本發(fā)明涉及兩相流流量測量，具體涉及一種撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置。

背景技術(shù)：

1、天然氣是一種富含烷烴的低含碳量無色混合氣體，要用途是作燃料，可制造炭黑、化學(xué)藥品和液化石油氣，由天然氣生產(chǎn)的丙烷、丁烷是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料。而天然氣作為傳統(tǒng)礦物能源到氫能、風(fēng)能、核能等綠色能源的過度能源，在未來幾十年的工業(yè)發(fā)展中將起到至關(guān)重要的作用。

2、天然氣蘊(yùn)藏于地層中，是以烴類為主并含有非烴類的氣體混合物。在采出天然氣氣藏內(nèi)的氣體后，需要進(jìn)一步對(duì)開采出的氣體總量進(jìn)行計(jì)量，核實(shí)單井、多井以及區(qū)塊實(shí)際開采量，所得計(jì)量值是天然氣交接、貿(mào)易、儲(chǔ)備等工業(yè)環(huán)節(jié)的重要標(biāo)識(shí)，直接決定了各個(gè)后續(xù)工業(yè)環(huán)節(jié)的技術(shù)實(shí)施方案以及貿(mào)易公平性。且實(shí)現(xiàn)氣田井口準(zhǔn)確計(jì)量是我國西南地區(qū)天然氣安全開采、輸送、儲(chǔ)存的必要前序流程，更是與下游燃?xì)夤窘灰椎年P(guān)鍵貿(mào)易基準(zhǔn)。

3、然而四川盆地天然氣的主產(chǎn)區(qū)在開采過程中，存在超高壓、高溫、高含硫的“三高”氣田現(xiàn)場工況。開采砂巖儲(chǔ)層以及更深儲(chǔ)層內(nèi)的天然氣時(shí)，往往會(huì)采用壓裂技術(shù)進(jìn)行天然氣氣藏開采。在壓裂過程中除人為添加砂粒用于碎裂儲(chǔ)層外，原有儲(chǔ)層內(nèi)部砂粒、硫單質(zhì)也會(huì)伴隨氣藏的開采，在高壓氣流的裹挾作用被帶出井口，進(jìn)而導(dǎo)致了現(xiàn)場氣田井口采出不是純氣相天然氣，而是夾雜砂粒、硫單質(zhì)的氣固兩相介質(zhì)。現(xiàn)有常規(guī)天然氣開發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)場針對(duì)氣固兩相流體，采用除砂器加標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來實(shí)現(xiàn)井口產(chǎn)出氣體的計(jì)量，但是四川盆地的超高壓高溫高含硫氣田井口現(xiàn)場的工況條件與常規(guī)中低壓氣田井口計(jì)量工況條件相差甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致計(jì)量準(zhǔn)確性較低。因此，現(xiàn)有的單相計(jì)量裝置無法準(zhǔn)確的對(duì)氣田井口氣固兩相流流量進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)單相計(jì)量裝置無法準(zhǔn)確的對(duì)氣田井口氣固兩相流流量進(jìn)行準(zhǔn)確的測量的技術(shù)問題；本發(fā)明提供了一種撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，能夠降低超高壓、高溫的氣固兩流對(duì)傳感器測量的影響，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，包括：分壓捕屑機(jī)構(gòu)，并聯(lián)設(shè)有多條分壓管，各所述分壓管均依次串接有節(jié)流閥和捕屑器，且各所述分壓管的進(jìn)氣端均用于連接計(jì)量進(jìn)氣管，所述計(jì)量進(jìn)氣管用于連接井口；除砂機(jī)構(gòu)，設(shè)置有第一分流管，所述第一分流管與所述分壓捕屑機(jī)構(gòu)的出氣端連通，且所述第一分流管串接有第一除砂器；降溫計(jì)量機(jī)構(gòu)，設(shè)置有降溫管，所述降溫管依次串接有換熱器、分離器和流量計(jì)，所述降溫管的進(jìn)氣端與所述第一分流管出氣端相連；集沙機(jī)構(gòu)，設(shè)置有集沙罐，所述集沙罐的進(jìn)口分別與所述捕屑器的排屑端、所述第一除砂器的排砂端和所述分離器的排固端相連。

4、本發(fā)明提供的撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，分壓捕屑機(jī)構(gòu)的分壓管均依次串接有節(jié)流閥和捕屑器，能夠通過節(jié)流閥降低引入的田井口氣固兩相流的壓力，而捕屑器能夠?qū)μ锞跉夤虄上嗔髦械臍怏w和固態(tài)雜物進(jìn)行初步分離，而分壓管并聯(lián)設(shè)置有多條，能夠?qū)μ锞跉夤虄上嗔鬟M(jìn)行分流，以降低田井口氣固兩相流的壓力波動(dòng)、對(duì)捕屑器的沖擊，并將田井口氣固兩相流的壓力調(diào)節(jié)至流量計(jì)能夠承受的范圍；同時(shí)除砂機(jī)構(gòu)的第一分流管設(shè)置有第一除砂器，第一除砂器與分壓捕屑機(jī)構(gòu)相連，從而通過第一除砂器進(jìn)行進(jìn)一步除砂處理，而降溫計(jì)量機(jī)構(gòu)的降溫管依次串接有換熱器、分離器和流量計(jì)，以通過換熱器第對(duì)進(jìn)一步除砂處理后的田井口氣固兩相流進(jìn)行冷卻處理，以將田井口氣固兩相流的溫度調(diào)節(jié)至流量計(jì)能夠承受的范圍，再通過分離器對(duì)冷卻后的田井口氣固兩相流進(jìn)行固氣分離處理，而氣體則輸入至流量計(jì)，從而通過流量計(jì)進(jìn)行氣體流量測量。另外，集沙罐的進(jìn)口分別與捕屑器的排屑端、所第一除砂器的排砂端和分離器的排固端相連，以通過集沙罐集中處理從氣田井口氣固兩相流中分離出的固體雜物。

5、因此，本發(fā)明提供的撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，能夠?qū)馓锞跉夤虄上嗔鬟M(jìn)行分壓降壓、降溫處理，并同時(shí)通過捕屑器、除砂器和分離器進(jìn)行三級(jí)兩相分離，從而將氣田井口氣固兩相流中的雜物排除、將氣流的壓力和溫度降至流量計(jì)的測量工況內(nèi)，進(jìn)而避免管道爆管、人員燙傷和流量計(jì)沖蝕，實(shí)現(xiàn)氣田井口氣固兩相流的安全高效計(jì)量。

6、在一可選的實(shí)施方式中，所述分壓管適配有第一壓力計(jì)和第一溫度計(jì)，以便于檢測各分壓管內(nèi)兩相流的壓力和溫度，為節(jié)流閥的調(diào)節(jié)和換熱器的冷卻效率進(jìn)行調(diào)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐。

7、在一可選的實(shí)施方式中，所述分壓管的出氣端串接有單向閥，以避免氣體回流。

8、在一可選的實(shí)施方式中，所述分壓管并聯(lián)設(shè)置有三條，能夠?qū)馓锞跉夤虄上嗔鬟M(jìn)行三路分流降壓和初步處理。

9、在一可選的實(shí)施方式中，所述除砂機(jī)構(gòu)還設(shè)置有第二分流管；所述第二分流管與所述第一分流管并聯(lián)，且所述第二分流管串接有第二除砂器，所述第二除砂器的排砂端與所述集沙罐的進(jìn)口相連，以便于根據(jù)固體顆粒的直徑、密度性質(zhì)對(duì)初步分離的來氣進(jìn)行分流，提高單次除砂作業(yè)的工作效率。

10、在一可選的實(shí)施方式中，所述第一除砂器為濾筒式除砂器、所述第二除砂器為旋轉(zhuǎn)式除砂器。

11、在一可選的實(shí)施方式中，所述降溫管適配有第二壓力計(jì)和第二溫度計(jì)，以便于檢測降溫管的流體壓力和溫度，為節(jié)流閥和換熱器的閉環(huán)控制提供數(shù)據(jù)支撐。

12、在一可選的實(shí)施方式中，所述集沙罐設(shè)置有：第一集沙管，所述第一集沙管的進(jìn)氣端連接有第一三通閥，所述第一三通閥的進(jìn)口與所述分壓捕屑機(jī)構(gòu)的排屑端相連，所述第一三通閥的一出口與所述第一集沙管相連；第二集沙管，所述第二集沙管的進(jìn)氣端連接有第二三通閥，所述第二三通閥的進(jìn)口與所述分離器的排固端相連，所述第二三通閥的一出口與所述第二集沙管相連，所述第二三通閥的另一出口與所述第一三通閥的另一出口相連；排砂管，所述排砂管設(shè)置有兩根，兩根所述排砂管與所述第一集沙管和所述第二集沙管對(duì)應(yīng)設(shè)置；切換隔板，設(shè)在所述集沙罐的中部，且所述切換隔板能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述切換隔板的轉(zhuǎn)動(dòng)下，能夠?qū)⑺黾彻薜膬?nèi)腔分割為與所述第一集沙管連通的第一集沙腔、與所述第二集沙管連通的第二集沙腔；其中，所述除砂機(jī)構(gòu)的排砂端連接在所述第一三通閥和所述第二三通閥之間。以通過第一三通閥和第二三通閥的控制，將各除砂機(jī)構(gòu)排出的砂礫同時(shí)或擇一輸入到集沙罐內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)不中斷生產(chǎn)分離過程中罐內(nèi)的運(yùn)砂作業(yè)，進(jìn)一步保證生產(chǎn)效率。

13、在一可選的實(shí)施方式中，所述切換隔板徑向的兩端分別設(shè)置有轉(zhuǎn)軸；所述轉(zhuǎn)軸與所述集沙罐轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且所述轉(zhuǎn)軸的外端延伸至所述集沙罐外；所述轉(zhuǎn)軸的外端適配有固定螺母，所述固定螺母能夠?qū)⑺銮袚Q隔板與所述集沙罐罐體的相對(duì)位置固定，以實(shí)現(xiàn)切換隔板的轉(zhuǎn)動(dòng)或固定。

14、在一可選的實(shí)施方式中，還包括外殼，所述分壓捕屑機(jī)構(gòu)、所述除砂機(jī)構(gòu)、所述降溫計(jì)量機(jī)構(gòu)和所述集沙機(jī)構(gòu)均安裝在所述外殼內(nèi)，以便于氣田井口氣固兩相流流量測量裝置的移動(dòng)和安裝。

15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

16、1、本發(fā)明提供的撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，分壓捕屑機(jī)構(gòu)的分壓管均依次串接有節(jié)流閥和捕屑器，能夠通過節(jié)流閥降低引入的田井口氣固兩相流的壓力，而捕屑器能夠?qū)μ锞跉夤虄上嗔髦械臍怏w和固態(tài)雜物進(jìn)行初步分離，而分壓管并聯(lián)設(shè)置有多條，能夠?qū)μ锞跉夤虄上嗔鬟M(jìn)行分流，以降低田井口氣固兩相流的壓力波動(dòng)、對(duì)捕屑器的沖擊，并將田井口氣固兩相流的壓力調(diào)節(jié)至流量計(jì)能夠承受的范圍；同時(shí)除砂機(jī)構(gòu)的第一分流管設(shè)置有第一除砂器，第一除砂器與分壓捕屑機(jī)構(gòu)相連，從而通過第一除砂器進(jìn)行進(jìn)一步除砂處理，而降溫計(jì)量機(jī)構(gòu)的降溫管依次串接有換熱器、分離器和流量計(jì)，以通過換熱器第對(duì)進(jìn)一步除砂處理后的田井口氣固兩相流進(jìn)行冷卻處理，以將田井口氣固兩相流的溫度調(diào)節(jié)至流量計(jì)能夠承受的范圍，再通過分離器對(duì)冷卻后的田井口氣固兩相流進(jìn)行固氣分離處理，而氣體則輸入至流量計(jì)，從而通過流量計(jì)進(jìn)行氣體流量測量，并避免管道爆管、人員燙傷和流量計(jì)沖蝕，實(shí)現(xiàn)氣田井口氣固兩相流的安全高效計(jì)量。

17、2、本發(fā)明提供的撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，同時(shí)通過捕屑器、除砂器和分離器進(jìn)行三級(jí)兩相分離及硫沉積的分離，防止了砂礫和硫沉積對(duì)計(jì)量計(jì)的影響及損傷，降低了單一設(shè)備的分離量，能更大程度發(fā)揮各個(gè)設(shè)備的分離效率。

18、3、本發(fā)明提供的撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，分壓管并聯(lián)設(shè)置有多條，能夠?qū)μ锞跉夤虄上嗔鬟M(jìn)行分流，同時(shí)通過捕屑器、除砂器和分離器進(jìn)行三級(jí)兩相分離及硫沉積的分離，能夠有效降低井口氣體的壓力和溫度，同時(shí)也保證了制造的可行性。

19、4、本發(fā)明提供的撬裝式氣田井口氣固兩相流流量測量裝置，分壓管并聯(lián)設(shè)置有多條，能夠?qū)μ锞跉夤虄上嗔鬟M(jìn)行分流，同時(shí)通過捕屑器、除砂器和分離器進(jìn)行三級(jí)兩相分離及硫沉積的分離，保障了進(jìn)入計(jì)量流程的氣體達(dá)到計(jì)量標(biāo)定的氣質(zhì)要求和均勻流場分布，確保計(jì)量的準(zhǔn)確性。