采油厂流量仪表选型探讨

   2023-10-05 互联网2100
核心提示:问题的提出采油厂流量计量主要是指对油、气、水及其混合物的计量。根据流体性质、流量大小、流动状态以及使用条件的不同,需要

    问题的提出

    采油厂流量计量主要是指对油、气、水及其混合物的计量。根据流体性质、流量大小、流动状态以及使用条件的不同,需要选用不同的符合现场情况的计量仪表。流量计的选型直接影响到计量的准确度,其重要性显而易见。

    流量计选型是指按照生产要求,根据被测流体的性质及流动情况,综合考虑测量的准确性、安全性和经济性,确定测量仪表的型式和规格。

    在多年的计量工作实践中,经过反复试验和论证,逐渐摸索出了一套先进可行的仪表选型方法,通过更换和改进,不断优化计量仪表,使计量误差不断降低,满足了现场计量需要。

    流量计量仪表的优选

    1 根据油质的不同选用不同的原油计量仪表

    中原油田采油五厂单井原油计量一直使用的是椭圆齿轮流量计,它是通过测定壳体和齿轮之间形成的计量容积即计量腔来进行计量的。这种流量计的特点是测量精度高,全机械直读式,无需外部动力,可直接获得累计总量,清晰明了。但是,对于严重出砂油井产出液的计量,由于是齿轮传动,很容易造成流量计卡阻。因此,流量计时常需要维修,而且在运行一定时间后,标准计量腔会因磨损而增大,使流量漏失,从而造成计量负误差。在这种情况下,选用椭圆齿轮流量计是不合适的,而应该选用螺旋双转子流量计来计量含砂量较大的原油。实践证明,椭圆齿轮流量计一般仅使用3年就报废,而螺旋双转子流量计则至少可以使用5年。

    另外,在实践中还发现,稠油计量不适合使用椭圆齿轮流量计。经过论证,选用了通用电子流量计,这种流量计的特点是:精度高、量程比宽,防砂、防结垢、防杂质,并且结构简单,配件互换性强,易拆卸、易维修。经过在部分计量站使用,效果很好。

    2 根据流量大小选用不同量程的水计量仪表

    根据流量大小来正确地选择仪表的型式和规格,也是保证仪表使用寿命和准确度的重要一环。仪表量程范围的选择,主要是仪表刻度上限的选择。选小了,易过载,损坏仪表;选大了,影响测量的准确性。一般选择的原则是,实际运行中最大流量值是仪表最大量程的1.2~1.3倍。

    由于历史的原因,中原油田采油五厂计量站在最初建站时注水井计量仪表设计安装的都是Φ50型干式高压水表,其流量范围在1.2~30m3/h之间。油田经过多年的开发,目前中原油田采油五厂有约12.5%的注水井注水量小于水表流量下限,造成计量误差偏大。

    经过认真研究,采取了两种解决方法:一是根据配注水量确定不同的水表口径,使水表流量范围满足注水井实际流量要求;二是使用能控制流量的仪表,选择统一口径,仪表根据配注水量自动调节水流量。

    对于第二种方案,选择了高压流量自控仪。高压流量自控仪是把流量计、流量阀和控制器有机地集成在一起的机电一体自动化仪表,既能实现手动控制又能实现自动控制,最大优点是能够达到平稳精确注水的效果。由于相当一部分计量站采用一台单体增注泵同时给几口水井进行高压增注来注水的方法,而每口井地层压力不同、配注水量也不同,就会给单井注水量准确控制带来难度。自控仪则可以根据输入的配注水量自动调节水流量,当水流量达到给定值时便始终以此流量运行,实现平稳注水。

    3 根据现场的环境条件选用合适的水计量仪表

    为保证流量计的计量准确性,同时尽可能延长其使用寿命,在选型时还应考虑仪表的防振要求。

    中原油田采油五厂37#、54#等部分新建计量站在建站设计时,设计单位将单井注水流程的计量仪表设计、选用为漩涡流量计(又称为涡街流量计)。漩涡流量计是一种速度式流量计,不受流体温度、压力、成分、粘度和密度的影响,并且结构简单,无运动件,具有精度高,使用寿命长等特点。但是,怕振动是漩涡流量计最大的缺点。由于流量计安装在增注泵出口,距离非常近,增注泵的振动经过钢管线几乎没有衰减地直接传送给流量计,造成流量计在管线中没有水流过时仍然计数的现象,使计量误差达到3.0%~7.5%,严重影响了计量的准确度。

    对此,经过认真分析和论证,将这部分漩涡流量计全部更换为可拆式涡轮流量计。涡轮流量计具有如下诸多优点:

    (1)不受外界振动影响;    

    (2)量程范围大,为12~360m3/d,准确度高,误差在2%以内;

    (3)读数清晰方便,具有瞬时和累积流量显示功能,便于水量调控;

    (4)表芯与表头能从壳体上整体拆出,检修方便。

    经过现场对比实验,使用可拆式涡轮流量计后计量误差比以前大幅度降低,实际仅为0.2%~1.5%。

    结语

    没有一种流量计量仪表对各种流体及流动情况都能适用,每种流量计都有它独特的优点和缺点。不同的流量计具有不同的结构和性能特点,适应于不同的使用方法和使用条件。因此,应在对现场情况和仪表特性作全面研究分析的基础上,选择适合于生产需要的,既安生可靠又经济耐用的最佳类型。


 
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