智能流量計量表在高壓凝析油（氣）井的應用

發(fā)布：2018-12-18 | 點擊：人次

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隨著塔河油田的開發(fā)建設，油田逐步從外延發(fā)展向內涵挖潛轉移，通過節(jié)能降耗、提高效益來增加競爭力。為此塔河油田評價二區(qū)進行了原油管網節(jié)能技術改造，在T759、T759-1、KZ3、S108-1四口高壓凝析油（氣）井附近試點建造一座高壓凝析油（氣）井閥組計量站，集中計量輸送該四口井的高壓凝析油（氣），高壓天然氣計量的準確與否對此閥組站節(jié)能降耗工作的開展至關重要。

1 旋進旋渦流量計的結構

1.1 結構特點

對于氣體的計量，由于其密度受溫度、壓力的影響較大，為了能準確計量氣體介質的體積流量，必須同時跟蹤檢測介質的溫度和壓力，并將不同工況下的氣體流量轉換成標準狀態(tài)下（P=101.325KPA，T=293.15K）的體積流量。隨著科技發(fā)展，旋進旋渦流量計已由非智能型發(fā)展到智能型，功能進一步完善，穩(wěn)定性也進一步加強。下面簡單介紹一下CUYD系列智能旋進旋渦氣體流量計的結構特點。

1.2 流量計的結構

CUYD型旋進旋渦流量計主要由以下四大部件（見圖2-2）組成：①旋進旋渦流量傳感器D，又由旋渦發(fā)生體D1、殼體D2、旋渦檢測組體D3、除旋整流器D4組成；②流量積算儀B，又由外殼B1、溫度接口B2、壓力接口B3、顯示窗口B4、輸出接口B5組成；③溫度傳感器組件C；④壓力傳感器組件A。

1.3 主要特點

集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體，可檢測工作介質的溫度、壓力和流量，并進行自動補償和壓縮因子自動修正，可直接檢測氣體的標準體積流量或飽和蒸氣的質量流量；無機械可動件，不易腐蝕、可靠度及穩(wěn)定性好，長期工作無須維護。溫度、壓力以及流量等參數可顯示于LCD屏上，又可用4—20mA標準模擬信號輸出與自動化系統(tǒng)接口；機內可憑內置電池工作，又可由外接電源供電運行；具有防爆功能，可用于有爆炸性危險的場所。

2 旋進旋渦流量計工作原理

2.1 流量傳感器工作原理

旋進旋渦流量計屬于速度式測量儀表。它通過測量與流量成正比的頻率信號，來測量流體的體積流量。進入流量計的流體，通過旋渦發(fā)生器產生旋渦流，旋渦流在文丘利管中旋進，至達收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速。

2.2 流量積算儀工作原理

CUYD型流量計主要用于氣體的測量，積算儀中微處理器按照氣態(tài)方程進行溫壓補償。

氣態(tài)方程如下：Vn=Zn/Zg×（Pg+Pa）/Pn×Tn/Tg×Vg

式中：Vn—標準狀態(tài)下的體積量，Nm3；

Vg—未經修正的體積量，Nm3；

Zn—標準狀態(tài)下的壓縮系數；

Zg—工作狀態(tài)下的壓縮系數；

Pn—標準大氣壓，101.325KPA；

Pg—流量計壓力檢測點處的表壓，KPA；

Pa—當地大氣壓，KPA；

Tn—標準狀態(tài)下的絕對溫度，293.15K；

Tg—被測介質的絕對溫度，（273.15+t）K；

t—被測介質的攝氏溫度，℃。

根據以上原理公式得知：Vg、Zn、Zg、Pn、Pg、Pa、Tn、Tg各參數恒定不變時，Vn（標準狀態(tài)下的體積量）會隨著t（被測介質的攝氏溫度）高低而變化[1][2]。

3 氣體計量的誤差損失

以T759閥組站進站T759、T759-1、KZ3三口高壓凝析油（氣）井為例，采用法蘭取壓的孔板流量計，計算日產氣量如圖3。

以T759井為例計算旋渦流量計的溫度變化影響氣體計量誤差情況，與采用法蘭取壓的孔板流量計計量日產數據（12.6km3/d）進行對比，將計量誤差控制在單位要求±3%以內。根據公式如下：Vn=Zn/Zg×（Pg+Pa）/Pn×Tn/Tg×Vg，設定：Vg、Zn、Zg、Pn、Pg、Pa、Tn、Tg各參恒定不變時，在被測介質不同攝氏溫度下，Vn（標準狀態(tài)下的體積量，Nm3）數據如圖4、表1和表2。

表1 T759閥組站單井參數變化表

表2 T759井不同溫度下參數變化表

4 結論

通過多井次不同溫度的條件進行分析后得出以下結果：

（1）計量被測介質的攝氏溫度低于4℃以后易產生水化合物，使管線出現凍堵現象從而影響計量數據的準確率；

（2）計量被測介質的攝氏溫度高于30℃以后，逐漸接近凝析油的沸點易使凝析油氣化，并影響正常的安全生產；

（3）計量被測介質的攝氏溫度在大于15℃小于27℃時，符合生產有求；

（4）在塔河油田高壓凝析油（氣）井輸送過程，輸送介質溫度會影響計量的誤差。

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