专利名称：两相液体流量测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流量测试设备，它广泛使用在工业和实验室的液体流量计量中，尤其在石油化工领域中，应用更为广泛。
随着石油化工工业技术的发展，液体流量测试在石油开采、科学试验及油量计量本身都广为采用，尤其大型采油的单井动态油量测量，是直接对地层液体变化过程及状态洞察和分析的一种科学手段，通过测试结果，指导和修改工艺方案，改变开采方法、设备及工作制度等等，对油田进行有计划地、合理地利用，提高开采的经济效益。
众所周知，长期以来石油开采的单井计量，通常是按注入一定容积液量所需时间或一定时间注入容器的液量测出，计算出油井含油比率和单井原油产量等，按照上述方法设计的测量仪结构简单、使用方便、成本低廉，但是仍然存在着一些不可弥补的缺陷如下1)测量间隔过大，譬如大型设备(单井产量液体计量)需要几小时测试一次，小型实验测试，就熟练的操作人员而言，也需要几分钟完成一个点测试，不能实时监控。
2)测量精度差，对大型测试误差达几升至十几升／小时，对小型科学试验测试误差也达几毫升／分钟。
3)乳化态混合流体存在不易区分二相液体分界面，测量困难。
常见的几种现有的液体流量测试仪叙述如下1)先读出混合的二相液体注入一已知容积的容器内所需时间，一般靠操作人员，从容器外的玻璃液位管，目视观察是否充满或是否全部排出；与此同时，又取上述混合液样品作其中一相液体含量分析，按上述两份液量所得数据综合计算，得出混合液总量(单位时间)和其中一相液量。其缺点在于必须是在间隔取样条件下测试，不能反应出二相液体各自含量比率的动态连续变化过程，另外，这种以一容器和一玻璃液位管为主体的测试仪，靠操作人员目视带来偶然误差是不可避免的。
2)让所测混合的二相液体流经管壁带有刻度的竖直透明管，按予先规定的时间间隔，目视观察二相液体分界面变化值，计算出一相液量，当然另一相液量也可知。如果能不断地读出分界面的变化值，可以较接近动态连续测量。其缺点在于总液量必须是恒定流量、二相液体混合呈乳化液存在时无法观察，同时以管壁带有刻度的竖直透明管为主体的测试仪也还存在目视误差。
3)将以上两种目视观察的测试仪，附加一种计量液位和时间的组合装置，譬如按电容器原理和电极原理，在测量的玻璃液位管中，设置一定间隔的平板电容，当一种液体被另一种液体所替换后，由于平板电容间电介质改变(油井中的水含盐)，若装上电极、连接成回路，于是电路会产生一信号，通过判断液面位置计算进入容器的总体体积，但是还需要将流体样品测出一相比率后，再根据以上两种测试仪得出的“总量”，计算出二相液体各自的液量，尽管如此，也不可能进行实时二相液体各自液量或变化率的监测。
鉴此，本实用新型的另一个目的在于针对上述现有的测试仪存在的缺陷，按本实用新型提出的一种新的动态实时测量方法，设计出一种同时直接测出一相液量和两相液体总量动态变化的新型测试仪。同时提高了测量精度、降低测量成本。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型包括盛液容器(11)、进液管(7)、排液管(6)，其特征在于油量天平(10)、悬挂在油量天平下的悬挂器(5)，底部开口、顶部连接悬挂器且悬置在盛液容器中间的集油容器(4)，连接在盛液容器顶部的缩颈管(1)，总液量天平(9)，置于总液量天平上的称液容器(12)，连通盛液容器和称液容器的无虹吸溢流管(2)，置于集油容器内且在进液管上面的冲量扩散板(3)，插入盛液容器中的热电偶(8)，排油管(6)和进液管(7)伸入集油容器(4)内，但相互不接触。
本实用新型的一种液体流量测试仪的其它特征在于无虹吸溢流管(2)具有向上部分开口的明渠式结构、内壁对较重密度相液体不亲润，且其管内径小于进液管(7)内径。
本实用新型的一种液体流量测试仪的其它特征在于缩颈管(1)的缩颈部分长度大于无虹吸溢流管(2)所需毛管力相应的液柱变化高度A－B为准。
图1是本实用新型的两相液体流量测试仪的一个典型实施结构示意图。
下面参照图1阐述本实用新型的一个实施例如下予先将容器(11)充满水(ρw)，容器(4)排气并充入适量较轻一相液体液面达到将管(7)出口淹没即可，从进液管(7)进入适量的水(ρw)到盛液容器(11)内，使液位达到缩颈管(1)的A线位置，集油容器(4)上面的气体由排液管(6)排出。然后在△t时间变化中，从进液管(7)进入一定量待测油水混合液(△Vo＋w)到集油容器(4)内，冲量扩散板(3)挡住冲击的混合液，使之平稳地扩散。此时，由于液位已在缩颈管(1)的A线位置，与进入的油水混合液(△Vo)等量的水则会从无虹吸溢流管(2)流出而进入置于总液量天平(9)上的称液容器(12)内，即测出△t时间内进入盛液容器(11)内的混合液总液量。同时油在密度差作用下聚集在集油容器(4)内的顶部，其体积增量为△Vo，产生的浮力变化△F，即为悬挂器(5)上力的变化，通过油量天平(10)测出。在盛液容器(11)内设置热电偶(8)可监测系统温度，以便可将△ρ也做为变量处理。排液管用于排除集油容器(4)内的气体，测量结束后又用于排出被测油水混合液，测试过程中，为防止进入的油超过集油容器(4)容积，可以恒定已知速度连续排液，从而使测试可以不受限制地无限延长继续下去，直至结束。悬挂器(5)在敞开式中是由细而长的钢丝，在高压闭式中是装于杆状部件上的力传感器测出力的变化。这种新型的液体流量测试仪，对油分辨率在油密度为0.99，水密度为1的情况下为0.1立方厘米，对水分辨率直接取决于所用天平精度，误差±1％(即电子天平的误差)。当两相液体密度差越大时分辨率越高。
所以，本实用新型的测量仪具有动态实测性能，从而能直接对油层混合液体变化过程和状态进行全面分析，制定合理的开采工艺方案，对油田进行合理地利用，提高开采的综合经济效益，此外，该仪器本身结构也很简单，所需成本低，测量精度还很高，是一种极为有价值的流量计量仪器。
权利要求1.一种两相液体流量测试仪包括盛液容器(11)、进液管(7)、排液管(6)，其特征在于油量天平(10)、悬挂在油量天平下的悬挂器(5)，底部开口、顶部连接悬挂器且悬置在盛液容器中间的集油容器(4)，连接在盛液容器顶部的缩颈管(1)，总液量天平(9)，置于总液量天平上的称液容器(12)，连通盛液容器和称液容器的无虹吸溢流管(2)，置于集油容器内且在进液管上面的冲量扩散板(3)，插入盛液容器中的热电偶(8)，排液管(6)和进液管(7)伸入集油容器(4)内，但相互不接触。
2.按权利要求1所述的一种两相液体流量测试仪，其特征在于无虹吸溢流管(2)具有向上部分开口的明渠式结构、内壁对较重密度相液体不亲润，且其管内径小于进液管(7)内径。
3.按权利要求1所述的一种两相液体流量测试仪，其特征在于缩颈管(1)的缩颈部分长度大于无虹吸溢流管(2)所需毛管力相应的液柱变化高度A－B为准。
专利摘要本实用新型涉及一种流量测试设备，它广泛使用在工业和实验室液体流量计量中，尤其在石油化工领域中。本实用新型的测试仪具有底部开口、顶部连接悬挂器且悬置在盛液容器中间的集油容器，只要把欲测混合二相液体，在△t时间变化中，经进液管注入集油容器，便可同时测出△t时间内一相液量和两相液体总量动态变化，从而直接对油层混合液体变化过程进行分析，制定合理的开采工艺方案。该测试仪是一种测量精度高、成本低的动态实时测量仪。
文档编号G01F1/86GK2086889SQ9022595
公开日1991年10月16日 申请日期1990年12月19日 优先权日1990年12月19日
发明者王建设, 华伯咸, 郭慕常 申请人:石油勘探开发科学研究院热力采油研究所, 上海市离心机械研究所