世界首套超聲技術(shù)水下兩相濕氣流量計(jì)研制成功

近日，天津大學(xué)徐英教授課題組主持研發(fā)的世界首套基于超聲技術(shù)的水下兩相濕氣流量測(cè)量裝置通過中國船級(jí)社CCS的型式認(rèn)可，并正式發(fā)布。

在天然氣采集過程中，管道內(nèi)常伴有凝析油及地層水等液態(tài)介質(zhì)。陸地油氣田傳統(tǒng)的計(jì)量方法是建設(shè)數(shù)千平方米的集氣計(jì)量站，將濕天然氣分離成氣體、液體兩部分才能得出測(cè)量結(jié)果。

但是受深水裝備受高壓、密封、防腐蝕、流體介質(zhì)溫度、壓力、流量變化范圍大等苛刻工作條件的限制及高昂的安裝使用維護(hù)運(yùn)行成本限制，水下生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備使用壽命通常要求達(dá)到20年以上，導(dǎo)致我國深海裝備諸多關(guān)鍵部件只能依賴進(jìn)口。

水下流量計(jì)單臺(tái)價(jià)格甚至高達(dá)數(shù)百萬美金，且全世界只有4家公司壟斷國際市場(chǎng)。不僅如此，這些產(chǎn)品無一例外依賴于核子射線技，而基于核子射線源這一最關(guān)鍵的感測(cè)部件只能依賴進(jìn)口。

徐英教授課題組經(jīng)過十余年的自主研發(fā)，將超聲技術(shù)與異型文丘里技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用二者在濕氣測(cè)量中的特殊性和優(yōu)勢(shì)，形成互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了差壓式與速度式流量測(cè)量原理的有機(jī)融合。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，異型文丘里采用了多射孔取壓及內(nèi)藏環(huán)形導(dǎo)壓專利設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，成功研制了濕氣兩相流量計(jì)，無需氣、液分離即可實(shí)時(shí)氣體、液體流量的計(jì)量。

同時(shí)，濕氣兩相流量計(jì)突破了以壓力、溫度、差壓等關(guān)鍵感測(cè)部件原裝進(jìn)口作為流量計(jì)基本單元模塊的設(shè)計(jì)思路，大大地節(jié)約了成本，該技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)后，可將設(shè)備制造成本降至50萬元人民幣左右。

該裝置在設(shè)計(jì)壓力、溫度、水深、含氣率范圍、測(cè)量精度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面均已達(dá)到國際先進(jìn)水平。水下兩相濕氣流量測(cè)量裝置是深海油氣田開發(fā)中的關(guān)鍵設(shè)備，其研制成功打破了國外技術(shù)壁壘，對(duì)我國深海裝備關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

據(jù)介紹，該裝置已經(jīng)成功應(yīng)用于我國頁巖氣田、凝析氣田、致密砂巖氣田及低滲透氣田等諸多陸地氣田，大幅降低了天然氣生產(chǎn)成本。