摘要:孔(kǒng)闆流量(liang)計 廣泛(fan)應用于(yú)石油石(shi)化行業(ye)，是獲取(qu)海上油(yóu)田油井(jing)、氣🔆井天(tiān)然氣産(chan)量的重(zhòng)要計量(liang)工具。但(dàn)在長時(shi)間生産(chǎn)運行過(guo)程中，孔(kong)闆流量(liàng)計的計(jì)量數據(ju)會産生(shēng)一定的(de)誤差。産(chan)生這些(xiē)誤差的(de)原因很(hen)多，通過(guò)對孔闆(pan)測量原(yuan)理🤟的研(yán)究，結合(hé)現場實(shi)際運行(háng)情況，分(fèn)析可能(néng)影響孔(kǒng)闆流量(liang)計計量(liang)㊙️精度的(de)因素，并(bing)在此基(ji)礎上提(ti)出相應(yīng)的⭕工藝(yì)流程改(gǎi)進措施(shī)，以提高(gāo)天然氣(qì)⭕産量計(ji)量的正(zheng)确率，爲(wèi)油氣井(jing)精細管(guan)理提供(gong)可靠、正(zhèng)确的數(shu)據支持(chi)。
1孔闆流(liú)量計工(gōng)作原理(li)
　　孔闆流(liú)量計具(ju)有結構(gòu)簡單.安(an)裝簡便(biàn).使用可(ke)靠等特(te)點，是海(hai)上油田(tian)油氣井(jǐng)計量時(shi)最常用(yong)的流量(liang)計。它是(shi)由節流(liu)裝🐅置(孔(kǒng)闆).取壓(yā)裝置、緊(jǐn)固裝置(zhi)和附件(jian)組成。孔(kong)闆流量(liàng)💚計的工(gong)作原理(lǐ)是利用(yong)🏒流體節(jie)流的原(yuán)理，也就(jiu)是當充(chōng)滿管道(dào)的流體(ti)流經管(guan)道内的(de)節🈲流裝(zhuang)置時,流(liu)體将在(zai)節流件(jian)處形成(cheng)局部收(shōu)縮,從而(ér)使流體(tǐ)的流速(su)增加，靜(jing)壓力降(jiang)低，于是(shì)在節流(liu)件前‼️後(hòu)産生了(le)靜壓力(lì)差。由于(yú)✂️其與流(liu)量存在(zài)着--定的(de)函數關(guan)系，流體(tǐ)的流速(su)越大,産(chǎn)生的壓(yā)差也越(yuè)大,可通(tong)過孔闆(pǎn)前後兩(liang)端的取(qǔ)壓裝置(zhì)将差壓(yā)信号傳(chuán)送給差(chà)壓變送(sòng)器,再轉(zhuǎn)換成模(mo)😍拟信号(hào)輸出,通(tong)過遠程(chéng)的流量(liang)計算儀(yi)😄,實現流(liú)體流量(liang)的計量(liang)(圖1)。
 
　　這種(zhong)測量流(liú)量的方(fang)法以水(shui)力學的(de)能量守(shou)恒定律(lü)和流動(dong)連續性(xìng)方程爲(wèi)基礎。天(tian)然氣質(zhi)量流量(liàng)計算基(jī)本公式(shi):
 
　　式中:qm爲(wei)天然氣(qì)質量流(liú)量;ρ1爲天(tiān)然氣在(zài)操作條(tiáo)件下.上(shang)遊取壓(ya)孔處的(de)密度,可(kě)通過計(jì)算或實(shí)測得出(chu);C爲流出(chū)系數;β爲(wèi)直🤞徑比(bi)，β=d/D;d爲操作(zuo)條件孔(kong)闆開孔(kong)直徑;D爲(wei)操作條(tiáo)件上遊(yóu)🌍測量管(guan)内徑;ε爲(wèi)可膨脹(zhàng)性系數(shù);△p爲上下(xià)遊取壓(ya)孔位置(zhì)上所取(qǔ)得.的靜(jing)壓力差(chà)。
　　按天然(ran)氣在操(cao)作條件(jian)下和在(zài)标準參(cān)比條件(jiàn)下密度(dù)與其✂️溫(wen)度☁️、壓力(li)的關系(xì)，并引人(ren)與幹空(kong)氣的相(xiàng)對性推(tuī)導計算(suàn)實用公(gōng)⚽式。天然(ran)氣在标(biāo)準參比(bi)條件下(xià)的體積(jī)流量計(jì)算實用(yòng)公式:
 
　　式(shi)中:qvm爲天(tiān)然氣在(zai)标準參(can)比條件(jiàn)下的體(tǐ)積流量(liàng);Avn爲😍體積(jī)流😍量計(ji)🔞量系數(shù)(其值視(shi)計量單(dān)位而定(ding),秒體積(ji)流量(m³/s)計(jì)量系數(shu)爲3.179×10-6);E爲漸(jian)近📞速度(dù)系數;FG爲(wei)相對密(mi)度系數(shu);FZ爲超壓(yā)縮系數(shù);Fr爲流動(dòng)溫度系(xì)數;P1爲⛹🏻‍♀️孔(kong)闆上遊(yóu)側取壓(ya)孔氣流(liu)絕對靜(jìng)壓。
　　由上(shang)述公式(shì)可以看(kàn)出,氣體(ti)的體積(jī)流量qvn與(yǔ)孔闆開(kai)孔直徑(jìng)d、上下遊(you)取壓孔(kǒng)位置上(shàng)所取得(dé)的靜壓(ya)力差△p有(you)着密切(qiē)的關系(xi)。
2.1流量計(ji)安裝不(bú)合理
　　孔(kǒng)闆流量(liang)計的安(ān)裝應符(fú)合相應(yīng)的安裝(zhuang)規範。根(gen)據GB/T21446--2008《用🐅标(biao)⚽準💛孔闆(pǎn)💰流量計(jì)測量天(tiān)然氣流(liu)量》,節流(liu)裝置應(ying)安裝在(zai)2段具有(you)等直徑(jing)的✨圓形(xing)橫截面(mian)的直管(guan)段之間(jian),毗鄰孔(kǒng)闆的🌈上(shàng)、下遊🙇🏻直(zhí)管段👌應(yīng)符合一(yi)定的技(ji)術♌要求(qiu)。一般情(qing)況下,海(hǎi)上油田(tian)孔⭐闆安(ān)裝要求(qiu)爲:毗鄰(lín)✨孔闆的(de)上遊直(zhí)管段長(zhang)度應爲(wei)10D(D爲測量(liàng)管内徑(jing)),下遊👌直(zhi)管段長(zhang)度應爲(wèi)5D。在實際(jì)安裝的(de)過程中(zhōng)基本可(ke)以🛀滿足(zu)要求,但(dan)往往🌈--些(xie)細節💯問(wèn)題會被(bèi)💯忽視，也(ye)會造成(chéng)安裝誤(wù)差，如:直(zhí)管段内(nei)璧粗糙(cao)度不符(fu)合要求(qiú),引起誤(wù)差;施工(gong)人員領(lǐng)料、用🙇🏻料(liao)不符合(hé)規範,實(shí)際安裝(zhuāng)管道與(yu)設計要(yào)求不符(fu)等。
2.2取壓(ya)與氣流(liu)異常
　　從(cong)地層中(zhong)開采出(chū)的原油(yóu)進人油(you)井計量(liàng)分離器(qì)進行🌂油(you)氣水三(sān)🚶相分離(li),這一過(guò)程中，當(dāng)出現天(tiān)然氣氣(qi)液分📱離(lí)效果不(bu)好或分(fèn)離器内(nei)部結構(gou)件(波紋(wén)闆、捕🔞霧(wù)器)故🔴障(zhang)破損時(shí),也會産(chan)生不利(lì)的影響(xiǎng)因素。如(rú):①會使導(dao)壓管路(lu)、測量腔(qiang)室在長(zhǎng)時🔆間使(shi)用中産(chǎn)生積水(shui)👄、積油現(xiàn)象,嚴重(zhòng)的情況(kuang)下原油(you)中的油(yóu)泥及顆(ke)粒也📐會(huì)進入導(dao)壓管,發(fā)生堵塞(sāi),從而影(yǐng)響計取(qu)壓的正(zhèng)确性,造(zao)成計量(liang)誤差(圖(tu)2);②在冬季(jì),環境氣(qì)🐅溫較低(di)時,有可(kě)能會使(shǐ)積液産(chǎn)生凍堵(dǔ),此時流(liu)量計也(ye)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼不能真(zhēn)實地反(fan)映出孔(kǒng)闆的前(qian)後壓差(cha),造成計(jì)量數據(jù)不正确(que);③儀💛表變(bian)送器經(jīng)過長期(qi)使用,會(hui)發生相(xiàng)應的零(líng)點漂移(yí)，造成測(cè)量數據(jù)偏差。
 
　　依(yī)據GB/T21446--2008《用标(biao)準孔闆(pan)流量計(ji)測量天(tian)然氣流(liú)量》,氣流(liu)通過孔(kong)闆的㊙️流(liu)動應保(bao)持亞音(yīn)速，是穩(wěn)定或僅(jin)随時間(jiān)緩慢變(bian)化的，應(ying)避免脈(mò)動氣流(liu)。當不能(néng)滿足孔(kong)闆安裝(zhuang)直管段(duan)的長🏃度(dù)要求🈲時(shí),應安💜裝(zhuang)阻流件(jian)及流動(dong)調整器(qì),以保證(zhèng)氣流的(de)穩定。
2.3測(cè)量範圍(wéi)選擇不(bu)合理
　　在(zài)正常生(sheng)産中，由(yóu)于油藏(cáng)屬性、地(dì)層能量(liàng)、開采方(fāng)式😄等的(de)不同,每(měi)口油井(jing)的生産(chǎn)狀态與(yu)産量也(yě)會不同(tong)。單--開口(kou)尺寸的(de)孔闆流(liu)量計的(de)計量範(fan)圍是固(gù)定的,一(yi)般情👣況(kuàng)下常⚽用(yong)孔闆的(de)量程比(bǐ)爲1:3。實際(jì)操作中(zhong),應💞根據(jù)油井的(de)開發生(shēng)🌈産方案(àn)中✂️的預(yu)測産氣(qì)量或已(yi)🐅知産氣(qì)量選擇(ze)與之相(xiàng)适應的(de)孔闆進(jìn)行油井(jǐng)的計量(liàng)。
2.4人員操(cāo)作及維(wei)護不當(dang)
　　對高産(chǎn)井與低(dī)産井的(de)計量,由(you)于其産(chǎn)氣量的(de)範圍會(hui)超出🈲測(ce)量範圍(wei),不可避(bì)免的工(gong)作就是(shi)更換不(bú)同孔徑(jing)的孔闆(pǎn),以确保(bǎo)計量的(de)正确性(xìng)。人員的(de)一些操(cao)作失誤(wù)會直接(jiē)導緻計(jì)量數據(jù)不正确(que)。對于該(gāi)項操作(zuò)有着相(xiang)應的嚴(yán)格要求(qiú):①孔闆喇(la)叭口的(de)朝向應(yīng)爲🔴管線(xiàn)下遊方(fāng)向;②安裝(zhuang)拆卸孔(kǒng)闆不能(néng)使用蠻(man)力或尖(jian)銳工具(jù),避免孔(kǒng)🏒闆變形(xing)和工作(zuò)面劃傷(shāng);③安裝密(mì)封圈🈲應(yīng)檢查有(you)🔅無破損(sun)情況;④更(gèng)換下來(lái)的孔闆(pan)應妥善(shàn)保⚽存，防(fáng)生鏽、防(fáng)擠壓,運(yun)送途中(zhōng)避免磕(kē)碰。
　　如果(guǒ)單一孔(kǒng)闆能夠(gòu)滿足計(jì)量範圍(wei)的要求(qiu),則更應(ying)該注意(yì)定期的(de)檢查與(yu)維保。孔(kong)闆長時(shi)間未更(gèng)換,受工(gōng)藝介質(zhi)沖刷、腐(fǔ)蝕、雜質(zhì)堆積等(deng)因素的(de)幹擾,其(qi)工作面(mian)易産生(sheng)沖刷磨(mó)損、孔闆(pan)變形、工(gōng)作面結(jié)垢等。對(duì)❌此人員(yuan)未❓能及(jí)時檢查(cha)發現,也(yě)會造成(cheng)計量數(shù)據的偏(piān)差。
3提高(gao)計量精(jīng)度的措(cuò)施
3.1優化(hua)流程減(jian)少操作(zuo)失誤
　　以(yi)某海上(shang)油田爲(wèi)例,該油(you)田共有(yǒu)油井數(shu)23口,其單(dan)井産氣(qì)量分布(bù)由低到(dào)高的範(fan)圍約爲(wèi)(3x102)~(9x10*)m'/d。由于該(gai)油田油(yóu)井産氣(qì)量範圍(wei)波動較(jiao)大,單一(yi)開口尺(chi)寸孔闆(pan)的滿刻(kè)度量程(cheng)無法🐕滿(mǎn)足單井(jing)計量📱要(yao)求(表🏃🏻‍♂️1),需(xū)要頻繁(fan)更換孔(kǒng)闆。人員(yuan)技能水(shui)平的差(cha)異，将不(bu)可避免(mian)地帶來(lai)操作失(shī)誤的情(qíng)況,影響(xiǎng)計量精(jing)度。爲此(cǐ)通過對(duì)計量分(fen)離器生(shēng)産🔞流程(chéng)進行優(yōu)化設計(ji),擴大孔(kong)闆流量(liang)計的測(cè)量範圍(wéi)以減少(shǎo)人員直(zhí)接接觸(chu)所引起(qǐ)的操作(zuò)🈲失誤。
 
　　通(tong)過在原(yuán)油井計(jì)量分離(li)器氣相(xiang)出口增(zeng)加1路氣(qi)相計量(liang)管線和(he)高級 一(yi)體化孔(kong)闆流量(liang)計 ,實現(xian)不同氣(qi)量的油(you)井在不(bu)拆卸更(gèng)換孔闆(pǎn)的情況(kuàng)🚶下,利用(yong)🌏切㊙️換流(liú)程使用(yòng)相對應(yīng)的測量(liang)範圍的(de)孔闆進(jin)行計量(liang)。
　　此次改(gǎi)造後,将(jiāng)2台高級(jí)一體化(hua)孔闆流(liú)量計分(fèn)别裝入(rù)1.0658in(27.071mm)及2.531in(64.287mm)尺寸(cun)的✂️孔闆(pǎn),以實現(xian)大孔闆(pan)和小孔(kǒng)闆對該(gāi)油田全(quan)部油井(jing)産氣量(liàng)測量範(fan)圍的全(quan)覆蓋,操(cao)作人員(yuán)隻需開(kai)關閥門(men)，即可完(wan)♊成大小(xiao)孔闆的(de)🌐流程切(qiē)換,避免(miǎn)了頻繁(fan)更換孔(kong)闆造成(chéng)損壞。在(zai)減少人(rén)員工作(zuo)量與工(gong)作強度(du)同時，有(you)效提升(sheng)了孔闆(pan)流⭐量計(ji)的計量(liàng)精度(圖(tu)3、圖4)。
 
3.2定期(qī)檢查與(yǔ)維保
　　針(zhen)對上述(shù)産生計(jì)量誤差(cha)的原因(yin)分析中(zhong)可以看(kan)出，通過(guo)對孔闆(pǎn)流量計(ji)的維護(hu)，可以消(xiao)除大部(bu)分的影(ying)響因素(sù)。例如:①定(ding)期對取(qu)壓🔞管線(xian)以及流(liu)量計腔(qiāng)室的積(ji)液排放(fàng);②通過拆(chai)檢可以(yǐ)及時發(fā)現孔闆(pǎn)及測量(liang)腔室淤(yū)泥污垢(gòu)并及時(shi)進行清(qing)理;③人冬(dōng)季前相(xiàng)關管線(xian)、儀表附(fù)件等🛀🏻的(de)保溫檢(jiǎn)查;④儀表(biǎo)變送器(qì)🍓定期檢(jiǎn)查、排💋放(fàng)、标定，消(xiao)除零點(dian)漂移等(deng)因素造(zao)成的誤(wù)差。在管(guǎn)理制度(dù)上,應建(jian)立相關(guān)的程序(xu)(周檢、月(yuè)檢、年檢(jian)),并及時(shí)更新,加(jia)強相關(guān)技能培(pei)訓,增強(qiang)員工責(zé)♌任心。
 
4結(jie)論
　　對于(yú)新投産(chan)施工投(tóu)用的流(liu)量計,其(qí)測量誤(wu)差産生(shēng)的原因(yin)💜多是安(an)裝不規(gui)範或錯(cuo)誤安裝(zhuang)所緻。對(dui)于已長(zhǎng)時💞間投(tou)用的💃流(liu)量計,測(cè)量誤差(cha)産生的(de)原因多(duo)是❌維護(hù)不及時(shi).操🌐作失(shī)誤🌈或工(gōng)藝方面(mian)的原因(yīn)所緻。綜(zong)📐上所述(shu)，通💞過相(xiang)關的分(fen)析找出(chū)🚩流量計(ji)測🤞量誤(wù)差産生(sheng)的原因(yīn)并采取(qu)改善措(cuo)施,才能(neng)保障生(shēng)産正常(chang)運行。

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