科氏流量计的凝析天然气测量技术研究

摘要

科里奥利质量流量计(Coriolis Mass Flow Meter)是当今最为精确的单相流量计之一,其测量精度基本不受流体物性、温度、压力等因素的影响。随着近年来流量测量技术的发展,科氏流量计已逐渐能够应用于低含气率的两相流测量。但当其用于高含气率的气液两相流(如:凝析天然气或湿气)测量时,虽然测量数据具有很好的重复性。但由于气液两相流动较为复杂,很难从流量计输出结果中获得准确的两相流量参数。
　　 本文针对科氏流量计的测量湿气时存在的问题,做了一些探索性的研究工作。主要内容如下:
　　 1.建立了科氏流量计的气液两相流实验数据采集系统。
　　 构建了基于LabView的气液两相流实验数据采集系统,用来采集实验环道上的压力、温度、气体流量、液体流量等参数,实现了高速采集、实时波形显示及数据保存等功能。使用E+H公司的FeildCare软件实现了对科氏流量计内部信号的采集。
　　 2.分析了科氏流量计信号与气液两相流流动参数之间的关系。
　　 为了得到科氏流量计信号与气液两相流流动参数之间的关系,分别在不同气液流量、压力等级的两套气液两相流实验装置上开展了实验工作,分析了科氏流量计的质量流量、测量管阻尼、振动频率等信号与气液两相流的流量、含气率等参数之间的变化关系。
　　 3.初步建立了科氏流量计湿气测量补偿模型。
　　 在实验数据分析的基础上,尝试对数据进行拟合,对科氏流量计湿气测量的思路和方法做了初步的探索。
　　 通过上述工作,得到的结论如下:
　　 1.在湿气范围内,科氏流量计前后的差压与真实的质量流量呈线性关系。
　　 2.阻尼可以作为单相流和两相流的判断依据。
　　 3.两相流的气相体积含率与科氏流量计测量管的振动频率呈线性关系。
　　 4.在湿气范围内,科氏流量计测得的质量流量比真实的质量流量偏小,但二者呈线性关系,且具有较好的重复性。
　　 5.使用科氏流量计对湿气进行计量是可行的,但需要进一步研究其理论模型与计量算法。