石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
3 多相流量计量
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油气计量——石油计量技术
3.1 多相流概述
多相流是一种复杂的现象，它很难了解，很难预测， 很难模拟。普通单相流的特征，例如，速度分布图、 紊流和边界层都不能适当地描述多相流的性质。
流体结构是按流态区划分的，它的特性取决于一些 参数。流态区的变化取决于操作条件、液体性质、流 量和液流通过管子的几何尺寸和方向性。不同流态区 的转变可以是一个渐变过程。
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油气计量——石油计量技术
7）可适应高参数流体测量，压力达数十MPa，温度可达 450℃； 8）可测双向流动流体的流量； 9）压损较低，约为标准孔板的一半； 10）抗上游阻流件干扰能力强，上游侧直管段长度一般5～ 10D即可； 11）可采用干式校验，给用户周期校验带来方便； 12）直读式仪表无需外能源，清晰明了，操作简便，亦可按 出标准信号（脉冲频率或电流信号）； 13）仪表价格适中，性能价格比很高； 14）高流速冲击靶板，其后产生涡街，输出信号会发生振荡 ，影响信号的稳定性，因此高流速测量对象慎用。
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油气计量——石油计量技术
Scroll Flo型多相流流量计是根据容积式计 量原理，同时结合密度测量，以此得油、 气、水混合物各相得质量流量。容积式结 构是一对相互啮合得螺旋状转子。
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油气计量——石油计量技术
MPEM-301 型 多 相 流流量计主要由 2PFM-201 流 量 计 和 OWM-201 含 水 分 析 仪两部分组成。 2PFM-201 流 量 计 是 一种气液两相流量 计，用于测量从泡 流至段塞流所有流 态中得气流流量和 液体流量。
储罐测量：用人工检尺或液位仪表测得储罐内油
液位高度，计算出体积量，同时按有关规程规定，测
出油温，测量出密度值和含水率，以便求出罐内不含
水原油及油品以质量为单位的油量。
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
2 靶式流量计
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油气计量——石油计量技术
2.1 简介
靶式流量计（Target Flowmeter，简称TGF） 是差压型流量计的一个品种，它的开发及在工业 上应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代 开发电动、气动靶式流量变送器，它是电动、气 动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器 直接采用差压变送器的力平衡机构，这种流量计 使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺 陷，如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可 靠性差等。
1 .1 概述
石油计量主要有两种方式：一种是用流量计测量；
另一种是用储罐测量。
流量计测量：用流量计测量出石油的体积流量，
用相应的方法测出石油的密度值、含水率以及有关的
温度和压力值，以便求出不含水原油及油品在标准条
件（我国的标准条件是，温度20℃，压力为一个标准
大气压0.101325MPa）下以质量为单位的油量。
F——靶板上受的力，N；
ρ——流体密度，kg／m3；
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图2.1 应变式 靶式流量传感 器结构简图
油气计量——石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
2.3 主要特点
1）感测件为无可动部件，结构牢固简单； 2）应用范围和适应性广泛，一般工业过程中的流体介质,包 括液、气和汽，口径范围（DN15以上），工作状态（压力、 温度）皆可应用，可以说它与应用最广泛的孔板流量计有同 样的使用范围； 3）精确度高，总量测量可达±0.2%R； 4）范围度宽，4:1～15:1； 5）可解决困难的流量测量问题，如测量含有杂质（微粒）之 类的脏污流体：原油、污水、高温渣油、烧碱液、沥青等； 6）可用于小口径（DN15～DN50），低雷诺数（ReD =103 ～ 5×103）的流体，它弥补标准节流装置难以应用的场合；
油气计量——石油计量技术
石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
主要内容
1. 基本知识 2. 靶式流量计 3. 多相流量计量 4. 油井计量 5. 储罐计量 6. 量值溯源 7. 测量方法和仪表选择考虑因素 8. 油气流量自动控制
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
1 基础知识
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油气计量——石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
MPFM型多相流量 计由在线静态混合器、 多源γ组分计和文丘里 流量计等3部分组成。 该流量混合器为一种纯 静态混合装置，由一个 将多相流送入其内的桶 体组成。
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MCF351型多相流计量系统由一个不锈油钢气双计法量兰—短—石油计量技术 节、EX级信号处理电子装置和一个以PC机为主的控 制装置组成。PC机用来计算和显示计量结果。MCF 多相流流量计依靠连续测定各相所占据的横截面面积， 然后以各相的流速乘以各相的面积，从而计量出段塞 流中流体和气体的各自流量。
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油wk.baidu.com计量——石油计量技术
2.2 工作原理
TGF的原理简图如下图所示。
7
流量计算式如下
油气计量——石油计量技术
qm
4.512D( 1
)
F
qv
4.512D( 1
)
F
式中 qm，qv——分别为质量流量和体积流量； α——流量系数；
D——测量管内径，m：
β——直径比，β＝d／D；
d——靶板直径，m。
图3.1、3.2为几种典型的两相流流型。
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油气计量——石油计量技术
图3.1垂直上升管道中的流型
14
油气计量——石油计量技术
图3.2水平管道中的流型
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油气计量——石油计量技术
3.2 国外新型流量技术简介
本节主要介绍根据混合均质计量和直接在线计量开发
出的国外多相流量计量装置。
LP型多相流流量计的主体 结构由两个独立的仪表组 成，其中一个为组分计， 用于测量传感器中油、气、 水的瞬时体积或质量百分 数；另一个为速度计，用 于测定油、气、水混合物 通过传感器的速度。这样， 油、气、水每种组分的瞬 时体积或质量流量就可以 通过这两个仪表所给出的 输出信号进行计算求得。
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EUROMATIC公司的多相 流流量计工作原理见图。 一只涡轮流量计与主管线 连接，输出混合物体积流 量得信号。一台微型脱气 采样器连续从主管线取样 并脱除混合物中的气体， 然后测定油水混合物的密 度。与此同时，还测定混 合物的压力和温度，并将 各数据输入微机。微机按 给定的数学公式运算后， 得出油气水各相的流量和 总质量流量。
油气计量——石油计量技术
石油计量技术
3 多相流量计量
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油气计量——石油计量技术
3.1 多相流概述
多相流是一种复杂的现象，它很难了解，很难预测， 很难模拟。普通单相流的特征，例如，速度分布图、 紊流和边界层都不能适当地描述多相流的性质。
流体结构是按流态区划分的，它的特性取决于一些 参数。流态区的变化取决于操作条件、液体性质、流 量和液流通过管子的几何尺寸和方向性。不同流态区 的转变可以是一个渐变过程。
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油气计量——石油计量技术
7）可适应高参数流体测量，压力达数十MPa，温度可达 450℃； 8）可测双向流动流体的流量； 9）压损较低，约为标准孔板的一半； 10）抗上游阻流件干扰能力强，上游侧直管段长度一般5～ 10D即可； 11）可采用干式校验，给用户周期校验带来方便； 12）直读式仪表无需外能源，清晰明了，操作简便，亦可按 出标准信号（脉冲频率或电流信号）； 13）仪表价格适中，性能价格比很高； 14）高流速冲击靶板，其后产生涡街，输出信号会发生振荡 ，影响信号的稳定性，因此高流速测量对象慎用。
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油气计量——石油计量技术
Scroll Flo型多相流流量计是根据容积式计 量原理，同时结合密度测量，以此得油、 气、水混合物各相得质量流量。容积式结 构是一对相互啮合得螺旋状转子。
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油气计量——石油计量技术
MPEM-301 型 多 相 流流量计主要由 2PFM-201 流 量 计 和 OWM-201 含 水 分 析 仪两部分组成。 2PFM-201 流 量 计 是 一种气液两相流量 计，用于测量从泡 流至段塞流所有流 态中得气流流量和 液体流量。
储罐测量：用人工检尺或液位仪表测得储罐内油
液位高度，计算出体积量，同时按有关规程规定，测
出油温，测量出密度值和含水率，以便求出罐内不含
水原油及油品以质量为单位的油量。
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
2 靶式流量计
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油气计量——石油计量技术
2.1 简介
靶式流量计（Target Flowmeter，简称TGF） 是差压型流量计的一个品种，它的开发及在工业 上应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代 开发电动、气动靶式流量变送器，它是电动、气 动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器 直接采用差压变送器的力平衡机构，这种流量计 使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺 陷，如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可 靠性差等。
1 .1 概述
石油计量主要有两种方式：一种是用流量计测量；
另一种是用储罐测量。
流量计测量：用流量计测量出石油的体积流量，
用相应的方法测出石油的密度值、含水率以及有关的
温度和压力值，以便求出不含水原油及油品在标准条
件（我国的标准条件是，温度20℃，压力为一个标准
大气压0.101325MPa）下以质量为单位的油量。
F——靶板上受的力，N；
ρ——流体密度，kg／m3；
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图2.1 应变式 靶式流量传感 器结构简图
油气计量——石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
2.3 主要特点
1）感测件为无可动部件，结构牢固简单； 2）应用范围和适应性广泛，一般工业过程中的流体介质,包 括液、气和汽，口径范围（DN15以上），工作状态（压力、 温度）皆可应用，可以说它与应用最广泛的孔板流量计有同 样的使用范围； 3）精确度高，总量测量可达±0.2%R； 4）范围度宽，4:1～15:1； 5）可解决困难的流量测量问题，如测量含有杂质（微粒）之 类的脏污流体：原油、污水、高温渣油、烧碱液、沥青等； 6）可用于小口径（DN15～DN50），低雷诺数（ReD =103 ～ 5×103）的流体，它弥补标准节流装置难以应用的场合；
油气计量——石油计量技术
石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
主要内容
1. 基本知识 2. 靶式流量计 3. 多相流量计量 4. 油井计量 5. 储罐计量 6. 量值溯源 7. 测量方法和仪表选择考虑因素 8. 油气流量自动控制
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油气计量——石油计量技术
石油计量技术
1 基础知识
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油气计量——石油计量技术
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油气计量——石油计量技术
MPFM型多相流量 计由在线静态混合器、 多源γ组分计和文丘里 流量计等3部分组成。 该流量混合器为一种纯 静态混合装置，由一个 将多相流送入其内的桶 体组成。
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MCF351型多相流计量系统由一个不锈油钢气双计法量兰—短—石油计量技术 节、EX级信号处理电子装置和一个以PC机为主的控 制装置组成。PC机用来计算和显示计量结果。MCF 多相流流量计依靠连续测定各相所占据的横截面面积， 然后以各相的流速乘以各相的面积，从而计量出段塞 流中流体和气体的各自流量。
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油wk.baidu.com计量——石油计量技术
2.2 工作原理
TGF的原理简图如下图所示。
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流量计算式如下
油气计量——石油计量技术
qm
4.512D( 1
)
F
qv
4.512D( 1
)
F
式中 qm，qv——分别为质量流量和体积流量； α——流量系数；
D——测量管内径，m：
β——直径比，β＝d／D；
d——靶板直径，m。
图3.1、3.2为几种典型的两相流流型。
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油气计量——石油计量技术
图3.1垂直上升管道中的流型
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油气计量——石油计量技术
图3.2水平管道中的流型
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油气计量——石油计量技术
3.2 国外新型流量技术简介
本节主要介绍根据混合均质计量和直接在线计量开发
出的国外多相流量计量装置。
LP型多相流流量计的主体 结构由两个独立的仪表组 成，其中一个为组分计， 用于测量传感器中油、气、 水的瞬时体积或质量百分 数；另一个为速度计，用 于测定油、气、水混合物 通过传感器的速度。这样， 油、气、水每种组分的瞬 时体积或质量流量就可以 通过这两个仪表所给出的 输出信号进行计算求得。
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EUROMATIC公司的多相 流流量计工作原理见图。 一只涡轮流量计与主管线 连接，输出混合物体积流 量得信号。一台微型脱气 采样器连续从主管线取样 并脱除混合物中的气体， 然后测定油水混合物的密 度。与此同时，还测定混 合物的压力和温度，并将 各数据输入微机。微机按 给定的数学公式运算后， 得出油气水各相的流量和 总质量流量。