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孔板流量計偏差闡發與改良辦法

作者:鄭 武 來歷:中海煤油(中國)無限公司天津分公司遼東功課公司 宣布時候:2019-05-07 14:05:34

 摘 要:孔板流量計普遍操縱于煤油石化行業,是獲得海上油田油井、氣井自然氣產量的主要計量東西。但在長時候出產運轉進程中,孔板流量計的計量數據會發生必然的偏差。發生這些偏差的緣由良多,經由進程對孔板丈量道理的研討,連系現場現實運轉環境,闡發能夠或許影響孔板流量計計量精度的身分,并在此根本上提出響應的工藝流程改良辦法,以進步自然氣產量計量的精確度,為油氣井邃密辦理供給靠得住、精準的數據撐持。

 
1 孔板流量計任務道理
        孔板流量計具備布局簡略、裝配簡潔、操縱靠得住性高檔特色,是海上油田油氣井計量時zui經常操縱的流量計。它是由節省裝配(孔板)、取壓裝配、緊固裝配和附件構成。孔板流量計的任務道理是操縱流體節省的道理,也便是當布滿管道的流體流經管道內的節省裝配時,流體將在節省件處構成局部縮短,從而使流體的流速增添,靜壓力下降,因而在節省件前后發生了靜壓力差。因為其與流量存在著必然的函數干系,流體的流速越大,發生的壓差也越大,可經由進程孔板前后兩頭的取壓裝配將差壓旌旗燈號傳遞給差壓變送器,再轉換成摹擬旌旗燈號輸入,經由進程長途的流量計較儀,實現流體流量的計量(圖 1)。
孔板任務道理
        這類丈量流量的體例以水力學的能量守恒定律和活動持續性方程為根本。
 
       自然氣品質流量計較根基公式:
QQ截圖20200507141038.jpg
式中: mq 為自然氣品質流量;ρ1 為自然氣在操縱前提下下流取壓孔處的密度,可經由進程計較或實測得出;C 為流出系數;β 為直徑比,β = d D/ ;d 為操縱前提孔板開孔直徑;D 為操縱前提下流丈量管內徑;ε為可收縮性系數;Δp 為高低游取壓孔地位上所獲得的靜壓力差。
 
        按自然氣在操縱前提下和在規范參比前提下密度與其溫度、壓力的干系,并引入與干氛圍的絕對性推導計較適用公式。
自然氣在規范參比前提下的體積流量計較適用公式:
QQ截圖20200507141042.jpg
       式中: vn q 為自然氣在規范參比前提下的體積流量;Avn 為體積流量計量系數(其值視計量單元而定,秒體積流量(m3/s)計量系數為 3.179×10-6);E 為漸近速率系數;FG 為絕對密度系數;FZ 為超緊縮系數;FT為活動溫度系數;P1 為孔板下流側取壓孔氣流絕對靜壓。
 
        由上述公式能夠或許看出,氣體的體積流量 vn q 與孔板開孔直徑 d 、高低游取壓孔地位上所獲得的靜壓力差 Δp 有著緊密親密的干系。
 
2 計量偏差的緣由闡發
2.1 流量計裝配不公道
        孔板流量計的裝配應合適響應的裝配規范。按照 GB/T 21446—2008《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》,節省裝配應裝配在 2 段具備等直徑的圓形橫截面的直管段之間,鄰接孔板的上、下流直管段應合適必然的手藝請求。普通環境下,海上油田孔板裝配請求為:鄰接孔板的下流直管段長度應為 10 D(D為丈量管內徑),下流直管段長度應為 5 D。在現實裝配的進程中根基能夠或許知足請求,但常常一些細節題目會被輕忽,也會形成裝配偏差,如:直管段內壁粗拙度不合適請求,引發偏差;施工職員領料、用料不合適規范,現實裝配管道與設想請求不符等。
 
2.2 取壓與氣流非常
       從地層中開采出的原油進入油井計量分手器停止油氣水三相分手,這一進程中,當呈現自然氣氣液 分手結果不好或分手器外部布局件(漣漪板、捕霧器)毛病破壞時,也會發生倒霉的影響身分。如:①會使導壓管路、丈量腔室在長時候操縱中發生積水、積油景象,嚴峻的環境下原油中的油泥及顆粒也會進入導壓管,發生梗塞,從而影響計取壓的精確性,形成計量偏差(圖 2);②在夏季,環境氣溫較低時,有能夠或許會使積液發生凍堵,此時流量計也不能實在地反應出孔板的前后壓差,形成計量數據不精確;③儀表變送器顛末持久操縱,會發生響應的零點漂移,形成丈量數據偏差。
孔板油泥污垢
 
       按照 GB/T 21446—2008《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》,氣流經由進程孔板的活動應堅持亞音速,是不變或僅隨時候遲緩變更的,應防止脈動氣流。當不能知足孔板裝配直管段的長度請求時,應裝配阻流件及活動調劑器,以確保氣流的不變。
 
2.3 丈量規模挑選不公道
       在普通出產中,因為油藏屬性、地層能量、開采體例等的差別,每口油井的出產狀況與產量也會差別。單一啟齒尺寸的孔板流量計的計量規模是牢固的,普通環境下經常操縱孔板的量程比為 1∶3。現實操縱中,應按照油井的開辟出產計劃中的展望產宇量或已 知產宇量挑選與之相順應的孔板停止油井的計量。
 
2.4 職員操縱及保護不妥
       對高產井與低產井的計量,因為其產宇量的規模會超越丈量規模,不可防止的任務便是改換差別孔徑的孔板,以確保計量的精確性。職員的一些操縱失誤解間接致使計量數據不精確。對該項操縱有著響應的嚴酷請求:①孔板喇叭口的朝向應為管線下流標的目的;②裝配裝配孔板不能操縱蠻力或鋒利東西,防止孔板變形和任務面劃傷;③裝配密封圈應查抄有沒有破壞環境;④改換上去的孔板應妥帖保管,防生銹、防 擠壓,輸送途中防止磕碰。若是單一孔板能夠或許知足計量規模的請求,則更應當注重按期的查抄與維保。孔板長時候未改換,受工藝介質沖洗、侵蝕、雜質聚積等身分的攪擾,其任務面易發生沖洗磨損、孔板變形、任務面結垢等。對此職員未能實時查抄發明,也會形成計量數據的偏差。
 
3 進步計量精度的辦法
3.1 優化流程削減操縱失誤
       以某海上油田為例,該油田共有油井數 23 口,其單井產宇量散布由低到高的規模約為(3×102)~ (9×104)m3/d。因為該油田油井產宇量規模動搖較大,單一啟齒尺寸孔板的滿刻懷抱程沒法知足單井計量請求(表 1),須要頻仍改換孔板。職員手藝程度的 差別,將不可防止地帶來操縱失誤的環境,影響計量精度。為此經由進程對計量分手器出產流程停止優化設想,擴展孔板流量計的丈量規模以削減職員間接打仗所引發的操縱失誤。
孔板尺寸及滿刻度流量表
       經由進程在原油井計量分手器氣相出口增添 1 路氣相計量管線和高等一體化孔板流量計,實現差別宇量的油井在不裝配改換孔板的環境下,操縱切換流程操縱絕對應的丈量規模的孔板停止計量。
 
       這次革新后,將 2 臺高等一體化孔板流量計別離裝入 1.065 8 in(27.071 mm)及 2.531 in(64.287 mm)尺 寸的孔板,以實現大孔板和小孔板對該油田全數油井產宇量丈量規模的全籠蓋,操縱職員只要開關閥門, 便可實現巨細孔板的流程切換,防止了頻仍改換孔板形成破壞。在削減職員任務量與任務強度同時,有用晉升了孔板流量計的計量精度(圖 3、圖 4)。
革新流程表示圖
       經由進程對孔板流量計的保護,能夠或許消弭大局部的影響身分。比方:①按期對取壓管線和流量計腔室的積液排放;②經由進程拆檢能夠或許實時發明孔板及丈量腔室淤泥污垢并實時停止清算;③入夏季前相干管線、儀表附件等的保溫查抄;④儀表變送器按期查抄、排放、標定,消弭零點漂移等身分形成的偏差。在辦理軌制上,應成立相干的法式(周檢、月檢、年檢),并實時更 新,加強相干手藝培訓,加強員工義務心。
孔板參數設置圖
4 結 論
       對新投產施工投用的流量計,其丈量偏差發生的緣由多是裝配不規范或毛病裝配而至。對已長時候投用的流量計,丈量偏差發生的緣由多是保護不 實時、操縱失誤或工藝方面的緣由而至。綜上所述,經由進程相干的闡發找出流量計丈量偏差發生的緣由并采用改良辦法,能力保證出產普通運轉。

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