Способ измерения расхода парои газожидкостной смеси

 

Изобретение относится к расходоизмерительной технике парои 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COllHAËÈÑÒÈ4ÅÑÍÈХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) 1580171 А 1 ($3)5 С О1 F 1 74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4253600/24-10 (22) 27.04,87 (46) 23.07.90. Бюл. Ф 27 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им.. Г.M.Êðæèæàíoâñêîão (72) P.È.ÑoçHåâ, Э.А.Захарова, M.À.Õðèçoëèòoíà и Д.А.Лабунцов (53) 681. 121 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 1520987, кл. G 01 F i/34, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Р 1118859, кл. G 01 F 1/40, 1981, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ПАРОИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к расходоизмерительной технике парс- и газо2 жидкостных смесей, может быть использовано в геотермальной энергетике, нефтегазовой, химической промьпппенности и направлено на повышение точности измерений смесей с высоким газосодержанием. Газожидкостную 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.

1580171

1 1 ДР7 и

)) + 7= @X

1 1

) + ), Р Р1

r, h 1 - h2, х (--— з/7 1

7 yll

) х (—

3/2 1

1 )и (2) (3) х х

«l

0,61F .Я

С вЂ” ш (/

hf hf где где р7

РЯ

Ртр (1-m) 3P., (1

Р;

Изобретение относится к технике измерения расхода и фазового состава паро- и гаэожидкостных смесей и может быть использовано в геотермальной энергетике, нефтегазовой и хи5 мической промьппленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения смесей с высоким газосодержанием. 10

Указанная цель достигается тем, что поток смеси направляют через две последовательно установленные диафрагмы, после первой по ходу диафрагмы дополнительно дросселируют, измеряют перепад давления на диафрагмах, давление и температуру потока перед диафрагмами, а расход и паросодержание смеси определяют по формулам

ВРИ - перепад давления на первой диафрагме;

) P1

- плотность пара и жидкости перед первой, диафрагмой;

F — площадь проходного се3 чения диафрагмы; — модуль измерительной диафрагмы;

На чертеже предст авлена схема, поясняющая способ.

Измерительный участок состоит .из последовательно установленных диафрагмы 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 диафраг» мах 1 и 3, датчиками давления 6 и 7 и 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 измеF .— площадь проходного се+ чения трубы; х,, x — расходное массовое паросодержание потока перед диафрагмами, определяемое из соотношений

ЛР7 - перепад давленияна второй диафрагме. теплота парообразования при давлении

Р, и Р> перед диафраг1 мами; энтальпия насыщенной жидкости при давлении Р, и Р> соответственно; плотность пара и жид- кости при давлении Р перед второй диафрагмой; коэффициент расширения среды для пароводяного потока, приближенно равный

> — m (t — -E-)) (Й 1

I 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 однофаэного, известно соотношение с =d E F,.К2. ы ./ (5) Но для двухфазного потока обычно, кроме расхода, неизвестна и плотность

Смеси g „. По предлагаемому споСобу

1580171

15 при (Ь вЂ” h )»-(U — U„), 1

0 61 Ь 3Е

А

1Г- m

РасчетнаЯ плотность Р может быть 20 где,1Р ! определена по рекомендациям Джеймса перепад давления на первой диафрагме; плотность пара и жидкости перед первой диафрагмой; площадь проходного сечения диафрагмы;

I( У, 1 eN1 3/2 х, (-„- —,) +—

1 (8) 25 при одном и том же расходе через две одинаковые диафрагмы (одинаковые коэффициенты расхода е (=(!(очевидно равенство

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.

+ h„= >2r2 + h (7) 1 см й/< 1 1 1 х (- - — ) +»- °

pl и р1

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

В случае газожидкостной смеси

35 расходное массовое газосодержание потока перед диафрагмами можно считать одинаковым (пренебрегая изменением растворимости газа с изменением давления). 40

Предлагаемый метод измерения расхода смеси и ее фазового состава целесообразен в условиях геотермаль; ного месторождения, особенно в период 45 длительного испытания скважин на устойчивость их производительности и параметров теплоносителя, когда допустима практически любая (необходимая для точности) степень дросселироч вания потока. Однако при значительной разности скоростей потока перед диафрагмами уравнение (6) необходимо записывать как условие постоянства энтальпии торможения потока. 55 (1 и % х(г! h1 U хФГ1 hy 2 ЦФ °

Формула изобретения, Способ измерения расхода парс- и гаэожидкосФной смеси, включающий измерение перепадов давления на двух последовательно установленных диафрагмах, 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 паросодержание смеси определяют по формулам

m = - — модуль измерительной

Г диафрагмы, F — площадь проходного сегр чения трубы; .х х — расходное массовое паро2 содержание потока перед соответствующей диафрагмой, определяемое из соотношений

М

1 1 1 ЛРй х (— „- —,) + —, Л Р, Й

1 1 1

r x (— —,. ) + - т 1

r, h < - Ь( х лх =-+ г2 г2

ДР(- перепад давления на второй диафрагме;

r r — теплота парообразова-. ! 2 ния при давлении Р, и

Р перед диафрагма((и;

h h — эитальпия насыщенной

У жидкости при давлении

Р и Р соответственно: !

Г у у - плотность пара и жид( ((» кости при давлении Р перед второй диафрагмой; (Е; - коэффициент расширения среды для пароводяного потока, равный

1580171

Составитель Л.Черепанова

Техред М,Ходанич Корректор И,йароши

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 2003 Тираж 551 Подписное

ВНИИПй Государственного комитета по изобретениям и открь!тиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,!01