多相流量計(jì)的使用、安裝和初步評(píng)估

      多相流的流動(dòng)狀態(tài)是十發(fā)復(fù)雜的，為了適應(yīng)下同的流態(tài)，多相流量計(jì)一般有多種類型。對(duì)于特殊的用途，某些多相流量計(jì)使用起來就比另外一些有更多的適應(yīng)性。對(duì)于某些多相流量計(jì)，當(dāng)其需要安裝混合器時(shí)，可使得垂直向上流動(dòng)方位的多相流量計(jì)的上游和下游直管段都較短。如果不裝混合器、其上游和下游直管段需要幾倍管線直徑的長(zhǎng)度。而對(duì)于水平安裝的多相流量計(jì)、可以不裝混合器。

一、安裝位置的選擇

      假如多相流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝管線的布局和檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的管線布局相同，那么對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的多相流量計(jì)唯一期望是能復(fù)現(xiàn)其在標(biāo)準(zhǔn)裝置時(shí)的性能。然而假如有一種多相流量計(jì)安裝在各種不同的管線布局都能再現(xiàn)其性能，那么對(duì)多相流量計(jì)已有安裝管線的布局就不必太注意了。

      一種多相流量計(jì)正常測(cè)量情況是指示在流動(dòng)條件下的測(cè)試量，而這些量通常要重新?lián)Q算成在標(biāo)準(zhǔn)條件下的量值。假如被測(cè)介質(zhì)是在不穩(wěn)定條件下，則換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下的量值的不確定度就要增加。一般在油嘴之后壓力降很大、液體將在不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)下。所以這一有很重要，假如要將測(cè)量值換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的值時(shí)，就要注意選擇能適應(yīng)這一點(diǎn)的安裝位置。

二、在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)流態(tài)（流型）

      當(dāng)在管線布置與系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用在線多相流量計(jì)時(shí)，能預(yù)測(cè)將出現(xiàn)哪種類型的流態(tài)是十分重要的。在很多流動(dòng)條件下，管線布置、流量調(diào)節(jié)和安裝方位都對(duì)多相流量計(jì)橫斷面上的流態(tài)有很大的影響。因此，還沒有一種儀表能測(cè)量通過橫斷面上無(wú)數(shù)多點(diǎn)處的組分和速度。在一恒定流量時(shí)，流體剖面的每一種變化都將影響儀表讀數(shù)。這種影響可能對(duì)某些流動(dòng)狀態(tài)影響很大，而對(duì)另一些流態(tài)狀態(tài)影響很?。煌瑯訉?duì)某種儀表影響很大，而對(duì)另一種儀表的影響小些；并且通常很難用理論來對(duì)其影響大小進(jìn)行預(yù)測(cè)。

      很多的流態(tài)預(yù)測(cè)法都是用低壓小規(guī)模二相流環(huán)道試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)得出的，確切的預(yù)測(cè)換算法是不存在的。因此，在高壓下大流量生產(chǎn)系統(tǒng)的三相流態(tài)的詳細(xì)知識(shí)是很有限的。

      一種有效的方法——修正法，它是對(duì)現(xiàn)有管線給定橫斷面先預(yù)測(cè)流型，再進(jìn)行修正。但這種修正法將增加不確定度，所以必須謹(jǐn)慎使用。

      另一種方法比修正法較可靠，這就是試驗(yàn)室測(cè)試。當(dāng)多相流量用于新的場(chǎng)合時(shí)，必須考慮先進(jìn)行試驗(yàn)室測(cè)試，這樣可以對(duì)用于特定條件下多相流量計(jì)性能的適應(yīng)性進(jìn)行證實(shí)，這時(shí)要注意從試驗(yàn)條件到現(xiàn)場(chǎng)條件推斷的不確定度。例如，定比例和使用多種試驗(yàn)液體的影響都能對(duì)不確定度有很大影響。

三、選用混合器

      靜態(tài)或動(dòng)態(tài)混合器可緊接著安裝在多相流量計(jì)進(jìn)口端，用來保證并液很好混合或?qū)⑵渌褪降亩嘞嗔餍娃D(zhuǎn)換成均勻流體?，F(xiàn)有的不同型式的混合器，范圍從簡(jiǎn)單的靜態(tài)混合器（結(jié)構(gòu)為多孔孔板）到復(fù)雜的具有吸收和消除段塞流功能的動(dòng)態(tài)混合器。靜態(tài)混合器沒有運(yùn)動(dòng)部件，而動(dòng)態(tài)混合器則是利用了運(yùn)動(dòng)部件的原理。通常為了實(shí)現(xiàn)三相或二相混合，流體介質(zhì)通過這二種型式的混合器時(shí)都將產(chǎn)生一個(gè)恒定的壓力降。

      假如一種多相流量計(jì)使用時(shí)需要在其上游處安裝一臺(tái)混合器，則這種混合器的安裝使用必須符合制造廠的技術(shù)規(guī)范要求；進(jìn)一步說，在測(cè)試周期內(nèi)，這種混合器能滿足多相流量計(jì)的介質(zhì)混合要求，并且該混合器應(yīng)該是多相流量計(jì)組成的一部分。

      對(duì)混合器的應(yīng)用和使用應(yīng)該和專門的制造廠商密切合作，共同評(píng)價(jià)。

四、將流動(dòng)條件下測(cè)量的流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)條件下的流量

      多相流量計(jì)一般是測(cè)量在工藝條件下各相的比例和流量，這也就是說壓力和溫度主要是多相流量計(jì)安裝點(diǎn)的參數(shù)。普通計(jì)量分離器給出的測(cè)量值是在給用戶之前先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)條件的量值。為了比較多相流量計(jì)的測(cè)量值與計(jì)量分離器的測(cè)量值，這些測(cè)量值必須轉(zhuǎn)換成相同工藝條件下的值，通常用標(biāo)準(zhǔn)條件（15℃，1.01325 bar）表示。

      這種轉(zhuǎn)換計(jì)算不是不重要、因?yàn)樘貏e在高壓烴類系統(tǒng)，包含有氣相和液相質(zhì)量的轉(zhuǎn)換問題，當(dāng)原油出現(xiàn)閃蒸時(shí)，對(duì)烴類的組分要求就更詳細(xì)了。

      這種轉(zhuǎn)換計(jì)算都假設(shè)在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下，而在多相流管道中這種假設(shè)不一定是完全真實(shí)的，特別是安裝點(diǎn)接近彎頭，混合器和其他節(jié)流體時(shí)就會(huì)形成很大的壓降。當(dāng)評(píng)估多相流量計(jì)總的不確定度時(shí)，對(duì)壓降引起如此高的不確定度必須算上。同樣這種算法對(duì)常規(guī)系統(tǒng)也適用。另外，烴類氣體在油和水中的溶解度也能帶來附加不確定度。

五、多相流量計(jì)的初步評(píng)估

      在對(duì)多相流量計(jì)評(píng)估前用戶或制造廠商應(yīng)給出多相流量計(jì)的安裝工藝圖、工藝條件（包括：壓力、溫度、油密度、油粘度、氣密度、氣粘度、水密度、水礦化度等工藝參數(shù)）、被測(cè)油井預(yù)期的多相生產(chǎn)剖面曲線圖。給出多相流量計(jì)的安裝工藝圖、工藝條件和被測(cè)油井預(yù)期的多相生產(chǎn)剖面曲線圖后，就可方便地將實(shí)際工藝流程中指定安裝點(diǎn)處多相流量計(jì)的性能進(jìn)行比較．然后計(jì)算出多相流量計(jì)不確定度計(jì)算表。計(jì)算表僅僅作為第一次初步評(píng)估用。在給出多相流量計(jì)適用度之前，還必須進(jìn)行更多的綜合性調(diào)查，主要包括以下內(nèi)容：

1. 安裝點(diǎn)的重要詳圖：①上/下游管線和工藝設(shè)備；②可利用空間；③其它有關(guān)資料。
2. 工藝條件：①除了上述工藝參數(shù)外，還需要其它工藝參數(shù)；②在實(shí)際安裝點(diǎn)處的預(yù)期流型。
3. 預(yù)期的多相生產(chǎn)剖面：①必須采用在工藝條件下取得的數(shù)據(jù)繪制圖表；②表觀速度的軸線從零點(diǎn)到任何要求的速度上限必須是線性的； ③二次流量軸線必須根據(jù)實(shí)際管線尺寸或已選定較適合計(jì)量管徑來填寫；④生產(chǎn)剖面或多井產(chǎn)量必須用液中含水比（WLR）和年/井?dāng)?shù)等圖例標(biāo)注在圖表上。
4. 多相不確定度計(jì)算：①必須采用在工藝條件下取得的數(shù)據(jù)填入表內(nèi)；②應(yīng)該將有代表性的預(yù)測(cè)生產(chǎn)點(diǎn)填入表內(nèi)；③平均多相速度、液中含水比和氣體體積比可以按選定生產(chǎn)點(diǎn)算出；④已測(cè)定各相流量的絕對(duì)和相對(duì)偏差可以用選定每個(gè)生產(chǎn)點(diǎn)算出，也可用有關(guān)制造廠商提供的性能特性算出。