隨著國內(nèi)稠油資源的不斷勘探和開發(fā)，熱采注汽壓力溫度越來越高，超臨界鍋爐已開始在油田應(yīng)用，亞臨界注汽鍋爐已得到大量推廣。但是注入單井蒸汽的流量、干度測量問題卻始終沒有得到很好的解決。渦街流量計主要原因是隨著注汽壓力的提高，蒸汽與水的特性更進(jìn)一步接近，蒸汽）水兩相流體的流動過程更趨向平穩(wěn)，各種測量信號的脈動特性基本消失，不同節(jié)流元件的差壓信號特性也趨于相同，因而導(dǎo)致現(xiàn)有的基于脈動原理（或動態(tài)法）和組合原理的兩相流儀表基本失效，為從根本上解決這一難題，必須尋求新的測量原理。

渦街流量計存在的問題

1、兩相流流量計一直難以攻克，主要問題：兩相共存，一起流動，很難找到能準(zhǔn)確感應(yīng)多相流量的傳感器；流動過程很不穩(wěn)定，測量儀表信號的可靠性、穩(wěn)定性非常差；受流態(tài)影響大，適用范圍小，通用性差；流量標(biāo)定和標(biāo)準(zhǔn)化困難重重。
2、油田稠油熱采過程中的注入蒸汽難以計量，使得實(shí)際注入每口單井的蒸汽成為未知量，給油藏分析帶來不便，同時，蒸汽利用率很低，造成極大的浪費(fèi)。

渦街流量計設(shè)計原理

1、蒸汽流量干度計量儀的設(shè)計理念來源于電路中電流的測量原理，如圖1所示。通過R與r的配比使得部分成比例電流流經(jīng)測量表，通過測量分流電流來計算主電路電流，即通過測量儀表來測量較強(qiáng)或較大的信號。
2、蒸汽流量干度計量儀采用分流分相式兩相流體流量測量方法（發(fā)明，號：zl.8），設(shè)計原理如圖2所示。
  主管道蒸汽經(jīng)過分配器時提取出一定比例的蒸汽，然后經(jīng)過分離器進(jìn)行分離，分離出的蒸汽由氣體流量計進(jìn)行計量，分離出的液體由液體流量計進(jìn)行計量，最終將汽體與液體進(jìn)行混合流入總管道。分流量大小由主管路與支路阻力件匹配決定分流系數(shù)K。

  上式?jīng)Q定了分離出來的蒸汽必須有以下特點(diǎn)：

1、分流比例的恒定（K=常數(shù)）。蒸汽分配器結(jié)構(gòu)如圖3所示，蒸汽通過入口進(jìn)入分配器，蒸汽流動動能帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，蒸汽由哨子口噴出，采樣部分從分流回路流出，未采樣部分流回主流回路。
式中 ω——轉(zhuǎn)輪角速度；R——轉(zhuǎn)輪半徑；Δt——采樣時間；T——旋轉(zhuǎn)一周所用時間；L——取樣段長度。
  經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)由于分配器的內(nèi)部構(gòu)造決定了分配器的K只與分流回路的開口長度以及分配器的R有關(guān)系，而這兩相，一旦分配器設(shè)計、制造完成，K將不受外界流體的影響，將是一個恒定值。
2、分流樣品的代表性。如圖4所示，在一個采樣周期T內(nèi)，分配器內(nèi)部出口旋轉(zhuǎn)一周；而在這一周內(nèi)，采樣時間為Δt。如圖5所示，每個Δt內(nèi)所采樣的流量分配到對應(yīng)的采樣周期T內(nèi)，得到圖5所示分流回路平均流量，即圖5可以在誤差范圍內(nèi)反應(yīng)圖4所顯示的曲線。
3、分流分相式兩相流體流量測量方法的優(yōu)點(diǎn)：可以采用很小的分離器把多相混合物分離成單相流體，然后用單相流量計測量其流量；測量信號可靠、穩(wěn)定，測量精度高，測量結(jié)果與流型無關(guān)，測量精度接近單相流量計；造價低，相當(dāng)于2臺單相流量計；80%的技術(shù)是現(xiàn)有的成熟技術(shù)。

  新型渦街流量計油田熱采蒸汽流量干度計量儀，采用分流分相式兩相流體流量測量方法，渦街流量計此方法的采樣分流過程相當(dāng)于一種數(shù)據(jù)采樣過程，代表性高；分配器結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；采用分流的方法使得分離器的體積大幅度地縮小，基本接近普通單相流量計的大??；分流系數(shù)的理論值只取決于結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)測值高于理論值；在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，氣體流速和液體含油率對分流系數(shù)沒有明顯的影響；在該文實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，應(yīng)用標(biāo)定的分流系數(shù)確定蒸汽的總流量時，其不確定度小于3.82%。
  蒸汽干度流量計量裝置的開發(fā)，克服了現(xiàn)有注汽系統(tǒng)存在的弊端，可以使得注入每口井的蒸汽流量及干度成為可知量，并可以按照需求進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，使得同時注汽的油井可以實(shí)現(xiàn)按需分配；整個系統(tǒng)采用撬裝式結(jié)構(gòu)，適應(yīng)油田的滾動開發(fā)。