本发明涉及检测技术领域，具体是一种多相流体密度测量系统及测量方法。
背景技术：
在大规模石油集采运输中为了对系统更好的测控需要实时测量输油管中油、气、水三相混合流体的密度。而由于油、气、水三相混合比例不同多相流体流动属性存在显著差异，同时又要求油、气、水三相混合流体密度测量尽可能对石油集采运输不造成影响，因此石油集采运输中实时测量输油管中油、气、水三相混合流体的密度实施非常困难。目前国内还没有一种很好的方法能够实现石油集采运输中实时测量输油管中油、气、水三相混合流体的密度，相关产品也几乎没有。国外有人通过测量一些流动相参数采用模型法计算来实现石油集采运输中实时测量输油管中油、气、水三相混合流体的密度，然而这种方法虽然能用实现目的，但是测量的准确度不高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种多相流体密度测量系统及测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多相流体密度测量系统，包括主管路前段，所述主管路前段连接电动三通流量调节阀入口；电动三通流量调节阀出口分别连接测量管路前段入口和分流管路入口；测量管路前段出口连接电动三通流量调节阀入口；电动三通流量调节阀出口分别连接f定量管入口和g定量管入口；f定量管出口和g定量管出口都与电动三通流量调节阀入口连接；电动三通流量调节阀出口连接测量管路后段入口；测量管路后段出口和分流管路出口都与电动三通流量调节阀入口连接；电动三通流量调节阀出口连接主管路后段；测量管路前段安装有测量管路压力传感器；分流管路上安装有分流管路压力传感器和分流管路流动阻力调节器；f定量管前后分别安装有f定量管前段动密封接头和f定量管后段动密封接头；g定量管前后分别安装有g定量管前段动密封接头和g定量管后段动密封接头；f定量管中部安装有f定量管配重；g定量管中部安装有g定量管配重；若f定量管配重或g定量管配重上端连接拉力传感器，则f定量管配重或g定量管配重下端连接阻尼滑轨；若f定量管配重或g定量管配重上端连接阻尼滑轨，则f定量管配重或g定量管配重下端连接压力传感器；拉力传感器、压力传感器、阻尼滑轨都与系统外壳连接固定，测量管路压力传感器、分流管路压力传感器、电动三通流量调节阀、电动三通流量调节阀、电动三通流量调节阀、电动三通流量调节阀、分流管路流动阻力调节器、拉力传感器和压力传感器都与主控系统相连接。
作为本发明的进一步技术方案：所述f定量管或g定量管为两端折弯的管路，应保证f定量管或g定量管中轴曲线所在平面为水平面。
作为本发明的进一步技术方案：所述主控系统采集测量管路压力传感器、分流管路压力传感器、拉力传感器或压力传感器的数据，控制主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀、测量管路前段电动三通流量调节阀、测量管路后段电动三通流量调节阀、分流管路流动阻力调节器，并实时进行多相流体密度计算。
作为本发明的进一步技术方案：所述f定量管和g定量管前后安装的动密封接头保证在不影响f定量管和g定量管内流体流动的同时f定量管和g定量管可以在与流体流动方向垂直的平面内低阻力转动。
作为本发明的进一步技术方案：所述控制系统为单片或计算机。
一种多相流体密度测量方法，采用上述测量系统，具体步骤如下：开启多相流体密度测量时，首先主控系统开启，主控系统控制测量管路前段电动三通流量调节阀和测量管路后段电动三通流量调节阀关闭f定量管或g定量管，并将另一路g定量管或f定量管开到最大，然后主控系统控制开启相关阀门将待测多相流体从主管路前段流入系统，待测多相流体经过主管路前段电动三通流量调节阀分流后分别流入测量管路前段和分流管路，流入测量管路前段的待测多相流体通过测量管路前段电动三通流量调节阀流入开启的g定量管或f定量管，然后经过测量管路后段电动三通流量调节阀流入测量管路后段，流入测量管路后段的待测多相流体和流入分流管路的待测多相流体都经过主管路后段电动三通流量调节阀流入主管路后段，再从主管路后段流出系统，f定量管管内体积应与g定量管管内体积相同，主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀采用相同型号的设备，切在控制时保持完全同步，即实时开启程度完全相同，测量管路前段电动三通流量调节阀、测量管路后段电动三通流量调节阀采用相同型号的设备，切在控制时保持完全同步，即实时开启程度完全相同，在测量过程中，主控系统实时采集测量管路压力传感器和分流管路压力传感器信号，并实时反馈同步控制主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀使得测量管路和分流管路压力一直保持相同，主控系统通过控制分流管路流动阻力调节器调节流入测量系统的待测多相流体总流量，主控系统每隔一段时间同步控制测量管路前段电动三通流量调节阀和测量管路后段电动三通流量调节阀实现缓慢开启之前关闭的f定量管或g定量管，并将另一路g定量管或f定量管同步缓慢关闭，在此过程中保证流入测量管路的待测多相流体流量基本保持不变，f定量管或g定量管完全关闭时，另一路g定量管或f定量管应开到最大，待f定量管或g定量管完全关闭后，通过阻尼滑轨对f定量管或g定量管减震，待拉力传感器或压力传感器信号稳定后，主控系统读取拉力传感器或压力传感器信号，并通过如下拉力传感器或压力传感器信号-多相流体质量模型计算f定量管或g定量管中多相流体质量，m＝f(x)，式中x为拉力传感器或压力传感器信号，m为多相流体质量，主控系统再通过如下公式最终计算出待测多相流体密度
作为本发明的进一步技术方案：所述拉力传感器或压力传感器信号-多相流体质量模型通过系统标定确定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明的多相流体密度测量系统及测量方法，数据传输效率高，并且各种数据的分类与控制更加精准，信息准确率提升，不会出现平台对接时缺失名称现象。
附图说明
图1是一种多相流体密度测量系统简图。
图2是一种多相流体密度测量系统测量部分简图。
图中：电动三通流量调节阀1；测量管路压力传感器2；电动三通流量调节阀3；f定量管前段动密封接头4；g定量管前段动密封接头5；f定量管配重6；g定量管配重7；f定量管后段动密封接头8；g定量管后段动密封接头9；电动三通流量调节阀10；电动三通流量调节阀11；分流管路压力传感器12；分流管路流动阻力调节器13；拉力传感器14；系统外壳15；阻尼滑轨16；主控系统17；主管路前段18；主管路后段19；分流管路20；测量管路前段21；测量管路后段22；f定量管23；g定量管24。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种多相流体密度测量系统，包括主管路前段18，所述主管路前段18连接电动三通流量调节阀入口1；电动三通流量调节阀1出口分别连接测量管路前段21入口和分流管路20入口；测量管路前段21出口连接电动三通流量调节阀3入口；电动三通流量调节阀3出口分别连接f定量管23入口和g定量管24入口；f定量管23出口和g定量管24出口都与电动三通流量调节阀10入口连接；电动三通流量调节阀出口10连接测量管路后段22入口；测量管路后段22出口和分流管路20出口都与电动三通流量调节阀11入口连接；电动三通流量调节阀11出口连接主管路后段19；测量管路前段21安装有测量管路压力传感器2；分流管路20上安装有分流管路压力传感器12和分流管路流动阻力调节器13；f定量管23前后分别安装有f定量管前段动密封接头4和f定量管后段动密封接头8；g定量管24前后分别安装有g定量管前段动密封接头5和g定量管后段动密封接头9；f定量管23中部安装有f定量管配重6；g定量管24中部安装有g定量管配重7；若f定量管配重6或g定量管配重7上端连接拉力传感器14，则f定量管配重6或g定量管配重7下端连接阻尼滑轨16；若f定量管配重6或g定量管配重7上端连接阻尼滑轨16，则f定量管配重6或g定量管配重7下端连接压力传感器；拉力传感器14、压力传感器、阻尼滑轨16都与系统外壳15连接固定，测量管路压力传感器2、分流管路压力传感器12、电动三通流量调节阀1、电动三通流量调节阀11、电动三通流量调节阀1、电动三通流量调节阀10、分流管路流动阻力调节器13、拉力传感器14和压力传感器都与主控系统17相连接。
f定量管23或g定量管24为两端折弯的管路，应保证f定量管23或g定量管24中轴曲线所在平面为水平面。
主控系统采集测量管路压力传感器16、分流管路压力传感器12、拉力传感器14或压力传感器16的数据，控制主管路前段电动三通流量调节阀1、主管路后段电动三通流量调节阀11、测量管路前段电动三通流量调节阀3、测量管路后段电动三通流量调节阀10、分流管路流动阻力调节器13，并实时进行多相流体密度计算。f定量管23和g定量管24前后安装的动密封接头保证在不影响f定量管23和g定量管24内流体流动的同时f定量管23和g定量管24可以在与流体流动方向垂直的平面内低阻力转动。所述控制系统17为单片或计算机。
实施例2，在实施例1的基础是，本发明还公开了一种多相流体密度测量方法，采用实施例1中的测量系统，具体步骤如下：开启多相流体密度测量时，首先主控系统开启，主控系统控制测量管路前段电动三通流量调节阀和测量管路后段电动三通流量调节阀关闭f定量管或g定量管，并将另一路g定量管或f定量管开到最大，然后主控系统控制开启相关阀门将待测多相流体从主管路前段流入系统，待测多相流体经过主管路前段电动三通流量调节阀分流后分别流入测量管路前段和分流管路，流入测量管路前段的待测多相流体通过测量管路前段电动三通流量调节阀流入开启的g定量管或f定量管，然后经过测量管路后段电动三通流量调节阀流入测量管路后段，流入测量管路后段的待测多相流体和流入分流管路的待测多相流体都经过主管路后段电动三通流量调节阀流入主管路后段，再从主管路后段流出系统，f定量管管内体积应与g定量管管内体积相同，主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀采用相同型号的设备，切在控制时保持完全同步，即实时开启程度完全相同，测量管路前段电动三通流量调节阀、测量管路后段电动三通流量调节阀采用相同型号的设备，切在控制时保持完全同步，即实时开启程度完全相同，在测量过程中，主控系统实时采集测量管路压力传感器和分流管路压力传感器信号，并实时反馈同步控制主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀使得测量管路和分流管路压力一直保持相同，主控系统通过控制分流管路流动阻力调节器调节流入测量系统的待测多相流体总流量，主控系统每隔一段时间同步控制测量管路前段电动三通流量调节阀和测量管路后段电动三通流量调节阀实现缓慢开启之前关闭的f定量管或g定量管，并将另一路g定量管或f定量管同步缓慢关闭，在此过程中保证流入测量管路的待测多相流体流量基本保持不变，f定量管或g定量管完全关闭时，另一路g定量管或f定量管应开到最大，待f定量管或g定量管完全关闭后，通过阻尼滑轨对f定量管或g定量管减震，待拉力传感器或压力传感器信号稳定后，主控系统读取拉力传感器或压力传感器信号，并通过如下拉力传感器或压力传感器信号-多相流体质量模型计算f定量管或g定量管中多相流体质量，m＝f(x)，式中x为拉力传感器或压力传感器信号，m为多相流体质量，主控系统再通过如下公式最终计算出待测多相流体密度
其中，拉力传感器或压力传感器信号-多相流体质量模型通过系统标定确定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种多相流体密度测量系统，包括主管路前段(18)，其特征在于，所述主管路前段(18)连接电动三通流量调节阀入口(1)；电动三通流量调节阀(1)出口分别连接测量管路前段(21)入口和分流管路(20)入口；测量管路前段(21)出口连接电动三通流量调节阀(3)入口；电动三通流量调节阀(3)出口分别连接f定量管(23)入口和g定量管(24)入口；f定量管(23)出口和g定量管(24)出口都与电动三通流量调节阀(10)入口连接；电动三通流量调节阀出口(10)连接测量管路后段(22)入口；测量管路后段(22)出口和分流管路(20)出口都与电动三通流量调节阀(11)入口连接；电动三通流量调节阀(11)出口连接主管路后段(19)；测量管路前段(21)安装有测量管路压力传感器(2)；分流管路(20)上安装有分流管路压力传感器(12)和分流管路流动阻力调节器(13)；f定量管(23)前后分别安装有f定量管前段动密封接头(4)和f定量管后段动密封接头(8)；g定量管(24)前后分别安装有g定量管前段动密封接头(5)和g定量管后段动密封接头(9)；f定量管(23)中部安装有f定量管配重(6)；g定量管(24)中部安装有g定量管配重(7)；若f定量管配重(6)或g定量管配重(7)上端连接拉力传感器(14)，则f定量管配重(6)或g定量管配重(7)下端连接阻尼滑轨(16)；若f定量管配重(6)或g定量管配重(7)上端连接阻尼滑轨(16)，则f定量管配重(6)或g定量管配重(7)下端连接压力传感器；拉力传感器(14)、压力传感器、阻尼滑轨(16)都与系统外壳(15)连接固定，测量管路压力传感器(2)、分流管路压力传感器(12)、电动三通流量调节阀(1)、电动三通流量调节阀(11)、电动三通流量调节阀(1)、电动三通流量调节阀(10)、分流管路流动阻力调节器(13)、拉力传感器(14)和压力传感器都与主控系统(17)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多相流体密度测量系统，其特征在于，所述f定量管(23)或g定量管(24)为两端折弯的管路，应保证f定量管(23)或g定量管(24)中轴曲线所在平面为水平面。
3.根据权利要求1所述的一种多相流体密度测量系统，其特征在于，所述主控系统采集测量管路压力传感器(16)、分流管路压力传感器(12)、拉力传感器(14)或压力传感器(16)的数据，控制主管路前段电动三通流量调节阀(1)、主管路后段电动三通流量调节阀(11)、测量管路前段电动三通流量调节阀(3)、测量管路后段电动三通流量调节阀(10)、分流管路流动阻力调节器(13)，并实时进行多相流体密度计算。
4.根据权利要求1所述的一种多相流体密度测量系统，其特征在于，所述f定量管(23)和g定量管(24)前后安装的动密封接头保证在不影响f定量管(23)和g定量管(24)内流体流动的同时f定量管(23)和g定量管(24)可以在与流体流动方向垂直的平面内低阻力转动。
5.根据权利要求1所述的一种多相流体密度测量系统，其特征在于，所述控制系统(17)为单片或计算机。
6.一种多相流体密度测量方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的测量系统，具体步骤如下：开启多相流体密度测量时，首先主控系统开启，主控系统控制测量管路前段电动三通流量调节阀和测量管路后段电动三通流量调节阀关闭f定量管或g定量管，并将另一路g定量管或f定量管开到最大，然后主控系统控制开启相关阀门将待测多相流体从主管路前段流入系统，待测多相流体经过主管路前段电动三通流量调节阀分流后分别流入测量管路前段和分流管路，流入测量管路前段的待测多相流体通过测量管路前段电动三通流量调节阀流入开启的g定量管或f定量管，然后经过测量管路后段电动三通流量调节阀流入测量管路后段，流入测量管路后段的待测多相流体和流入分流管路的待测多相流体都经过主管路后段电动三通流量调节阀流入主管路后段，再从主管路后段流出系统，f定量管管内体积应与g定量管管内体积相同，主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀采用相同型号的设备，切在控制时保持完全同步，即实时开启程度完全相同，测量管路前段电动三通流量调节阀、测量管路后段电动三通流量调节阀采用相同型号的设备，切在控制时保持完全同步，即实时开启程度完全相同，在测量过程中，主控系统实时采集测量管路压力传感器和分流管路压力传感器信号，并实时反馈同步控制主管路前段电动三通流量调节阀、主管路后段电动三通流量调节阀使得测量管路和分流管路压力一直保持相同，主控系统通过控制分流管路流动阻力调节器调节流入测量系统的待测多相流体总流量，主控系统每隔一段时间同步控制测量管路前段电动三通流量调节阀和测量管路后段电动三通流量调节阀实现缓慢开启之前关闭的f定量管或g定量管，并将另一路g定量管或f定量管同步缓慢关闭，在此过程中保证流入测量管路的待测多相流体流量基本保持不变，f定量管或g定量管完全关闭时，另一路g定量管或f定量管应开到最大，待f定量管或g定量管完全关闭后，通过阻尼滑轨对f定量管或g定量管减震，待拉力传感器或压力传感器信号稳定后，主控系统读取拉力传感器或压力传感器信号，并通过如下拉力传感器或压力传感器信号-多相流体质量模型计算f定量管或g定量管中多相流体质量，m＝f(x)，式中x为拉力传感器或压力传感器信号，m为多相流体质量，主控系统再通过如下公式最终计算出待测多相流体密度
7.根据权利要求5所述的一种多相流体密度测量方法，其特征在于，所述拉力传感器或压力传感器信号-多相流体质量模型通过系统标定确定。
技术总结