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浅谈热式质量流量计对井下液相流量的测量
发布日期:2019/9/20 16:55:38
一、热式质量流量计的应用特性
在油田生产测井中,常用的流量计为。对于聚合物驱产出井,井内存在较多固体异物,会造成传统的涡轮流量计卡死而无法正常工作。近年来广泛应用的水平井技术,在水平井内,存在沙粒等固体杂质,给具有可动部件的涡轮流量计带来严重的可靠性问题,急需发展无可动部件高可靠性的流量计。为此,本文提出了热式质量流量计测量井下液相流量测量的研究。目前,热式质量流量计主要用于地面上对气体和微小液体的流量测量,对于井下液相流量的应用还未有过。因此,对热式质量流量计测量井下液相流量的探索研究是必要的。其主要优点是可靠性高、无可动部件、低流量测量效果较好、体积小因而对流体扰动小,为井下液湘流量的测量提出了新思路。
 
二、流量测量原理与测速探头的设计
2。1测量原理
热式质量流量计利用流体流过热源加热的管道时产生的温度场变化来测量流体质量流量。过去习称热式流量计,工业上一般将热式流量计应用于地面上气体的质量流量测量山。工业上使用这种测量方法的仪表有热线风速仪,浸入型流量计等。
 
2.2测速探头的设计
测速探头由测速传感器和测温传感器构成。测速传感器外面包裹着加热丝,加热丝和温敏电阻之间采用陶瓷隔离,防止加热丝对温敏电阻直接加热。在筒状测量管段下方沿流体流动方向安置一个测温传感器,测量流体的背景温度。在测温传感器上方一定距离安置测速传感器,在测速传感器外部绕制电阻丝,作为恒定的热源,测速传感器测量电阻加热丝在不同流量下被流体冷却的程度。
为了改善在低流量下的测量效果,采用集流伞的方式对注入流体进行集流测量。流体经过集流后通过圆形测量管段,管段下方沿流体流动方向固定热式探头。实验时,通过稳压电源部分对加热丝进行供电加热,两个温度探头的阻值发生变化,从而在测量电路末端得到个对应的电压变化,根据电压与流量的对应关系就可以得知具体的流量大小。
 
三、结束语
本文所述的井下液相流量测量的热式液体质量流量计,该仪表具有无可动部件、压损低、高可靠性等特点。在聚合物驱注入井和采出井,以及水平井内的流量测量具有十分乐观的应用前景。经研究可获得以下结论:
1、在多相流实验装置所进行的动态实验结果显示,热式流量计的温度传感器探头在低流量下的响应特性较好,具有很好的流量分辨率。实验测得的电压随流量的增加而减少。
2、在低流量时灵敏度较好,高流量时灵敏度相对较差,可通过改进加热丝的加热功率、对绝缘包覆层进行优化设计来改善。
以上结论证实,热式质量流量计应用于井下液相流量测量是可行的,但距离现场应用还有待完善。


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