的出射信号进行相关运算，找出两次采集信号的渡越时间，进而计算出特征点的速度，即获得流速。
3.根据权利要求2所述的多相流流量计，其特征在于，所述相关运算的相关函数如下:
4.根据权利要求1所述的多相流流量计，其特征在于，根据X射线的衰减与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率的方法如下:在油水质量衰减系数相当的高能信号区，出射信号强度与多相流中液体含量直接相关，通过高能信号的衰减与气液含率变化的对应标定出气液比例；在油水质量衰减系数明显不同的低能信号区，出射信号强度与混合物中油水比例相关，通过低能信号的衰减与油水含率变化的对应标定出某固定液相质量高度中的油水比例，同时结合高低能区两组数据，得出完整的三相含率结果。
5.根据权利要求4所述的多 相流流量计，其特征在于，油水质量衰减系数相当的高能信号区为90keV以上的高能信号区；油水质量衰减系数不同的低能信号区为65keV以下的低能信号区。
6.根据权利要求1所述的多相流流量计，其特征在于，所述探测含率用探测器为半导体探测器。
7.多相流各相含率测量装置，其特征在于，包括能够向多相流体中发射不同能量X射线的发射装置、探测从所述多相流体中出射的X射线的探测器以及能够根据X射线的衰减与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率的处理器，所述处理器连接所述探测器。
8.多相流各相含率测量方法，其特征在于，向多相流体中发射不同能量X射线的发射装置、探测从所述多相流体中出射X射线，根据X射线的衰减与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率。
9.根据权利要求8所述的多相流各相含率测量方法，其特征在于，根据X射线的衰减与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率的方法如下:存在油水质量衰减系数相当的高能信号区，此时出射信号强度与多相流中液体含量直接相关，能够通过高能信号的衰减与气液含率变化的对应标定出气液比例；也存在油水质量衰减系数明显不同的低能信号区，出射信号强度与混合物中油水比例相关，能够通过低能信号的衰减与油水含率变化的对应标定出某固定液相质量高度中的油水比例，同时结合高低能区两组数据，得出完整的三相含率结果。
全文摘要
本发明提供了一种多相流流量计，包括各相含率测量装置和多相流速测量装置，所述各相含率测量装置包括能够向多相流体中发射不同能量X射线的发射装置、探测从所述多相流体中出射X射线的探测器以及能够根据X射线的衰减系数与液体含量和油水比例的相关性而计算各相含率的处理器，所述处理器连接所述探测器。本发明提供的多相流流量计能够用于油、水、气多相流流量计量，能够完全实现无接触测量。
文档编号G01P5/18GK103076057SQ201310003740
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者贺江林, 曹建, 倪孝禄 申请人:北京乾达源科技有限公司