兰州海默多相流量计(培训)

1、海默多相流量计海默多相流量计海默多相流计量技术路线海默多相流计量技术路线总流量测量模块总流量测量模块（ 气液两相气液两相 ） 含水率测量模块含水率测量模块 WLR Total Flow Rate GVF Q gas = Q total *GVFQ liquid = Q total*( 1-GVF )Q oil = Q total*( 1-GVF )*( 1-WLR)Q water = Q total*( 1-GVF )*WLR海默海默MFM2000型型文丘里流量计流型调整器单能伽马传感器双能伽马传感器压力变送器、温度变送器数据处理系统组成 海默海默MFM2000型型woggQQQQGVFwow

2、QQQWLRwowWLR1gow设：海默海默MFM2000型型GROSS MULTIPHASE FLOWFlow rates Line Conditions Q oilQ waterQ gasFlow ConditionerDual-Gamma RayRAWLRWLR典型液相典型液相PVT DataFlow rates Standard Conditions Q oilQ waterQ gasTTPTPressure & Temperature MeasurementsPVT CalculationsSingle-Gamma RayRAgVenturiDP海默海默MFM2000型型WL

3、RWLRr r = (1- g)r ro+WLR(r rw-r ro)+ g.r rgFlow ConditionerDUALDPTTInletOutletPTDPDPDPQmass totalQ oil = ( 1-GVF ).( 1-WLR ) . Q totalQ water = ( 1-GVF ).WLR . Q totalQ gas = GVF . Q totalgSINGLE3 Venturi MeterRARAmixpCEdQr/0040. 020p)1 (0GVFQQL)1 (WCQQLOGVFQQG0WCQQLWmixrWCWCGVFGVFWC文丘里单能伽玛双能伽玛 文丘里流

4、量计是一种差压式流量计。文丘里流量计是一种差压式流量计。差压式流量计的基本原理是：在充满流体的圆管中差压式流量计的基本原理是：在充满流体的圆管中设置文丘里或喷嘴之类的节流件，当流体流经节流设置文丘里或喷嘴之类的节流件，当流体流经节流件时，在其上、下游侧就会产生静压力差，该静压件时，在其上、下游侧就会产生静压力差，该静压力差与流过的流量之间有一个固定的函数关系，只力差与流过的流量之间有一个固定的函数关系，只要测得静压力差就可以由流量公式求得流量。要测得静压力差就可以由流量公式求得流量。Qv 体积流量体积流量, m3/h；Qm 质量流量质量流量, kg/h；C 流出系数（流出系数（Discharg

5、e coefficient）；）；E 渐进速度系数；渐进速度系数；d 节流元件内径节流元件内径, mm； 流束膨胀系数，对于液体流束膨胀系数，对于液体=1；1节流件上游流体工作状态下的密度节流件上游流体工作状态下的密度, kg/m3；P节流件前后的压差节流件前后的压差, Pa； 节流件内径与测量管内径之比节流件内径与测量管内径之比 =d/D；D 测量管内径测量管内径, mm。1224rpCEdQVpCEdQm1224r差压式流量计的基本方程：41/1E 节流装置：即差压流量计的流量传感器；节流装置：即差压流量计的流量传感器；取压系统：由取压口、远传膜盒和差压变送器取压系统：由取压口、远传膜盒和

6、差压变送器构成；构成；压差测量装备：差压计或差压变送器；压差测量装备：差压计或差压变送器；辅助仪表：压力、温度变送器、二次积算仪表辅助仪表：压力、温度变送器、二次积算仪表等。等。文丘里流量计系统构成文丘里流量计系统构成节流件（文丘里管、文丘里喷嘴）上、下游引压管差压变送器 Qv 体积流量体积流量, m3/h；C 流出系数（流出系数（Discharge coefficient）；）；E 渐进速度系数；渐进速度系数；d 节流元件内径节流元件内径, mm； 流束膨胀系数，对于液体流束膨胀系数，对于液体=1；1节流件上游流体工作状态下的密度节流件上游流体工作状态下的密度, kg/m3；P节流件前后的压

7、差节流件前后的压差, Pa； 节流件内径与测量管内径之比节流件内径与测量管内径之比 =d/D；D 测量管内径测量管内径, mm。1224rpCEdQV41/1E混合流体密度（mix）计算mix值为工作状态下三相介质的混合密度， mix = g 工况条件下气体密度 （计算值），kg/m3； GVF工况条件下流体的含气率（单能传感器测量值）； L 工况条件下液体密度（计算值）， kg/m3。 )1 (GVFGVFLgrr液体密度（L）计算 L= w 工况条件下水的密度，kg/m3； o 工况下条件油密度， kg/m3； Rw 工况下液中含水率(由双能传感器测量的含水值)。注： 在实际计算中， w

8、、o 需要实时计算工况状态下的值。值。)1 (0WWWRRrr多相流量计设备多相流量计设备P&ID图（双液路）图（双液路）WZ 6-8WZ 6-8平台多相流量计平台多相流量计平台流量计系统平台流量计系统多相流量计设备两相图（多相流量计设备两相图（WZ 6-8WZ 6-8）关于海默多相流量计DAU计量系统海默流量计海默流量计DAU系统组成系统组成该系统是一套基于 PC104 总线的专门用于海默多相流量计的计算机测量系统，其标准配置,由PC104_CPU（MSM586SL-32M Rev 1.2）主板、HMPC104DGM-4.2 双能数据采集卡、HMPC104SGM-4.2单能数据采集卡

9、、HMPC104ADC-4.2 模拟信号数据采集卡、DOC（32MB）和 DOM（1GB）电子盘以及专门为 DAU提供稳定电源的 CON-4.2A、CON-4.2B电源组件等组成。PC104 CPU (MSM586SL-32M) 板板该板配备 PC/104 ELAN520 CPU, 主频133MHz，内存为 32MB 的协处理器。 具有四个 RS232C 协议接口以及, LPT1, 软盘, IDE 硬盘(2.00mm)接口, 键盘/鼠标 接口和外部 IRDA 接口。此外，还有板上半导体固态盘（DOC） ，容量为32MB。 操作温度：-20C-+70C, 供电：5V/610mA,MTBF20 万

10、小时。每 5 年需要更换 COMS 电池。海默多相流量计双能板卡海默多相流量计双能板卡HMPC104DGM-4.2 双能卡：可处理 1 路(Am+Ag)双能伽玛传感器信号，信号要求为-0.5-1.0VP-P， 漂移30%， 用于双能伽玛含水仪多道计数。 卡上增加了自动采集并处理双能计数的 CPU，能够及时获取伽玛传感器的信号，并且将寻峰、稳峰、数据统计和分析都集成到双能卡上。另外卡上还有一只非常实用的“EF”指示灯，可以方便知晓伽玛信号的有无和 CPU 的工作状态，该灯正常工作时会闪烁，否则有故障。海默多相流量计单能板卡海默多相流量计单能板卡可同时处理两路(Am241)单能伽玛传感器信号，具有

11、自动稳峰功能。其最大计数值达 232。两只指示灯 SGM1/SGM2 可由软件控制，分别指示两只传感器信号的情况，灯的亮度与计数率有关。指示灯 ADJ1/ADJ2 用于显示稳峰电路的工作状态。模数转换卡（模数转换卡（HMPC104ADC）模拟输入：16CH 16Bit 量程可以通过软件编程：10V、5V、2.5V、1.25V；模拟输出：2CH 16Bit 0-20mA 输出；数据输入：8Bit COMS 电平 数据输入：8Bit COMS 电平 操作温度：-40+85。 工作电压：DC5V。 三相介质吸收图三相介质吸收图n三相介质的吸收 伽马射线在穿透介质时都要被所穿透的介质按一定的规律所吸收

12、，不同介质吸收系数不同。伽马射线在窄束准值条件下，伽马射线吸收规律为：)(exp0GGOOWWxXXXNN 海默多相流量计单能传感器结构图海默多相流量计单能传感器结构图1橡胶垫片 2压盖 3弹簧 4四芯插头 5探头后护圈 6探头防护筒 7探头 8探头前护圈 9探头侧压螺 10铝垫11密封垫（聚四氟乙烯或PEEK） 12伽马传感器壳体 13“O”形密封圈 14放射源 15源仓侧压螺 16源仓组件 17顶丝 18单孔套 19压紧螺母 20橡胶垫图3-2 单能伽马传感器结构图关于双能能谱图（count波形图）海默多相流量计双能传感器结构图海默多相流量计双能传感器结构图1橡胶垫片 2压盖 3弹簧 4四

13、芯插头 5探头后护圈 6探头防护筒 7探头 8探头前护圈 9探头侧压螺 10铍垫11密封垫（聚四氟乙烯或PEEK） 12伽马传感器壳体 13“O”形密封圈 14紧定螺钉 15源仓侧压螺 16顶丝 17橡胶源垫 18低能放射源 19源防护盖 20顶丝 21双能源仓 22单孔套 23压紧螺母 24橡胶垫 25调节球阀双能伽玛传感器双能伽玛传感器每道计数低能计数窗高能计数窗低能峰高能峰在双能伽玛传感器中，需要同时测量高能伽玛（60keV）和低能伽玛（22.5keV）的透射强度。 由于NaI（Tl）探测器的输出脉冲的幅度正比于伽玛射线的能量。所以，我们可以根据脉冲幅度对高、低能伽玛射线分别进行计数。在

14、数据采集系统中有一块双能伽玛板，通过对脉冲按幅度进行分类来完成对高低能伽玛的计数。高低能计数分布图高低能能谱图显示实现步骤 步骤一：单击菜单工具工具 能谱图能谱图,进入高低能能谱图显示界面，如下图。4.各功能实现操作步骤各功能实现操作步骤4.各功能实现操作步骤各功能实现操作步骤4.各功能实现操作步骤各功能实现操作步骤步骤二：先选择流量计，然后点击开始，即可在线观察每分钟的能谱图。图形显示在界面左边；每一道的计数显示在界面右边的列表框；界面下部显示当前单双能计数，及双能高能峰的道数和波谷的道数。所有数据均一分钟刷新一次。步骤三：观察完毕点击停止，然后点击关闭退出界面。 双能标准能谱图双能标准能谱

15、图WZ 6-8平台含水故障能谱图平台含水故障能谱图双能故障能谱图（例）双能故障能谱图（例）GROSS FLOW Vent & Gas Sampling pointCalibration Port (Graylock)11/2ValveMAINLY LIQUIDGVF 10%Dual-Gamma Ray SensorRAGAS4010205060708090302 %10 %5 %- 2 %- 10 %- 5 %15 %- 15 %GVF (%)Funnel effect without Flow ConditionerWater Cut Absolute Error1.测量含水仪进气率

16、对含水仪测量影响测量非常大，为了控制含水仪进气率，在含水仪出口端安装有含水仪控制阀门，在含水仪下游安装气动调节阀是为了控制含水仪中的含气率GVF2在合适的范围内从而保证含水测量精度。GVF2通常理想范围是050%，在实际测量中，如果现场操作压力较高，油水混合均匀的情况下，可扩展GVF2上限到更高，相反如果油水容易分离，GVF2也不能低到0。气动调节阀在软件中使用时，可选择自动或手动两种方式使用。2.如果选择手动，可根据现场每口井的实际井况设定含水仪阀固定开度。3.比如A1井，若含气率GVF低于30%就可以设置含水仪阀开度100%；4.比如A2井含气率约60%，通常先找到合适的含水仪阀位置，如果

17、当含水仪阀开度为90%，含水仪中的含气率GVF2低于50%，就可以设定含水仪阀开度为90%；5.比如A3井含气率约90%，调节含水仪阀位置发现当含水仪阀开度为30%时可使得GVF2小于50%，就可设定含水仪阀固定开度30%；6.每换井测量时，含水仪阀将自动切换到设定的开度。1.如果油井变化较快，为了防止井况变化带来的GVF2变化，要对含水仪阀开度进行自动控制，根据每口井各自井况可设置对应的控制策略，一般软件、硬件控制过程如下：2.自动控制时，一般设定含水仪阀初始开度100%；3.开始测量后，软件一旦判断到GVF2大于50%连续3分钟（可根据实际情况设定此时间），将对含水仪阀门下发关闭命令，含水

18、仪阀将按照设定步长关闭，若步长是10%，含水仪阀门将关闭10%，此时开度是90%；4.再次判断GVF2，如果依然高于50%，含水仪阀再关闭10%，此时开度80%；5.重复上面的步骤直至GVF2小于50%，含水仪阀就停止动作，固定到最后关闭的位置；6.如果设置了GVF2小于3%（可根据需要设定）需要增加含水仪阀开度，也可按照上述相似的设置方法进行；7.上位机软件每启动一次，上述步骤就会被重复一遍。 远传膜盒式差压变送器维护方法及注意事项远传膜盒式差压变送器维护方法及注意事项远传膜合式差压变送器介绍系统组成由节流件、截至阀和远传膜盒式差压变送器组成，此种连接类型的文丘里流量计与常规型差压相比，优点

19、为省却了引压管、隔离罐和三阀组，减少了现场维护工作量，在新制造的产品上已经在大量应用。系统组成部件的功能节流件：即文丘里的流量测量元件（如经典文丘里管、文丘里喷嘴等），被测流体流经节流件时在上下游之间产生差压，此差压与节流件的类型、流量相关；截止阀：常用有单法兰式和螺纹连接式，用于将差压、引压管等与文丘里主体隔离，以便于在不停止生产时可以对引压系统做维护；远传膜盒：经由截止阀直接与文丘里的高低取压口导通，被测介质经节流件产生的压力直接作用于膜盒上，之后由导压毛细管内部封装的硅油将其传递给差压变送器；差压变送器：用于测量有引压管传递的文丘里两个取压口之间的差压，并以420mA的信号上传给DAU。

20、远传膜盒式差压变送器远传膜盒式差压变送器 远传膜盒差压表维护差压变送器排污差压变送器排污n第一步：隔离流量计，使流量计管线处于带压静止状态。第二步：现场膜合处阀门有三个开关手柄：两个蓝色手柄的为引压阀（双关断）、红色手柄的为排污阀，关闭引压阀及排污阀。n第三步：打开阀门上排污口堵头，再慢慢打开排污阀门（手柄为红色）排污。n第四步：排污结束后，同时打开高低压引压阀（蓝色），关闭排污阀，恢复排污口堵头。在正常测试过程中保持这一状态。 远传膜盒差压表操作注意事项n建议对于远传膜合式差压变送器维护周期为三个月。n导压毛细管必须在撬体内部固定，严禁随着设备的振动而晃动；n高低压导压毛细管必须并排固定在同

21、一位置，即处在相同的环境之中，以防止由于热胀冷缩而带来的差压变化。n流量计在通液前应先将引压管上的截止阀关闭，观察表头显示差压值，若不是零位，则需要使用手操仪将其切除。 n在零点校正前后，切记同时关闭或打开高低压引压阀门，以防管线压力损坏膜合。海默多相流量计4002软件离线标定步骤 40024002软件标定步骤软件标定步骤n将海默多相流量计旁通隔离、排空，将单、双能传感器从管线上拆下来装到标定装置上面。n取每口井的样，利用脱水仪将每口井的油水分离分别存放。n点击“MFM2000 Flow Meter.exe ”按钮，进入测量界面（图1）。n在“System菜单下选取“Calibration”进

22、入标定界面（图2），密码为“haimo”。4002软件标定步骤软件标定步骤n 图1测试主界面4002软件标定步骤软件标定步骤n传感器标定功能用于对单双能伽玛传感器进行空管、全水、全油、全气标定，具体方法如下： n在 System 菜单下选择 Calibration 项即可进入计数标定界面，进入之前会出现要求输入密码验证窗口，默认密码为“haimo”。标定界面如下：4002软件标定步骤软件标定步骤n 图2标定界面4002软件标定步骤软件标定步骤n标定之前需要选择要标定的下位机 Meter号，标定的油井号和当前被标定的介质，上面三项内容分别为上图中红笔标记的 1、2、3 区域。 n选定之后，点击“

23、start”按钮即可开始标定，标定开始后每分钟会上传一组标定计数，显示在上图左部中间区域的列表框中，标定过程中如发现某组数据不合适，在列表框中选中该行，然后点击“Delete”按钮可将改组数据删除。 4002软件标定步骤软件标定步骤n点击“Stop”按钮结束标定。标定结束后，红笔标注的 5、6 区域对应位置会自动显示当前标定时的温度和压力值，注意：如果采用的是离线标定方式，此处显示的数值不是当前标定介质的温度和压力，此时该值只作为参考，如有必要，需在对应位置手动填入温度和压力值，注意，此处须填写的温度单位为：摄氏度，压力单位为：千帕。同时，图中右下区域对应位置会自动显示标定计数的平均值。 n标

24、定结束后，用户需要在红笔标注的 4 区域手动输入被标定介质在标定条件下的密度，其中气密度可以自动通过输入的温度、压力计算获得，水密度和油密度需要用户通过密度计测量（或其他方式测量）得到并输入。 n点击“Save”按钮即可将标定数据保存。 4002软件标定步骤软件标定步骤n在对一口油井结束空管及所有介质标定并保存计数后，必须点击“Calculate”按钮，这时系统会自动计算标定介质的质量吸收系数，并在右下区域对应位置显示，再次点击“Save”按钮，即可完成整个标定过程。n注：注：在标定空管、全油、全水时的标定计数最好记录到笔记本上，以防误操作后丢失。在所有的标定结束后核对数据。n以上为离线标定基

25、本流程。以上为离线标定基本流程。n海默伽玛传感器的安全性常识简介海默伽玛传感器的安全性常识简介 。 海默伽玛传感器的安全性常识简介海默伽玛传感器的安全性常识简介mSvmSv 距传感器 100 cm 处： 0.25Sv /h 距传感器 5 cm 处： 2.5Sv /h ，n根据海默公司的企业标准，海默公司选用的放射源均为密封放射源，所有的放射源出厂时逐个进行密封检漏和表面擦拭检验，决不会对周围物体和环境造成污染。n海默生产的伽玛传感器射线外泄漏剂量率完全符合国家GB16368-1996含密封源仪表的放射性防护标准中有关人员活动不受限制的技术要求。海默伽玛传感器的安全性常识简介海默伽玛传感器的安全性常识简介n为了说明这一泄漏剂量对人体究竟有多大的影响,可与以下的数据作一比较。n本底辐射水平本底辐射水平n辐射源 平均年剂量 n宇宙射线 0.046Sv /小时(402.96Sv/y)n看1小时电视 0.0023Sv /小时n空气中的天然辐射 0.0023Sv /小时(n其他辐照其他辐照 nX-射线胸透 200 250Sv /次 n牙医X-射线检查 900Sv /次nCT 扫描 100000Sv /次海默伽玛传感器的安全性常识简介海默伽玛传感器的安全性常识简介n一般公众接受的平均剂量大约为1000Sv/年，来自于宇宙射线，地