利用差壓式v－錐流量計(jì)測(cè)量煤層甲烷-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 以增加。目前在俄羅斯、印度和澳大利亞都正在重新再考察這種有效的能源。特別是關(guān)于使用差壓式流量計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在這種差壓式流量計(jì)中使用雙V錐體作為發(fā)生差壓的一次傳感器。發(fā)生CBM是基于以下兩個(gè)不同的過(guò)程：或者是一個(gè)由于微生物（細(xì)菌）的作用而引發(fā)的生物過(guò)程；或者是一個(gè)由于隨著煤層深度增加熱量增加而引發(fā)的熱過(guò)程。 在美國(guó)，CBM都在什么地方？根據(jù)阿拉巴馬州CBM協(xié)會(huì)的資料，在美國(guó)，緯度低于48度的土地中，有13%的土地的下面都有煤。（Decker 2001）。（Decker 2001）。美國(guó)主要CBM儲(chǔ)備地址如圖1所示。（注：TCF－萬(wàn)億立方英尺）。在方程式中一個(gè)主要術(shù)語(yǔ)是鉆井和完成氣井中“可回收”的投資，但它們并不一定意味著就真有如此巨大的利潤(rùn)與回報(bào)。利用從這個(gè)煤芯子中回收到的甲烷氣量來(lái)估算每單位體積煤中所含的氣量。例如，蒙大拿州礦產(chǎn)與地質(zhì)局就是利用了以下的資料來(lái)估算Powder河流域中可回收CBM氣的總量：1． 薄煤層將具有有利的儲(chǔ)量，如果每噸煤產(chǎn)生50～70立方英尺氣。關(guān)于在Powder河流域內(nèi)開(kāi)發(fā)CBM項(xiàng)目的環(huán)境影響說(shuō)明書是根據(jù)在該區(qū)域內(nèi)所報(bào)告的煤的總噸位乘以每噸煤50立方英尺甲烷來(lái)估算CBM的總量。水會(huì)從薄煤層流向井中所鉆的孔這樣就促使氣體流向井中。在Powder河流域薄煤層是地域連續(xù)的地質(zhì)構(gòu)造，它具有蓄水層的特性，此特性等同于甚至優(yōu)于砂石巖的蓄水特性。典型的CBM氣井的采氣法。這種生產(chǎn)CBM氣的氣井深度可以在400英尺到1000英尺之間。通過(guò)從井筒中用泵抽水，氣體就會(huì)被釋放出來(lái)而進(jìn)入井的空穴中，然后該氣體就會(huì)通過(guò)氣體管路進(jìn)入流量計(jì)量系統(tǒng)或進(jìn)入單個(gè)的井口流量計(jì)。 測(cè)量的基本原理目前使用兩種計(jì)量方法并且已在本地獲得認(rèn)可。更應(yīng)特別指出的是：當(dāng)獨(dú)立的法人自己擁有這所有的井時(shí)，為何還要在各個(gè)井口裝流量計(jì)？在美國(guó)各處都是由負(fù)責(zé)收取烴稅收的管理員來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。 氣體測(cè)量的基本原理采用口徑為2英寸（50mm）和3英寸（80mm）的流量計(jì)，V錐或孔板（由多個(gè)孔板組成的豆莢式計(jì)量系統(tǒng)）被測(cè)的體積流量：250至1000 MSCF／天／井，%的區(qū)域內(nèi)是不堅(jiān)持要求的。通常要求的準(zhǔn)確度：177。圖3a 典型的單個(gè)井口的測(cè)量裝置（V錐流量計(jì)的設(shè)計(jì)）（勞倫斯2000）。目前想出的解決方案是采用一種所謂依次逐步遞增管徑的配管方法，以便獲得最大的生產(chǎn)量，同時(shí)此方案還有助于防止井之間交叉影響或者通常因一個(gè)止回（單向）閥有故障，氣體會(huì)反注射到附近的氣井中。在一些情況下約高出15%到20%。c） 無(wú)流動(dòng)死角，液體會(huì)在V錐流量計(jì)中自由流過(guò)而不會(huì)像孔板那樣，在孔板前有液體積存。 V錐流量計(jì)是如何調(diào)整流動(dòng)的？V錐流量計(jì)的主要組成部分是在一個(gè)帶壓管道（封閉管道的精密測(cè)量管）內(nèi)的中心軸線上同軸安裝的平截頭圓錐體形的差壓發(fā)生器（即產(chǎn)生差壓的V錐體）和在其下游的另一個(gè)平截頭圓錐體（即負(fù)責(zé)壓力恢復(fù)的下游V錐體）。V錐體能重新分布V錐流量計(jì)環(huán)形喉部?jī)啥说乃俣确植迹ㄆ拭妫ㄒ?jiàn)圖7a）。（）。（d） 可測(cè)濕氣體（有一定優(yōu)勢(shì)）。只要幾何相似性的事實(shí)成立，則在設(shè)計(jì)中容許使用如圖5所示的V錐流量計(jì)的流量方程式。所謂過(guò)渡區(qū)是指在這個(gè)ReD區(qū)間流型會(huì)發(fā)生改變。在以下的圖9至圖11示出了不在同一平面的雙彎頭和流量計(jì)的安裝圖及測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)化的流體動(dòng)力學(xué)（CFD）的出現(xiàn)，可以清楚地看到情況似乎并不全是這樣。如圖12和圖14所示。 圖12（c） 新CFD所展示的流線全部尾流。圖12（a）（b）（c）展示了應(yīng)用Abacus CFD軟件所得出的結(jié)果。事實(shí)是：V錐流量計(jì)所產(chǎn)生的是一個(gè)加在差壓計(jì)上的很小的信號(hào)。而在一些薄煤層的和接近完成的CBM氣井的井口處，可能利用的壓力也就這么大。 安裝條件和濕氣體通常情況下，已知V錐節(jié)流裝置的整套裝置可以是較短的（如圖3a所示）。當(dāng)液體的質(zhì)量分量為5%時(shí)，V錐流量計(jì)仍能在原處正常工作，同時(shí)對(duì)流出系數(shù)Cd影響也很小。（在液體質(zhì)量為5%條件下，對(duì)不同β值的V錐流量計(jì)的測(cè)試結(jié)果）。開(kāi)始時(shí)采用3英寸的管徑，然后隨著供氣管線的延伸，管徑將逐步增大為4英寸、6英寸、8英寸和10英寸，這樣從每一個(gè)井可減少系統(tǒng)中的壓力降，這樣有助于保持一個(gè)較高的生產(chǎn)水平來(lái)為買方供氣。較小的管徑會(huì)增大摩阻的影響，而增大管道的摩擦力與阻力就會(huì)減少在流量計(jì)上可以利用的差壓值。 以上圖中的Check Valve為止回（單向）閥人造氣舉（人工抽氣）：抽氣機(jī)在過(guò)去曾采用離心式抽氣機(jī)來(lái)從井口抽出CBM氣。 ＝止回（單向）閥；4 inch4 英寸；Gas Flow的紅色箭頭：表示氣體的流動(dòng)方向。 CTM System－接至壓縮機(jī)及CT
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