摘要:孔闆流量(liàng)計 廣泛應用于(yu)石油石化行業(yè)，是獲取海上油(yóu)田油井、氣井⭕天(tiān)然氣産量的重(zhòng)要計量工具。但(dan)在長時間生産(chǎn)運行過程中，孔(kong)闆流量計的計(ji)量數據會産生(shēng)一定的誤差。産(chǎn)生這些誤✌️差的(de)原因很多，通過(guò)對孔闆測量原(yuan)理的研究，結🔆合(hé)現場實際運行(hang)情況，分析可🈲能(néng)影響孔闆流量(liàng)計計量精度的(de)因素，并在此基(jī)礎❓上提出相應(yīng)的工藝流程改(gai)進措施，以提高(gāo)天然氣産量計(jì)量的正确率，爲(wèi)油氣井精細管(guǎn)理提供可靠、正(zhèng)确的數據支持(chi)。
1孔闆流量計工(gōng)作原理
　　孔闆流(liu)量計具有結構(gou)簡單.安裝簡便(biàn).使用可靠等🛀特(te)點，是海上油田(tian)油氣井計量時(shí)最常用的流量(liang)計。它是由節流(liu)裝置(孔闆).取🔞壓(ya)裝置、緊固裝置(zhì)和附件組成。孔(kong)闆流量計的工(gong)作原理是利用(yong)流體節流的原(yuan)理，也就是當充(chong)滿管道的流❗體(ti)流經管道内的(de)節流裝置時,流(liú)體将在節流🤩件(jian)處形成局部收(shou)縮,從而使流體(ti)的流速🍉增加，靜(jìng)壓力降低，于是(shì)在節流件前後(hòu)産生了靜壓力(li)💛差。由于其與流(liú)量存在着--定的(de)函數關系，流體(tǐ)的流速越大,産(chan)生的壓差🌈也越(yue)大,可通過孔闆(pan)前後兩端的取(qu)壓裝置将差壓(yā)信号傳🈲送給差(chà)壓變送器,再轉(zhuan)換成模拟信号(hao)輸出,通✉️過遠程(chéng)的流量計算儀(yi),實現流體流量(liàng)♉的計量(圖1)。
 
　　這種(zhǒng)測量流量的方(fang)法以水力學的(de)能量守恒定律(lü)和流動連🏃續性(xing)方程爲基礎。天(tian)然氣質量流量(liang)計算基本公式(shi):
 
　　式中:qm爲天然氣(qì)質量流量;ρ1爲天(tian)然氣在操作條(tiáo)件下.上遊取壓(yā)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻孔處的密度,可(ke)通過計算或實(shi)測得出;C爲♌流出(chū)系數;β爲直徑比(bǐ)😘，β=d/D;d爲操作條件孔(kǒng)闆開孔直徑;D爲(wei)操作條件上遊(yóu)測量管💜内徑;ε爲(wèi)可膨脹性系數(shu);△p爲上下遊取壓(ya)孔位置上所取(qǔ)得.的🥰靜壓力差(chà)。
　　按天然氣在操(cāo)作條件下和在(zài)标準參比條件(jian)下密度與其溫(wēn)🏃🏻‍♂️度、壓力的關系(xi)，并引人與幹空(kong)氣的相對性推(tui)🌈導計💋算實用公(gōng)🚩式。天然氣在标(biāo)準參比條件下(xià)的體積流量計(jì)算實用公式:
 
　　式(shì)中:qvm爲天然氣在(zai)标準參比條件(jian)下的體積流量(liang);Avn爲體🌏積流量計(jì)量系數(其值視(shì)計量單位而定(ding),秒體積流量(m³/s)計(ji)量系數📐爲3.179×10-6);E爲漸(jiàn)近速度系數;FG爲(wèi)相對密度系數(shù);FZ爲超壓縮系數(shu);Fr爲流動溫度系(xi)數;P1爲孔闆上遊(you)側👈取壓孔氣流(liu)絕對靜壓。
　　由上(shàng)述公式可以看(kan)出,氣體的體積(ji)流量qvn與孔闆開(kai)孔直徑d、上下遊(you)取壓孔位置上(shang)所取得的靜壓(ya)力差△p有着密切(qiē)的關系。
2.1流量計(jì)安裝不合理
　　孔(kong)闆流量計的安(an)裝應符合相應(ying)的安裝規範。根(gēn)據GB/T21446--2008《用标🤟準孔闆(pan)流量計測量天(tian)然氣流量》,節流(liú)裝置應安裝在(zai)2段具有等直徑(jing)的圓形橫截面(miàn)的直管段之👣間(jiān),毗鄰孔闆的上(shàng)、下遊直管段應(yīng)符合一定的技(ji)術要求。一般情(qing)況下,海上油田(tian)孔闆安裝要👨‍❤️‍👨求(qiú)爲:毗鄰✏️孔闆的(de)上遊直管段長(zhǎng)度應爲10D(D爲測量(liàng)管内徑),下遊直(zhi)管段長度應⁉️爲(wei)5D。在實際安裝的(de)過程中基本可(ke)以♉滿足要求,但(dan)往往--些細節問(wen)題會被忽視，也(ye)會造成安🤟裝誤(wu)差，如:直管段内(nèi)璧粗糙度不符(fú)合要求,引起誤(wu)差;施工人員領(lǐng)料、用料不符合(he)規範,實際安裝(zhuang)管道與設計要(yào)求不☀️符等。
2.2取壓(ya)與氣流異常
　　從(cong)地層中開采出(chu)的原油進人油(yóu)井計量分離器(qì)進行油氣水三(sān)相分離,這一過(guo)程中，當出現天(tiān)然氣氣液分離(li)效果不好或分(fen)離器内部結構(gòu)件(波紋闆、捕霧(wù)器)故🐇障破損時(shí),也會産生不利(lì)的影響因素。如(ru):①會💛使導壓管路(lu)、測量腔室在長(zhǎng)時🚩間使用中産(chǎn)生積水、積油現(xian)象,嚴重的情況(kuang)下🔴原油中的油(yóu)❤️泥及顆粒也會(hui)進入導壓管,發(fā)生堵塞,從而影(yǐng)響計取壓的🚶正(zhèng)确性,造成計量(liang)誤差(圖2);②在冬季(ji),環境氣溫較低(dī)時,有可能會使(shǐ)積液産生凍堵(du),此時流量計也(yě)💋不能真實地反(fan)映出孔闆的前(qián)後壓差,造成計(jì)量數據不正确(què);③儀☎️表變送器經(jīng)過長期使用,會(huì)發生相應的㊙️零(ling)點漂移，造成測(cè)量數據偏差。
 
　　依(yī)據GB/T21446--2008《用标準孔闆(pan)流量計測量天(tian)然氣流量》,氣流(liu)通💃🏻過💃孔闆的流(liu)動應保持亞音(yin)速，是穩定或僅(jin)随時間緩慢變(biàn)化的，應避免脈(mo)動💋氣流。當不能(néng)滿足孔闆安裝(zhuāng)直管段的長度(du)要求時,應安裝(zhuāng)阻流件及流動(dòng)調整器,以保📱證(zhèng)氣流的穩定。
2.3測(ce)量範圍選擇不(bu)合理
　　在正常生(shēng)産中，由于油藏(cang)屬性、地層能量(liang)、開采方式等的(de)不同,每口油井(jǐng)的生産狀态與(yǔ)産量也會不同(tóng)。單--開口尺寸的(de)孔闆流量計的(de)計量範圍是固(gu)定的,一般情況(kuang)下常用孔闆的(de)量程比爲1:3。實🔴際(jì)操作中,應根據(ju)油井的開發生(sheng)産方案中的預(yù)測産氣量或已(yǐ)🐪知産氣量選擇(zé)與之相适應的(de)孔闆進行油井(jǐng)的計量。
2.4人員操(cao)作及維護不當(dāng)
　　對高産井與低(dī)産井的計量,由(you)于其産氣量的(de)範圍會超🍉出測(cè)量💞範圍,不可避(bi)免的工作就是(shi)更換不同孔徑(jìng)的孔闆,以确保(bǎo)計量🌂的正确性(xing)。人員的一些操(cao)作失誤會直接(jiē)導緻計量數據(ju)不正确。對于該(gāi)項操作有着相(xiàng)應的嚴格要求(qiú):①孔闆🏃🏻‍♂️喇叭口的(de)朝向應爲管線(xian)下遊方向;②安裝(zhuāng)拆卸孔闆不能(néng)使用蠻力或尖(jian)銳工具,避免孔(kong)闆變形和工作(zuo)面劃傷;③安裝密(mi)封圈應檢查有(yǒu)無破損情況;④更(geng)換下來的😄孔闆(pǎn)應妥善保存🛀，防(fáng)生鏽、防擠壓,運(yùn)🌈送途中避免磕(ke)碰。
　　如果單一孔(kong)闆能夠滿足計(jì)量範圍的要求(qiu),則更應該注意(yi)定💜期🈲的檢查與(yu)維保。孔闆長時(shi)間未更換,受工(gong)藝介質🏃🏻沖刷、腐(fu)蝕、雜質堆積等(děng)因素的幹擾,其(qi)工作面易産生(shēng)沖刷磨損、孔闆(pǎn)變☀️形、工作面結(jie)垢等。對此人員(yuan)未能及時檢查(chá)發現,也🏃‍♂️會造成(cheng)計量數據的偏(piān)差。
3提高計量精(jing)度的措施
3.1優化(hua)流程減少操作(zuo)失誤
　　以某海上(shang)油田爲例,該油(you)田共有油井數(shù)23口,其單井🔴産氣(qi)量分布由低到(dao)高的範圍約爲(wèi)(3x102)~(9x10*)m'/d。由于該油田油(you)📱井産氣量範圍(wei)波動較大,單一(yī)開口尺寸孔闆(pǎn)的滿刻度量程(cheng)無法㊙️滿足單井(jing)計量要求(表1),需(xu)要頻繁更換孔(kong)闆。人員技能水(shuǐ)🌏平的差異，将不(bú)可避🏃‍♂️免地帶來(lái)㊙️操作失誤的情(qing)況,影響計❗量精(jing)度。爲此通過對(duì)計量分離器生(sheng)産流程進行優(you)化設計,擴大孔(kong)闆流量計的測(ce)量範💋圍以減少(shǎo)人員直接接觸(chù)❌所引起的操作(zuò)失誤。
 
　　通過在原(yuán)油井計量分離(li)器氣相出口增(zēng)加1路氣相💞計量(liang)管線和高級 一(yi)體化孔闆流量(liàng)計 ,實現不同氣(qì)量的油井在不(bú)拆卸更換孔闆(pǎn)的情況下,利用(yong)切換✊流程使用(yòng)相對應的測量(liàng)範圍的孔闆進(jin)行計量。
　　此次改(gǎi)造後,将2台高級(ji)一體化孔闆流(liú)量計分别裝入(ru)1.0658in(27.071mm)及2.531in(64.287mm)尺寸♈的孔闆(pǎn),以實現大孔闆(pǎn)和小孔闆對該(gāi)油田全✔️部油井(jǐng)産氣量🐅測量範(fan)圍的全覆蓋,操(cāo)作人員隻需開(kai)⭕關閥門，即可完(wán)成大小♉孔闆的(de)流程切換,避免(mian)了頻繁更換孔(kǒng)闆造成損壞。在(zai)減少人員工作(zuò)量與工作強度(du)同時，有效提升(sheng)了孔闆流量計(jì)的計量精度(圖(tú)3、圖4)。
 
3.2定期檢查與(yu)維保
　　針對上述(shù)産生計量誤差(cha)的原因分析中(zhōng)可以看出，通過(guò)對孔闆流量計(ji)的維護，可以消(xiao)除大部分的影(yǐng)㊙️響因素。例🥰如:①定(ding)期對取壓管線(xiàn)以及流量計腔(qiāng)室的積液排👉放(fàng);②通過拆檢可以(yǐ)及時發現孔闆(pǎn)及測量腔💞室淤(yu)泥污垢并及時(shi)進行清理;③人冬(dong)季前❓相關管線(xiàn)、儀表附件等💃的(de)保溫檢查;④儀表(biǎo)變送器定期檢(jiǎn)查、排放、标定，消(xiao)除☎️零點漂移等(děng)因素造成的誤(wu)差。在管理制度(du)上,應建立相🥰關(guan)的程序(周檢、月(yue)檢、年檢),并及時(shi)更新,加強相關(guān)技能🌍培訓,增強(qiang)員工責🐆任心。
 
4結(jié)論
　　對于新投産(chan)施工投用的流(liú)量計,其測量誤(wù)差産生的原因(yīn)多是🚶安裝不規(gui)範或錯誤安裝(zhuang)所緻。對于已長(zhǎng)時間投用的流(liú)量📞計,測量誤差(cha)産生的原因多(duo)是維護不🛀🏻及時(shí).操🐉作失誤或工(gong)藝方面的原因(yin)所緻。綜上所述(shu)，通過相關的分(fèn)析找出🚶流量計(jì)測量誤差産💋生(shēng)的原因并☎️采取(qǔ)改善措✍️施,才能(néng)保障✊生産正常(cháng)運行。

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