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基于单 V 锥节流元件的湿气气液流量双参数测量

以天然气开采中存在的高含气率气液两相流在线测量为背景，针对气田单井井口湿天然气测量对低成本、实时性、双参数测量的需求，采用V锥节流装置，通过理论分析、室内实验和数值模拟、工业现场验证，从测量机理和测量模型两个角度研究内置V锥管内气液两相流动特性。阐明了流型、截面含气率、摩擦压降以及V锥压力损失等流动规律并建立了相应的实验关联式；获得了两相流流经V锥后尾涡的动力学特性及变化规律；提出了基于单V锥节流元件的湿气气液流量双参数测量方法。目前的在线式湿气流量计多采用组合测量法，可分为单相流量计组合、单相流量计与相含率传感器组合两大类。组合测量法存在装置结构复杂、设备体积庞大、购置维护费用高等问题，有些流量计还包含放射源，安全管理难度大。本课题组提出的基于单V锥节流元件的湿气流量计结构简单、设备体积小、成本低、流动阻力小、测量精度高、重复性好。目前市面上的湿气流量计以国外企业的产品为主，其价格都在¥100万元以上，本课题组提出的V锥湿气流量计总造价低于¥10万元。据统计，仅苏里格气田产气井数量在7000口以上，若采用V锥湿气流量计进行单井计量不仅可以显著降低成本，同时可以优化生产工艺，经济效益明显。

西安交通大学 2021-04-11