智能流量計量表在高壓凝析油（氣）井的應用

發布：2018-12-18 | 點擊：人次

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隨著塔河油田的開發建設，油田逐步從外延發展向內涵挖潛轉移，通過節能降耗、提高效益來增加競爭力。為此塔河油田評價二區進行了原油管網節能技術改造，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下（P=101.325KPA，T=293.15K）的體積流量。隨著科技發展，旋進旋渦流量計已由非智能型發展到智能型，功能進一步完善，穩定性也進一步加強。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方程進行溫壓補償。

氣態方程如下：Vn=Zn/Zg×（Pg+Pa）/Pn×Tn/Tg×Vg

式中：Vn—標準狀態下的體積量，Nm3；

Vg—未經修正的體積量，Nm3；

Zn—標準狀態下的壓縮系數；

Zg—工作狀態下的壓縮系數；

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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