阅读说明：本技术 蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置 (Method and device for equal dryness distribution and branch flow measurement of steam pipe network nodes ) 是由 卢玖庆 王良贵 何峰 何宇 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置,属于流量计量领域,目的在于提供一种蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置,提高各注汽井蒸汽计量精度和干度测量精度,同时在线检测各支线段保温效果状况。其包括连接在锅炉上的主输汽管线,主输汽管线上安装有锅炉出口总蒸汽流量计,锅炉出口总蒸汽流量计电连接有总流量计算机,主输汽管线上位于锅炉出口总蒸汽流量计后方安装有若干等干度分配装置,等干度分配装置连通有支线输汽管线,支线输汽管线连通有井口,支线输汽管线上还安装有井口蒸汽流量计。本发明适用于蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置。(The invention discloses a method and a device for equal-dryness distribution and branch flow measurement of steam pipe network nodes, belongs to the field of flow measurement, and aims to provide a method and a device for equal-dryness distribution and branch flow measurement of steam pipe network nodes, improve the steam measurement precision and the dryness measurement precision of each steam injection well, and simultaneously detect the heat preservation effect condition of each branch section on line. The boiler comprises a main steam transmission pipeline connected to a boiler, wherein a boiler outlet total steam flow meter is installed on the main steam transmission pipeline and is electrically connected with a total flow computer, a plurality of equal-dryness distribution devices are installed on the main steam transmission pipeline behind the boiler outlet total steam flow meter and are communicated with a branch steam transmission pipeline, the branch steam transmission pipeline is communicated with a well head, and a well head steam flow meter is also installed on the branch steam transmission pipeline. The method and the device are suitable for equal dryness distribution of steam pipe network nodes and branch line flow measurement.)

蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置

技术领域

本发明属于流量计量领域，具体涉及稠油热采蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置。

背景技术

热工领域一些流体计量比较复杂，对于特殊的多相流测量就更难了。如稠油热采注蒸汽流量和干度测量，至今仍是国内外研究应用的难题。稠油热采注蒸汽计量非常复杂，目前稠油热采蒸汽锅炉，有湿蒸汽锅炉和过热蒸汽锅炉，过热蒸汽锅炉出口到多个注汽井口的蒸汽，由于距离、过热度和保温效果逐年降低等复杂原因，蒸汽性质会发生变化，部分井口蒸汽已由过热蒸汽变成湿蒸汽。湿蒸汽计量属多相流计量范畴，复杂、多变的多相流计量与单相流相比，仅测量范围，就会减少30-40％，因而蒸汽计量精度和干度测量精度不能满足生产需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法及装置，提高各注汽井蒸汽计量精度和干度测量精度，同时在线检测各支线段保温效果状况。

本发明采用的技术方案如下：

蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法，在蒸汽锅炉到各注汽井口管线节点，安装等干度分配装置，先由干度分配装置内等干度分配器入口端的节点蒸汽流量计测得蒸汽差压值，由温度传感器测得蒸汽温度值，由流量连续定理和质量守恒定理，根据锅炉出口总蒸汽流量计测得的质量流量，由伯努利方程，通过总流量计算机计算出蒸汽工况密度，再通过等干度分配器，保证分配到等干度分配器的出口端的主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽干度和蒸汽密度相等，再分别由主输汽管线和支线输汽管线上的节点蒸汽流量计测得各自的差压值，根据计算出的蒸汽工况密度，由伯努利方程，通过总流量计算机分别计算出主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽质量流量，同时通过温度传感器由总流量计算机计算出主输汽管线和支线输汽管线热损失并显示。

蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量装置，包括连接在锅炉上的主输汽管线，主输汽管线上安装有锅炉出口总蒸汽流量计，锅炉出口总蒸汽流量计电连接有总流量计算机，主输汽管线上位于锅炉出口总蒸汽流量计后方安装有若干等干度分配装置，等干度分配装置连通有支线输汽管线，支线输汽管线连通有井口，支线输汽管线上还安装有井口蒸汽流量计。

进一步地，所述等干度分配装置包括与主输汽管线、支线输汽管线连通的等干度分配器，等干度分配器上电连接有节点数据无线控制器，主输汽管线与支线输气管线靠近等干度分配器一侧均安装有节点蒸汽流量计，等干度分配器进口端的主输汽管线上位于等干度分配器与节点蒸汽流量计之间安装有温度传感器，温度传感器和节点蒸汽流量计均与节点数据无线控制器电连接。

进一步地，所述总流量计算机与井口蒸汽流量计通过无线信号连接。

进一步地，所述总流量计算机与节点数据无线控制器无线信号连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，包括连接在锅炉上的主输汽管线，主输汽管线上安装有锅炉出口总蒸汽流量计，锅炉出口总蒸汽流量计电连接有总流量计算机，主输汽管线上位于锅炉出口总蒸汽流量计后方安装有若干等干度分配装置，等干度分配装置连通有支线输汽管线，支线输汽管线连通有井口，支线输汽管线上还安装有井口蒸汽流量计。所述等干度分配装置包括与主输汽管线、支线输汽管线连通的等干度分配器，等干度分配器上电连接有节点数据无线控制器，主输汽管线与支线输气管线靠近等干度分配器一侧均安装有节点蒸汽流量计，等干度分配器进口端的主输汽管线上位于等干度分配器与节点蒸汽流量计之间安装有温度传感器，温度传感器和节点蒸汽流量计均与节点数据无线控制器电连接。所述总流量计算机与井口蒸汽流量计通过无线信号连接。所述总流量计算机与节点数据无线控制器无线信号连接。

通过该设置，由等干度分配器的入口端的节流差压装置测得蒸汽差压值，由温度传感器测得蒸汽温度值，由流量连续定理和质量守恒定理，根据锅炉出口总蒸汽流量计测得的质量流量，由伯努利方程，通过总流量计算机计算出蒸汽工况密度，再通过等干度分配器，保证分配到等干度分配器的出口端的主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽干度和蒸汽密度相等，再分别由主输汽管线和支线输汽管线上的节流差压装置测得各自的差压值，根据计算出的蒸汽工况密度，由伯努利方程，通过总流量计算机分别计算出主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽质量流量，同时通过温度传感器由总流量计算机计算出主输汽管线和支线输汽管线热损失并显示，提高了各注汽井蒸汽计量精度和干度测量精度，同时在线检测各支线段保温效果状况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明等干度分配装置的结构示意图；

图3为本发明等干度分配装置的俯视图；

图中标记：1-锅炉、2-锅炉出口总蒸汽流量计、3-总流量计算机、4-主输汽管线、5-等干度分配装置、6-节流差压装置、7-井口、8-支线输汽管线、9-温度传感器、10-等干度分配器、11-节点数据无线控制器、12-井口蒸汽流量计。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

蒸汽管网节点等干度分配和支线流量测量方法，在蒸汽锅炉到各注汽井口管线节点，安装等干度分配器，先由等干度分配器的入口端的节点蒸汽流量计测得蒸汽差压值，由温度传感器测得蒸汽温度值，由流量连续定理和质量守恒定理，根据锅炉出口总蒸汽流量计测得的质量流量，由伯努利方程，通过总流量计算机计算出蒸汽工况密度，再通过等干度分配器，保证分配到等干度分配器的出口端的主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽干度和蒸汽密度相等，再分别由主输汽管线和支线输汽管线上的节点蒸汽流量计测得各自的差压值，根据计算出的蒸汽工况密度，由伯努利方程，通过总流量计算机分别计算出主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽质量流量，同时通过温度传感器由总流量计算机计算出主输汽管线和支线输汽管线热损失并显示。

稠油管网节点等干度分配和支线流量测量装置，包括连接在锅炉上的主输汽管线，主输汽管线上安装有锅炉出口总蒸汽流量计，锅炉出口总蒸汽流量计电连接有总流量计算机，主输汽管线上位于锅炉出口总蒸汽流量计后方安装有若干等干度分配装置，等干度分配装置连通有支线输汽管线，支线输汽管线连通有井口，支线输汽管线上还安装有井口蒸汽流量计。

进一步地，所述等干度分配装置包括与主输汽管线、支线输汽管线连通的等干度分配器，等干度分配器上电连接有节点数据无线控制器，主输汽管线与支线输气管线靠近等干度分配器一侧均安装有节点蒸汽流量计，等干度分配器进口端的主输汽管线上位于等干度分配器与节点蒸汽流量计之间安装有温度传感器，温度传感器和节点数据无线控制器均与节点数据无线控制器电连接。

进一步地，所述总流量计算机与井口蒸汽流量计通过无线信号连接。

进一步地，所述总流量计算机与节点数据无线控制器无线信号连接。

其中，本发明中的等干度分配器不限制任何型号、结构，任何能确保下游主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽干度和蒸汽密度相等的等干度分配器均适用本发明。

本发明在实施过程中，由等干度分配器的入口端的节点蒸汽流量计测得蒸汽差压值，由温度传感器测得蒸汽温度值，由流量连续定理和质量守恒定理，根据锅炉出口总蒸汽流量计测得的质量流量，由伯努利方程，通过总流量计算机计算出蒸汽工况密度，再通过等干度分配器，保证分配到等干度分配器的出口端的主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽干度和蒸汽密度相等，再分别由主输汽管线和支线输汽管线上的节点蒸汽流量计测得各自的差压值，根据计算出的蒸汽工况密度，由伯努利方程，通过总流量计算机分别计算出主输汽管线和支线输汽管线的蒸汽质量流量，同时通过温度传感器由总流量计算机计算出主输汽管线和支线输汽管线热损失并显示，提高了各注汽井蒸汽计量精度和干度测量精度，同时在线检测各支线段保温效果状况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。