氣田的(de)井叢控(kòng)制系統(tǒng)分爲井(jǐng)口部分(fen)、彙管部(bu)分、注甲(jiǎ)醇💜和注(zhu)緩蝕劑(ji)部分、預(yù)留部分(fen)以及分(fèn)散控制(zhi)系統DCS組(zu)💜成。井口(kou)部分使(shi)用大小(xiao)孔闆流(liú)量計
，井(jǐng)叢運行(hang)前期流(liu)量較小(xiao)，采用小(xiao)孔闆用(yòng)于檢測(ce)流量👉，待(dai)穩🏃♂️定之(zhi)後，天然(ran)氣流量(liang)增大，運(yùn)用大孔(kong)闆用于(yu)檢測⭐流(liú)量。
進入(ru)了21世紀(ji)，測控随(sui)着自動(dong)化技術(shù)以及機(jī)電一體(ti)化🔞的潮(cháo)流而有(yǒu)益發展(zhan)。一般的(de)機電一(yī)體化系(xi)統是由(you)傳感系(xi)統能源(yuan)系統、信(xin)息處理(li)系統、機(ji)械結構(gou)等部件(jiàn)組成的(de)。測量技(jì)術是機(jī)電一體(ti)化重要(yao)的的組(zǔ)成部分(fèn)。
工程概(gài)況
從油(you)田的現(xian)狀來看(kàn)，機電一(yī)體化技(ji)術還沒(mei)有達到(dao)👈廣泛應(ying)用的地(di)步。油田(tian)的自動(dòng)化程度(du)越來越(yue)高，測控(kong)技術已(yi)🌍經在油(yóu)田建設(she)中發揮(hui)着重要(yào)作用。
氣(qì)田井叢(cóng)工藝原(yuán)理如圖(tú)1所示。
氣(qi)田一個(gè)井叢一(yī)般包括(kuò)3口單井(jǐng)。每單井(jǐng)采出的(de)天然氣(qi)經過⭐注(zhu)甲醇和(hé)緩蝕劑(ji)的處理(li)後，再将(jiāng)處理過(guo)的天然(ran)氣進行(hang)節流調(diao)壓彙入(rù)井叢彙(hui)管外輸(shū)至中央(yāng)處理廠(chǎng)(CPF)。一般而(er)言，一個(gè)大的中(zhōng)央處理(lǐ)廠(CPF)能接(jie)收30~40個井(jing)叢的外(wài)輸天然(ran)🍉氣，能接(jie)收大概(gài)100多口井(jing)的外輸(shu)天然氣(qì)。每口單(dān)井采氣(qì)樹❤️設置(zhì)壓力參(can)數檢測(ce)設備✌️，--旦(dan)井下的(de)壓力過(guo)高或者(zhe)壓力變(biàn)化過于(yu)迅速，井(jǐng)下的壓(ya)力變送(sòng)器将壓(ya)力信号(hào)及時的(de)将井底(dǐ)和井口(kǒu)的壓力(li)參數上(shàng)傳至🛀🏻井(jing)叢控制(zhì)室内的(de)分👄散控(kòng)制系統(tong)DCS上。分散(sàn)控制系(xì)統DCS将會(hui)發出命(mìng)令根據(ju)壓力的(de)升高情(qíng)況和變(bian)化速率(lǜ)，決定關(guān)閉井底(di)安全閥(fá)，還是井(jing)🤞口安全(quán)閥，或者(zhě)同時關(guān)閉井底(di)和井口(kǒu)安全閥(fá)确保♌采(cǎi)氣☁️樹的(de)安全,保(bao)證安全(quán)🈲生産。井(jǐng)下的壓(yā)力變送(sòng)器就像(xiàng)觀察♈井(jing)下情況(kuàng)的眼睛(jing)和耳🍓朵(duǒ)，時時檢(jian)測井下(xià)壓力參(can)數的變(biàn)化情況(kuàng)，輸送出(chu)4~20mA的電流(liu)信号，一(yī)旦達🐇到(dào)危險地(di)極限，及(jí)時🚶通知(zhi)井叢💃🏻的(de)大腦-分(fen)散控制(zhì)系統DCS，由(yóu)分散控(kòng)制系統(tǒng)DCS,做出🌈判(pàn)斷，并且(qie)依據所(suǒ)做出的(de)判斷，來(lái)下達相(xiang)應的指(zhǐ)令。流量(liang)計比選(xuan)
每單井(jing)井口流(liu)量檢測(ce)并遠傳(chuán)，高、低流(liú)量報警(jǐng)信号傳(chuán)入📐分散(san)控制系(xi)統DCS中，如(rú)果流量(liàng)過低聯(lian)鎖控制(zhì)節流閥(fá)，适當的(de)控制節(jiē)流閥🛀🏻的(de)開度，保(bǎo)持流量(liang)的穩定(ding)性。
各類(lei)流量儀(yi)表都有(you)自己的(de)特點。選(xuǎn)型的目(mù)的就是(shi)爲了在(zài)☂️衆多的(de)産品中(zhong)選出适(shì)合工況(kuang)條件的(de)儀表。要(yao)想選擇(ze)最佳♻️的(de)儀表，必(bi)須從儀(yi)表本身(shen)和被測(cè)對象兩(liǎng)方面考(kao)慮。首先(xiān)當♻️然要(yào)确認儀(yí)表🌂安裝(zhuāng)的必要(yao)性，工程(chéng)實際中(zhong)是否真(zhēn)的需要(yao)安裝流(liú)量儀表(biao)。确定🔞了(le)必要性(xing)之後，如(ru)果隻希(xī)望知道(dào)流體在(zai)管道中(zhong)是否流(liú)動和大(da)體流量(liang)值，采用(yòng)價🐪格低(di)廉的流(liú)量指示(shi)器即可(kě)。其次，了(le)解流體(ti)的特性(xing)和參數(shu)，初選流(liu)量測量(liàng)🔱的方法(fǎ)和儀表(biao)。除了一(yī)些非常(chang)明顯不(bu)合适的(de)儀👨❤️👨表類(lèi)型之外(wài)，餘下幾(ji)種方案(an)進行下(xià)一步深(shen)入的比(bi)☂️較。分析(xi)主要從(cong)五個方(fāng)面進行(háng)的，即儀(yi)表📞的性(xing)能，流✔️體(ti)特性方(fāng)面，安裝(zhuang)條件方(fāng)面，環境(jìng)條件方(fang)面和經(jing)濟因素(sù)等。
氣體(tǐ)流量計(ji)
的種類(lei)非常多(duō)，但是常(chang)用的有(you)以孔闆(pan)爲代表(biǎo)的節流(liu)裝置，渦(wo)街🔞，金屬(shǔ)管浮子(zǐ)，旋進旋(xuán)渦和
氣(qi)體渦輪(lun)流量計(jì)
。由于以(yǐ)上幾種(zhǒng)流量計(jì)的原理(li)不同，所(suǒ)以它們(men)所測量(liàng)🛀的流量(liàng)下限要(yào)求不同(tóng)，精度不(bu)同，價格(ge)也不相(xiang)同。孔闆(pǎn)流量計(jì)測量氣(qì)體時壓(yā)力損失(shi)大，對流(liu)量下限(xian)有一定(ding)要求，它(ta)适用于(yu)測量精(jing)度要求(qiú)⛹🏻♀️不高，介(jiè)質流量(liàng)正常的(de)場所。
渦(wo)街流量(liang)計
對氣(qi)體介質(zhì)流量下(xia)限有一(yī)定要求(qiu)，如果流(liú)量正常(cháng)它的測(cè)量精度(du)完全可(ke)以滿足(zú)。
金屬管(guǎn)浮子流(liú)量計
對(dui)壓力有(yǒu)一定要(yao)求，壓力(lì)過小，浮(fú).子将無(wú)法工作(zuo)，它可以(yi)用于☎️測(ce)量流量(liang)較小的(de)介質，但(dàn)由于的(de)它的管(guan)徑最❗大(dà)隻能做(zuo)DN150，所以它(ta)不‼️能測(cè)量大口(kǒu)徑管道(dào)氣體流(liu)量。
旋進(jin)旋渦流(liu)量計
主(zhǔ)要用于(yú)天然氣(qi)的測量(liang)，主要優(yōu)點是沒(méi)有機械(xie)轉動部(bu)件，不易(yì)腐蝕、可(ke)靠度高(gāo)、穩定性(xing)好，長期(qī)工作無(wú)須維⛷️護(hu)。但是旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)測量含(han)水、含油(you)、含沙的(de)天然氣(qi)較爲困(kùn)難，并🈲且(qie)測量的(de)高流量(liang)的天然(rán)氣✏️顯得(de)力不從(cong)心。
氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計也(ye)是主要(yao)用于天(tiān)然氣介(jie)質測量(liang)💃是一💜種(zhǒng)速度式(shì)儀表，對(dui)安裝有(yǒu)直管段(duàn)要求。測(cè)量精度(du)比較正(zheng)确，但是(shì)氣體渦(wo)輪流量(liàng)計裏面(miàn)有可疑(yi)快速轉(zhuan)動的氣(qì)體渦輪(lún)，所以使(shǐ)用時間(jian)長之後(hou)，氣體渦(wo)♋輪容易(yi)磨損，造(zao)成計量(liang)不準确(què)。如果天(tiān)然氣介(jie)質内含(hán)有較多(duo)的雜質(zhì)，容易損(sǔn)壞氣體(ti)渦輪。
孔(kǒng)闆，渦街(jiē)可以用(yòng)于各種(zhǒng)口徑管(guan)道氣體(ti)介質測(ce)量，隻✏️是(shi)對流量(liang)下限有(yǒu)一定要(yào)求，金屬(shǔ)管浮子(zi)流量計(jì)⭐可用于(yú)DN150以下管(guan)道介質(zhi)測量。
綜(zong)合以上(shang)的考慮(lǜ)以及的(de)現場實(shi)際情況(kuang)。從氣田(tian)井口出(chū)🍓來✏️的天(tian)然氣，容(rong)易含水(shuǐ)、含油、含(han)氣。雜質(zhi)成分比(bǐ)較複雜(zá)。并📱且投(tóu)産初期(qī)天然氣(qi)産量比(bǐ)較小，随(sui)着逐步(bu)的開發(fā)和生産(chǎn)穩定💚，天(tiān)然氣的(de)産量逐(zhu)漸達到(dao)峰值，之(zhi)後随着(zhe)生産的(de)進一步(bu)深入，井(jǐng)口天然(ran)氣産量(liàng)逐漸進(jin)人衰竭(jié)期。也就(jiu)是🈲說天(tiān)然氣産(chan)♍量要經(jing)曆低⭕-高(gāo)-低的過(guò)程。對于(yu)流量計(ji)的算則(zé)就非常(chang)困難。因(yīn)爲每種(zhǒng)流量計(ji)都有自(zì)己的固(gu)定量程(cheng)。如果用(yong)測量低(di)📱流量的(de)流量計(jì)，那麽天(tiān)然氣産(chǎn)量達到(dao)峰❌值的(de)時候，低(dī)流量流(liu)量計将(jiang)無法測(cè)量天然(rán)氣産量(liang)。如果用(yong)測🆚量高(gao)流量的(de)流量計(ji)，那麽⭐天(tiān)然氣産(chǎn)量比較(jiao)小的時(shí)候，高流(liu)量流量(liang)計将計(jì)量🌈不準(zhun)确或者(zhe)根本無(wú)法計🚶量(liàng)天然氣(qi)産量。
孔(kǒng)闆流量(liàng)計
針對(dui)工程實(shi)際情況(kuang)，氣田井(jǐng)叢天然(ran)氣流量(liàng)測量使(shi)用了帶(dài)兩塊孔(kǒng)闆，可以(yǐ)在線更(geng)換的的(de)孔闆流(liú)量計。小(xiǎo)孔‼️闆主(zhu)要針對(duì)生産前(qián)期和後(hou)期，天然(rán)氣流量(liàng)比較小(xiao)的情況(kuang)。而大孔(kǒng)闆主要(yào)針對天(tiān)然🌈氣生(sheng)産達到(dào)峰值，天(tian)然氣流(liu)量非常(chang)大的情(qíng)況。根據(jù)孔闆口(kou)徑計算(suàn)公式:
Qv=CεA/sqr(20P/(1-β4)/ρ1)
其(qí)中:C一流(liú)出系數(shu);
E--可膨脹(zhàng)系數;
A一(yī)節流件(jian)開孔截(jié)面積，ｍ³;
△P一(yī)節流裝(zhuang)置輸出(chū)的差壓(ya)，Pa;
β一直徑(jing)比;.
ρ1一被(bei)測流體(tǐ)在I-I處的(de)密度，kg/ｍ³;
Qv一(yī)體積流(liu)量，m/h.
标準(zhun)孔闆的(de)流出系(xi)數C由裏(li)德一哈(hā)利斯、加(jia)拉赫(Reader-Harris/Gallagher)公(gōng)式💃🏻确定(dìng)。在💯保📱持(chí)管徑不(bú)變的情(qíng)況下，隻(zhī)需要改(gǎi)變孔闆(pan)的⭕開孔(kong)尺寸💛，就(jiù)可以改(gǎi)變測量(liang)範圍。這(zhe)樣就提(tí)高了測(ce)量的精(jing)度。并且(qiě)巧🐕妙的(de)躲開了(le)孔闆流(liú)量計量(liang)程比隻(zhī)有3:1,測量(liàng)範圍窄(zhai)的問題(ti)。雖然孔(kǒng)闆流量(liàng)計現🍉場(chǎng)安裝條(tiao)件⭕要求(qiú)比較高(gāo)🌂，需要比(bǐ)較長的(de)的直管(guǎn)段，但是(shi)氣田井(jing)☎️叢的廠(chǎng)區大，能(neng)夠提供(gòng)較長的(de)直接管(guǎn)段。這個(gè)問♌題可(ke)以解決(jué)。孔闆的(de)檢測件(jian)與差壓(ya)顯示儀(yi)表之間(jian)的引壓(yā)管💋線是(shì)比較薄(bao)弱的環(huán)節，比較(jiào)容♉易産(chǎn)生洩露(lu)、凍堵、凍(dòng)結及信(xìn)号失真(zhēn)等故障(zhàng)。選擇質(zhì)量可靠(kao)的引壓(ya)管和電(diàn)纜，并且(qie)要求現(xiàn)場施工(gōng)的工🤞人(ren)按照國(guo)家的标(biao)準安裝(zhuang)方式安(ān)裝，避免(mian)今後運(yun)行中的(de)隐患。
結(jié)語
孔闆(pan)流量計(ji)的許多(duō)優點在(zai)氣田的(de)井叢可(kě)以得以(yǐ)充分的(de)展示。易(yi)于複制(zhì),簡單,牢(lao)固,性能(néng)穩定可(ke)靠，價格(gé)低，使用(yong)期限長(zhǎng)，标準型(xing)的檢測(cè)件爲全(quan)世界通(tong)用，國際(jì)标準化(huà)組織和(hé)國際計(jì)量組織(zhī)均認可(ke)的産品(pin)。而且孔(kong)闆無須(xu)個别🏃♂️校(xiào)準，維護(hù)🥰成本很(hěn)低♉，對于(yú)介質的(de)潔淨程(chéng)度要求(qiú)不是很(hěn)高。這都(dōu)非常符(fú)合現場(chǎng)的實際(ji)需要。大(dà)小兩塊(kuai)孔闆可(ke)以實現(xian)在線更(geng)換，降低(dī)了操作(zuò)難度，降(jiàng)低🔱了維(wéi)護💜成本(ben)。可換🚶♀️孔(kong)闆的流(liu)量計的(de)使用，提(tí)高了計(ji)量📧精度(dù)，降低了(le)投資😘成(cheng)本。始終(zhōng)可以使(shi)孔闆流(liú)量計保(bao)持高效(xiao)、穩👨❤️👨定、低(dī)成本的(de)運行狀(zhuàng)态。
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