SU1580171A1

SU1580171A1 - Способ измерени расхода паро- и газожидкостной смеси

Info

Publication number: SU1580171A1
Application number: SU874253600A
Authority: SU
Inventors: Руслан Иванович Созиев; Эмилия Аркадьевна Захарова; Марина Артуровна Хризолитова; Дмитрий Александрович Лабунцов
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1990-07-23

Abstract

Изобретение относитс к расходоизмерительной технике паро- и 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 измер ют перепад давлени датчиками 4 и 5 перепада давлени на диафрагмах 1 и 3. С помощью датчиков 8 и 9 температуры и датчиков 6 и 7 давлени измер ют температуру и давление перед диафрагмами 1 и 3. По данным измерений определ ют фазовый состав и расход смеси в соответствии с приведенными соотношени ми. 1 ил.

Description

На чертеже представлена схема, по сн юща способ.

Измерительный участок состоит из последовательно установленных диафрамы 1 , регулируемого дроссел 2 и диафрагмы 3, отсто щей от дроссел на рассто нии 15-20 диаметров трубопровода . Участок оснащен датчиками 4 и 5 перепада давлени на диафрагмах 1 и 3, датчиками давлени 6 и 7 температуры 8 и 9, измер ющими давление и температуру перед диафрагмами 1 и 3 соответственно.

Способ осуществл етс следующим образом.

Паро- или газожидкостную смесь пропускают последовательно через изме

рительную диафрагму 1, регулируемый дроссель 2 и диафрагму 3 и измер ют перепад давлени датчиками 4 и 5 на диафрагмах 1 и 3. С помощью датчиков температуры 8 и 9 и давлени 6 и 7 измер ют температуру и давление перед диафрагмами 1 и 3. По данным измерений определ ют фазовый состав и расход смеси.

Дл двухфазного потока, как и дл однофазного, известно соотношение

G cTE-F0-V2-JP-fcw . (5)

Но дл двухфазного потока обычно, кроме расхода, неизвестна и плотность смеси j. По предлагаемому способу

при одном и том же расходе через две одинаковые диафрагмы (одинаковые коэффициенты расхода о/, 4г очевидно равенство

-Ј 4Vfc«2-Ј5 (6)

Кроме того, на теплоизолированном измерительном участке с удовлетворительной точностью можно считать энтальпию смеси посто нной. Тогда в случае малой разницы расчетных скоро стей потока перед диафрагмами, т.е.

при (h , - h{)|(u|- U), xtrf + hi Xjr, + hj .

10

15

6

3 О б р

е т е н и

Формула и

Способ измерени расхода паро- и газожидкостной смеси, включающий измерение перепадов давлени на двух последовательно установленных диафрах- мах, отличающийс тем, что что, с целью повышени точности измерени смесей с высоким газосодержанием , поток после первой по ходу диафрагмы дополнительно дросселируют, измер ют давление и температуру потока перед диафрагмами, а расход и иа- росодержание смеси определ ют по формулам

(7)

Расчетна плотность с мможет быть определена по рекомендаци м Джеймса

femf- 1ГГТГТ t

(8)

(J..i.1 4.

V«

I

1

Рс«, 1 ч .

х (Г

Из совместного решени (2), (3), (4) или (2), (3), (4) определ етс х. и массовый расход двухфазной смеси по формуле (1).

В случае газожидкостной смеси расходное массовое газосодержание потока перед диафрагмами можно считать одинаковым (пренебрега изменением растворимости газа с изменением даьлени ).

Предлагаемый метод измерени расхода смеси и ее фазового состава целесообразен в услови х геотермального месторождени , особенно в период длительного испытани скважин на устойчивость их производительности и параметров теплоносител , когда допустима практически люба (необходи- ма дл точности) степень дросселировани потока. Однако при значительной разности скоростей потока перед диафрагмами уравнение (6) необходимо записывать как условие посто нства энтальпии торможени потока.

xf r f + h

Xlr1+ hi

u

20

(8)

25

30

35

40

1 г2 г 2

dP - перепад давлени на второй диафрагме;

1

i

S.fi p «

Га- теплота парообразовани при давлении Р, и Р перед диафрагмами;

hi- онталыш насыщенной жидкости при давлении P.J и Р4 соответственно плотность пара и жидкости при давлении Р перед второй диафрагмой;

коэффициент расширени среды дл паровод ного потока, равный

(1 V ,(i---)

an

/lli t

-xf

э/2

т

и

fa(Sri f lf + jf

t

-xf

т

и

f lf + jf

(1 - m ) -- (i)

Claims

Формула изобретен йя₍Способ измерения расхода паро- и газожидкостной 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 при (Η¹, - M)»ry(U*- U*), x_fr_f + h’ = x_tr₅ + h' . (7)

Расчетная плотность р_см может быть определена по рекомендациям ~

X , (-.. ft

k) ₊ L fi ft

Джеймса

Pc«₄ ¹ fl fr h ‘

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

15 формулам _G = -θχόΐ.^, Г___2_4Р_±

Vi - m i т|_х ^ж(1- - 1-) ₊ 1- ’ ’ ’ ⁽f? ft ft 20 где Δ Р, - перепад давления на пер· вой диафрагме; ft >fi ~ плотность пара и жидко- сти перед первой диа— фрагмой; 25 ^Fq - площадь проходного се— j чения диафрагмы; ^F5 ^m = F - модуль измерительной диафрагмы, 30 ^Frp “ площадь проходного се— ¹ г чения трубы; X , x „ ~ ί ’ *2. расходное массовое паро· содержание потока перед соответствующей диафраг·

мой, определяемое из соотношений ¹ = ^δ?ι it x fi 4P?

В случае газожидкостной смеси расходное массовое газосодержание потока перед диафрагмами можно считать одинаковым (пренебрегая изменением растворимости газа с изменением давления).

Предлагаемый метод измерения расхода смеси и ее фазового состава целесообразен в условиях геотермального месторождения, особенно в период 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.

x_f ^r _f +И, +^U, - x₄r₄+ hj + £ U₄ .

Ы1 X _tx jx‘ (1иг

L fi

Ψ I 1

7)

Φ * kJ ^xi z X, ^rt hi

I ’ h_!_- hi r 2 ^r 2 перепад давления на второй диафрагме;

г теплота парообразования при давлении Р, и Р_? перед диафрагмами; энтальпия насыщенной жидкости при давлении P_t и Р₄ соответственно.· плотность пара и жидкости при давлении Р₄перед второй диафрагмой;

I коэффициент расширения среды для пароводяного . потока, равный ^hi fi

Η;

1-хГ ] (1 - т^г) з/г , за p'.(X_L ₊ 1-Ζ-Χί) Л \ 11’ - τη (1 - -1^г i