本技术涉及多相流流体测量，具体而言，涉及一种基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统。
背景技术：
1、多相流在石油化工行业中是普遍存在的一种现象，“相”指不同物态或同一物态的不同物理性质或力学状态，根据物质形态的不同，自然界中的物质可分为气相、液相和固相三相，通常情况下，将具有两种及以上物质且有明确分界面的流体系统当作多相流，比如，气和水是两种不同的物质，它们二者不相容，当它们混合在一起的时候会出现明确的界面，因此，在常温状态下，可以将气水混合物看作是气-液两相流的一种——气水两相流。
2、在石油开采领域，主要依靠容器式分离器来处理从井口产生的油气水多相流，柱状旋流气液分离器(gas-liquid cylindrical cyclone separator，简称glcc)是一种高效的气液分离器，适用于陆地油气田及海上油气平台的气液两相分离及计量，与容器式分离器相比，glcc具有结构简单、成本低、体积小、易于安装和操作等显著优势，这使得glcc在众多分离器中脱颖而出，被广泛应用于各大油田，尤其在海上油气平台，由于空间有限，设备的占地面积和重量都需要考虑，在这方面，glcc相较于传统分离器具有明显优势，因此在新建海上气田项目和在役平台扩容改造方面展现出了良好的应用前景。
3、从石油开采到运输的过程中，对多相流流量的测量是非常重要的。在石油化工行业中，常用的多相流流量测量方法有两类，分别是分离测量和非分离测量。
4、分离测量是将多相流送入气液分离器分成气相流和液相流两种流体，然后使用单相流量计分别测量流速。在这个过程中，最关键的设备之一是分离器。柱状旋流气液分离器(glcc)具有体积小、分离效率高、易于安装和操作等优点，在石油行业得到广泛的应用。
5、非分离测量是另一种对多相流不需要分离而进行直接测量的方法，这种方法不需要分离装置。涡轮流量计、超声波流量计、电磁流量计等类型是常用的流量计。近年来，电层析成像(ert)技术因其可视化、非接触、不受流场干扰、环境影响小等优点而得到广泛应用。ert技术是计算机应用技术与现代检测技术相结合而发展起来的两相流/多相流测量技术，它可以提供关于流体的流动特性相关信息，如气/固、气/液和液/液等两相流。ert技术作为一种具有可视化、低成本、非入侵式、鲁棒性等优点的在线测量技术，已成为过程应用中公认的测量技术。
6、但是，在分离测量方法中，影响glcc效率的两个因素是液体携带量(lco)和气体携带量(gcu)，在气液分离过程中，液体跟随气流从分离器顶部气体出口离开的现象称为lco，而气体跟随着液体向分离器底部输送时的现象称为gcu。受lco和gcu现象的影响，为保证气体和液体的完全分离，分离设备不但需要承受极大的压力，而且其有效工作的流量大小范围也将极大缩小，从而导致较大的测量误差，此外，在液相流量较小而气相流量较大的情况，分离器产生的液相流中往往夹杂着许多气体，引起孔板流量计测得的差压偏大，导致流量计测得的流量会比实际流量偏大，存在一定的测量误差。
7、对于非分离测量，涡轮流量计、超声波流量计、电磁流量计等类型是常用的流量计，但是这些设备容易受到外部流场的干扰，且体积大，对安装和测量的空间有较高的要求，而ert技术中的图像重建效果受流体的流型影响较大，当流体流态处于流量稳定的层流或波浪流时，图像重建可相对准确反映管道中的介质分布，实际情况下，流体往往流速较大且流态多为复杂的段塞流或环状流，图像重建结果产生的误差较大。
8、因此，单独使用以上两种方法存在流量测量范围小、泛化能力较差等缺点，导致无法适应油田现场复杂多变的流量情况，对测量结果的优化往往需要复杂的数据处理技术，这使得测量既困难又不准确。
技术实现思路
1、为了解决现有的两种方法在单独使用时存在流量测量范围小、泛化能力较差等缺点，导致无法适应油田现场复杂多变的流量情况，对测量结果的优化往往需要复杂的数据处理技术，这使得测量既困难又不准确的问题，本技术提供了一种基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统。
2、本技术的实施例是这样实现的：
3、本技术提供一种基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，包括单级分离器、二级分离器及传感器：
4、所述单级分离器包括分离室，所述分离室为筒式结构，并且所述分离室的入口与系统入口连接，所述分离室的液体出口与系统出口连接，所述分离室的气体出口与所述二级分离器连接，所述二级分离器基于一个小型glcc设计，所述二级分离器的气体出口及液体出口分别与系统出口连接；
5、所述传感器包括流量计及ert。
6、在一种可能的实现方式中，所述单级分离器的液体出口通过一级液体管路与系统出口连接，所述二级分离器的液体出口通过二级液体管路与系统出口连接，所述二级分离器的气体出口通过气体管路与系统出口连接。
7、在一种可能的实现方式中，在所述一级液体管路与所述二级液体管路上均安装有传感器。
8、在一种可能的实现方式中，所述系统入口为倾斜设置。
9、在一种可能的实现方式中，所述分离室的入口为倾斜，且尺寸逐渐虽小的圆形设置。
10、在一种可能的实现方式中，所述ert通过计算气液的空隙分数修正流量计的结果。
11、在一种可能的实现方式中，所述ert通过计算气液的空隙分数来修正流量计的结果，进一步包括：
12、通过适当的图像重建方法建立重建图像的电导率与灰度值之间的关系，以可视化管道截面内的电导率分布；
13、通过计算空隙分数来纠正测量结果。
14、在一种可能的实现方式中，所述通过适当的图像重建方法建立重建图像的电导率与灰度值之间的关系，以可视化管道截面内的电导率分布，进一步包括：
15、对电压测量进行归一化，以管道满水时测量为高标定，归一化公式为：
16、vn＝(vm-vw)/vw；
17、其中，vn是标准化电压测量值，vm是测量的电压数据，和vw是校准数据；
18、归一化电压测量与电导率分布之间的关系可以表示为：
19、vn＝-sσn；
20、其中，s为归一化灵敏度矩阵，σn是标准化的电导率分布，负号表示电导率，而测量值的变化方向则相反，等效电压vx可以假设其与电导率σ成反比x即
21、vx∝1/σx；
22、其中，等效电导率为σm作为图像重建算法的输入，获得表观电导率分布，；
23、所述vn＝-sσn和vw为用管道中的满水来测量的，σw/σm可描述为：
24、σw/σm＝vm/vw；
25、因此，结合基于伯努利方程计算液体体积流量的公式和vx∝1/σx，可以计算为：
26、σm＝σw/(vn+1)；
27、将线性投影法(lbp)应用于在ert图像重建中，lbp算法如下：
28、
29、其中，g为重建图像的灰度，能反映场电导率分布，μ为单位向量，即μ＝[1,1,···,1]t。
30、在一种可能的实现方式中，所述通过计算空隙分数来纠正测量结果，进一步包括：
31、将管道截面划分为不同的单元，让管道中有效网格的数量表示为“n”；
32、“ith”网格的灰色级别表示为“x”，如果网格中充满了空气(gvf＝为100％)，那么“x”就等于0；如果网格中充满了水(gvf＝0％)，那么“x”等于1；
33、假设单个网格的空隙含量与灰度水平之间存在线性关系，当gvf＝为60％时，灰色水平为0.4，要获得整个管道中的空气含量，只需总结一下灰度：
34、
35、本技术提供的技术方案至少可以达到以下有益效果：
36、本技术提供的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，结合了分离测量和非分离测量两种方法的优点，提高了测量精度，扩大了测量范围，优化了glcc的设计，使其在不降低分离效率的情况下降低高度。
37、并且针对传统的glcc分离器在流量范围系统的限制，在分离器中加入了滤筒结构以有效减少了lco现象，在气相出口增加了二级分离器以有效地重新分离在单极分离后气相夹带的液体，改进后的glcc分离器有效提高了气体和液体的分离效率，扩大了流量分离范围，尤其是在液相流量较低而气相流量较大的复杂情况下，单极分离器产生的流体在主液路管道内流型多为不稳定的段塞流和环状流，而二级分离器产生的流体在主液路管道内流型多为稳定的层流，便于后续使用ert技术进行流量测量矫正，针对主液路中夹带气体导致测量结果偏大的问题，借助集成到系统中的ert，通过计算gvf以矫正流量计的测量误差。
38、综上所述，本研究将glcc和ert相结合，设计了一个全面而准确的两相流测量系统，提高了系统的分离效率并提高了流量测量的精度和准确性。
1.一种基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，包括单级分离器、二级分离器及传感器：
2.如权利要求1所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，所述单级分离器的液体出口通过一级液体管路与系统出口连接，所述二级分离器的液体出口通过二级液体管路与系统出口连接，所述二级分离器的气体出口通过气体管路与系统出口连接。
3.如权利要求2所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，在所述一级液体管路与所述二级液体管路上均安装有传感器。。
4.如权利要求1所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，所述系统入口为倾斜设置。
5.如权利要求1所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，所述分离室的入口为倾斜，且尺寸逐渐虽小的圆形设置。
6.如权利要求5所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，所述ert通过计算气液的空隙分数修正流量计的结果。
7.如权利要求6所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，所述ert通过计算气液的空隙分数来修正流量计的结果，进一步包括：
8.如权利要求1所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于，所述通过适当的图像重建方法建立重建图像的电导率与灰度值之间的关系，以可视化管道截面内的电导率分布，进一步包括：
9.如权利要求1所述的基于小型glcc和ert的二级分离流量测量系统，其特征在于。所述通过计算空隙分数来纠正测量结果，进一步包括：
