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孔板流量计偏差阐发与改良办法

作者:郑 武 来历:中海煤油(中国)无限公司天津分公司辽东功课公司 宣布时候:2019-05-07 14:05:34

 摘 要:孔板流量计普遍操纵于煤油石化行业,是获得海上油田油井、气井自然气产量的主要计量东西。但在长时候出产运转进程中,孔板流量计的计量数据会发生必然的偏差。发生这些偏差的缘由良多,经由进程对孔板丈量道理的研讨,连系现场现实运转环境,阐发能够或许影响孔板流量计计量精度的身分,并在此根本上提出响应的工艺流程改良办法,以进步自然气产量计量的精确度,为油气井邃密办理供给靠得住、精准的数据撑持。

 
1 孔板流量计任务道理
        孔板流量计具备布局简略、装配简洁、操纵靠得住性高档特色,是海上油田油气井计量时zui经常操纵的流量计。它是由节省装配(孔板)、取压装配、紧固装配和附件构成。孔板流量计的任务道理是操纵流体节省的道理,也便是当布满管道的流体流经管道内的节省装配时,流体将在节省件处构成局部缩短,从而使流体的流速增添,静压力下降,因而在节省件前后发生了静压力差。因为其与流量存在着必然的函数干系,流体的流速越大,发生的压差也越大,可经由进程孔板前后两头的取压装配将差压旌旗灯号传递给差压变送器,再转换成摹拟旌旗灯号输入,经由进程长途的流量计较仪,实现流体流量的计量(图 1)。
        这类丈量流量的体例以水力学的能量守恒定律和活动持续性方程为根本。
 
       自然气品质流量计较根基公式:
式中: mq 为自然气品质流量;ρ1 为自然气在操纵前提下下流取压孔处的密度,可经由进程计较或实测得出;C 为流出系数;β 为直径比,β = d D/ ;d 为操纵前提孔板开孔直径;D 为操纵前提下流丈量管内径;ε为可收缩性系数;Δp 为高低游取压孔地位上所获得的静压力差。
 
        按自然气在操纵前提下和在规范参比前提下密度与其温度、压力的干系,并引入与干氛围的绝对性推导计较适用公式。
自然气在规范参比前提下的体积流量计较适用公式:
       式中: vn q 为自然气在规范参比前提下的体积流量;Avn 为体积流量计量系数(其值视计量单元而定,秒体积流量(m3/s)计量系数为 3.179×10-6);E 为渐近速率系数;FG 为绝对密度系数;FZ 为超紧缩系数;FT为活动温度系数;P1 为孔板下流侧取压孔气流绝对静压。
 
        由上述公式能够或许看出,气体的体积流量 vn q 与孔板开孔直径 d 、高低游取压孔地位上所获得的静压力差 Δp 有着紧密亲密的干系。
 
2 计量偏差的缘由阐发
2.1 流量计装配不公道
        孔板流量计的装配应合适响应的装配规范。按照 GB/T 21446—2008《用规范孔板流量计丈量自然气流量》,节省装配应装配在 2 段具备等直径的圆形横截面的直管段之间,邻接孔板的上、下流直管段应合适必然的手艺请求。普通环境下,海上油田孔板装配请求为:邻接孔板的下流直管段长度应为 10 D(D为丈量管内径),下流直管段长度应为 5 D。在现实装配的进程中根基能够或许知足请求,但常常一些细节题目会被轻忽,也会形成装配偏差,如:直管段内壁粗拙度不合适请求,引发偏差;施工职员领料、用料不合适规范,现实装配管道与设想请求不符等。
 
2.2 取压与气流非常
       从地层中开采出的原油进入油井计量分手器停止油气水三相分手,这一进程中,当呈现自然气气液 分手结果不好或分手器外部布局件(涟漪板、捕雾器)毛病破坏时,也会发生倒霉的影响身分。如:①会使导压管路、丈量腔室在长时候操纵中发生积水、积油景象,严峻的环境下原油中的油泥及颗粒也会进入导压管,发生梗塞,从而影响计取压的精确性,形成计量偏差(图 2);②在夏季,环境气温较低时,有能够或许会使积液发生冻堵,此时流量计也不能实在地反应出孔板的前后压差,形成计量数据不精确;③仪表变送器颠末持久操纵,会发生响应的零点漂移,形成丈量数据偏差。
 
       按照 GB/T 21446—2008《用规范孔板流量计丈量自然气流量》,气流经由进程孔板的活动应坚持亚音速,是不变或仅随时候迟缓变更的,应防止脉动气流。当不能知足孔板装配直管段的长度请求时,应装配阻流件及活动调剂器,以确保气流的不变。
 
2.3 丈量规模挑选不公道
       在普通出产中,因为油藏属性、地层能量、开采体例等的差别,每口油井的出产状况与产量也会差别。单一启齿尺寸的孔板流量计的计量规模是牢固的,普通环境下经常操纵孔板的量程比为 1∶3。现实操纵中,应按照油井的开辟出产计划中的展望产宇量或已 知产宇量挑选与之相顺应的孔板停止油井的计量。
 
2.4 职员操纵及保护不妥
       对高产井与低产井的计量,因为其产宇量的规模会超越丈量规模,不可防止的任务便是改换差别孔径的孔板,以确保计量的精确性。职员的一些操纵失误解间接致使计量数据不精确。对该项操纵有着响应的严酷请求:①孔板喇叭口的朝向应为管线下流标的目的;②装配装配孔板不能操纵蛮力或锋利东西,防止孔板变形和任务面划伤;③装配密封圈应查抄有没有破坏环境;④改换上去的孔板应妥帖保管,防生锈、防 挤压,输送途中防止磕碰。若是单一孔板能够或许知足计量规模的请求,则更应当注重按期的查抄与维保。孔板长时候未改换,受工艺介质冲洗、侵蚀、杂质聚积等身分的搅扰,其任务面易发生冲洗磨损、孔板变形、任务面结垢等。对此职员未能实时查抄发明,也会形成计量数据的偏差。
 
3 进步计量精度的办法
3.1 优化流程削减操纵失误
       以某海上油田为例,该油田共有油井数 23 口,其单井产宇量散布由低到高的规模约为(3×102)~ (9×104)m3/d。因为该油田油井产宇量规模动摇较大,单一启齿尺寸孔板的满刻怀抱程没法知足单井计量请求(表 1),须要频仍改换孔板。职员手艺程度的 差别,将不可防止地带来操纵失误的环境,影响计量精度。为此经由进程对计量分手器出产流程停止优化设想,扩展孔板流量计的丈量规模以削减职员间接打仗所引发的操纵失误。
       经由进程在原油井计量分手器气相出口增添 1 路气相计量管线和高等一体化孔板流量计,实现差别宇量的油井在不装配改换孔板的环境下,操纵切换流程操纵绝对应的丈量规模的孔板停止计量。
 
       这次革新后,将 2 台高等一体化孔板流量计别离装入 1.065 8 in(27.071 mm)及 2.531 in(64.287 mm)尺 寸的孔板,以实现大孔板和小孔板对该油田全数油井产宇量丈量规模的全笼盖,操纵职员只要开关阀门, 便可实现巨细孔板的流程切换,防止了频仍改换孔板形成破坏。在削减职员任务量与任务强度同时,有用晋升了孔板流量计的计量精度(图 3、图 4)。
       经由进程对孔板流量计的保护,能够或许消弭大局部的影响身分。比方:①按期对取压管线和流量计腔室的积液排放;②经由进程拆检可和时发明孔板及丈量腔室淤泥污垢并实时停止清算;③入夏季前相干管线、仪表附件等的保温查抄;④仪表变送器按期查抄、排放、标定,消弭零点漂移等身分形成的偏差。在办理轨制上,应成立相干的法式(周检、月检、年检),并实时更 新,加强相干手艺培训,加强员工义务心。
4 结 论
       对新投产施工投用的流量计,其丈量偏差发生的缘由多是装配不规范或毛病装配而至。对已长时候投用的流量计,丈量偏差发生的缘由多是保护不 实时、操纵失误或工艺方面的缘由而至。综上所述,经由进程相干的阐发找出流量计丈量偏差发生的缘由并采用改良办法,能力保证出产普通运转。

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