摘要(yao)：錐形孔闆(pan)流量計 在(zai)稠油單井(jing)注汽中的(de)應用，解決(jue)了常規流(liu)量計同時(shi)難以計量(liang)🔞蒸汽流量(liang)和幹度的(de)問題，安裝(zhuang)簡單，操作(zuo)方便。該流(liu)量❗計能實(shi)時測量單(dan)井注汽量(liang)和幹度變(bian)化，能夠适(shi)應✌️不同範(fan)圍幹度和(he)蒸汽的測(ce)量，給稠油(you)開采地質(zhi)動态分🏃‍♂️析(xi)提供了準(zhun)确可靠的(de)計量數據(ju)。根據蒸汽(qi)量的量程(cheng)及🏃最大差(cha)壓，爲保證(zheng)蒸汽流量(liang)和幹度的(de)測量精度(du)，建議最小(xiao)流量工作(zuo)在最大量(liang)程的3%以上(shang)。2010年百🐉重七(qi)油田進行(hang)蒸汽驅試(shi)驗，采收率(lü)提高了6%。
　　 流(liu)量計 測量(liang)誤差大主(zhu)要原因有(you)：①蒸汽在輸(shu)送過程中(zhong)存在相變(bian)😍，過熱蒸汽(qi)可能變爲(wei)飽和蒸汽(qi)，飽和蒸汽(qi)可能變爲(wei)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼汽、液兩态(tai)，給計量帶(dai)❓來很大誤(wu)差；②在蒸汽(qi)輸送過程(cheng)中，去每口(kou)注汽井的(de)支幹線與(yu)輸㊙️送蒸汽(qi)的主👉幹線(xian)的管線連(lian)接處，其蒸(zheng)汽發生相(xiang)分離現象(xiang)，使去✔️每口(kou)注汽井的(de)蒸汽幹度(du)相差很大(da)；③蒸汽流量(liang)計量⁉️和幹(gan)度測量❤️屬(shu)于多相流(liu)測量技術(shu)的一個分(fen)支，在管道(dao)輸送的含(han)水蒸汽，可(ke)認爲是一(yi)種氣液兩(liang)相流🌈，在含(han)水蒸汽中(zhong)的蒸汽含(han)氣率（幹度(du)）一般都在(zai)60％～95％，液相由冷(leng)凝水構成(cheng)，且在與蒸(zheng)汽交替變(bian)換，因此一(yi)💁般多相流(liu)測量裝置(zhi)不用于含(han)水蒸汽幹(gan)度的測量(liang)；④傳統♍孔闆(pan)流量計因(yin)蒸汽溫度(du)高，降低了(le)孔闆的強(qiang)度，很容易(yi)⛹🏻‍♀️将孔闆磨(mo)損和打壞(huai)，還容易在(zai)孔闆前端(duan)形成堆積(ji)而影響測(ce)量。
　　針對以(yi)上原因，爲(wei)保證注入(ru)蒸汽質量(liang)，在新疆油(you)田應✨用了(le)雙☂️參數蒸(zheng)汽流量計(ji)。
1系統結構(gou)及工作原(yuan)理
1.1測量技(ji)術
　　用節流(liu)式 差壓流(liu)量計 測量(liang)混相流流(liu)量早在20世(shi)紀40年代已(yi)經開始，常(chang)用的節流(liu)件爲孔闆(pan)、噴嘴、文丘(qiu)裏管、彎頭(tou)等，其中又(you)以孔🌈闆應(ying)用最多。混(hun)相流與單(dan)相流在流(liu)量測量上(shang)具有許多(duo)不同的特(te)點，如混合(he)物的密度(du)不易确定(ding)，各相之間(jian)的流動速(su)度不同，即(ji)産生📧所謂(wei)滑移，這些(xie)都與🐅介質(zhi)種類、工作(zuo)狀态（壓力(li)和溫度）、流(liu)速及管道(dao)狀況等有(you)關，因此混(hun)♋相流的測(ce)量精度很(hen)難提高。它(ta)針對測量(liang)對象🐇采取(qu)專門結構(gou)形式及數(shu)學模型來(lai)解決問題(ti)。
　　本裝置采(cai)用孔闆噪(zao)音法測量(liang)原理。兩相(xiang)流流過節(jie)🌂流裝置時(shi)在孔闆兩(liang)側産生差(cha)壓噪音（即(ji)差壓脈動(dong)）是兩相流(liu)的固有特(te)性，與兩相(xiang)流的流量(liang)質量含氣(qi)率密度👈相(xiang)關。噪音是(shi)由于相濃(nong)度在空間(jian)的随機分(fen)布所引起(qi)的，當流動(dong)遇有阻擋(dang)㊙️體（例如孔(kong)闆）造成擾(rao)動時，噪音(yin)的幅度将(jiang)進一步增(zeng)強。假設🙇‍♀️分(fen)散相濃度(du)分布的方(fang)差正比于(yu)其平均相(xiang)濃度，在不(bu)考慮阻擋(dang)體擾動的(de)條件下♈，應(ying)用兩相流(liu)分離流理(li)論模型論(lun)證🈚了節流(liu)裝置差壓(ya)方根噪音(yin)的方差近(jin)似正比于(yu)分散相流(liu)量，進而推(tui)導出利用(yong)噪音測量(liang)兩相流流(liu)🍓量的理論(lun)模型。這一(yi)論證預示(shi)了可以根(gen)㊙️據簡單的(de)理論模型(xing)用單一節(jie)流裝💃置實(shi)現兩相流(liu)測量。圖1爲(wei)☎️蒸汽兩相(xiang)流量計結(jie)構。

1.2流型分析(xi)
　　根據流體(ti)的分相液(ye)速、氣相體(ti)積分率和(he)不同流型(xing)的關系分(fen)析，可以掌(zhang)握流量計(ji)在現場的(de)運行情況(kuang)。以下對流(liu)态進行分(fen)析，由于該(gai)流量計是(shi)水平安裝(zhuang)❓的，所以隻(zhi)分析🔞水平(ping)流型。根據(ju)流型分類(lei)，現場蒸汽(qi)流形主要(yao)爲分層流(liu)和霧狀流(liu)🔆，其他流形(xing)很少見，不(bu)是主要影(ying)響因素，通(tong)過安裝整(zheng)流器可以(yi)将流态調(diao)🐕整規則，降(jiang)低擾動性(xing)；同時整流(liu)器既有減(jian)小系統噪(zao)聲的功能(neng)，也有使波(bo)動更加平(ping)穩，提🔆高計(ji)量精度和(he)‼️減小流态(tai)擾動的功(gong)能。
1.3技術改(gai)進
　　孔闆流(liu)量計應用(yong)于兩相流(liu)測量，隻适(shi)應于幹淨(jing)介質。而蒸(zheng)汽溫度很(hen)高，降低了(le)孔闆的強(qiang)度，蒸汽中(zhong)除冷凝水(shui)外還存在(zai)髒🧑🏾‍🤝‍🧑🏼物，很容(rong)易将開孔(kong)磨損或打(da)壞💜。除對孔(kong)闆節流件(jian)的銳角有(you)損傷外，還(hai)容易在孔(kong)闆前端形(xing)成堆積物(wu)影響測量(liang)。基于上述(shu)原因，經過(guo)長期室内(nei)及現場試(shi)驗，研制出(chu)耐磨、自清(qing)潔的錐形(xing)孔闆。
圖2爲(wei)流體流動(dong)方向對比(bi)圖，圖3爲改(gai)進後的模(mo)型和孔闆(pan)圖。

2流量計(ji)算機及工(gong)作原理
圖(tu)4爲流量計(ji)算機原理(li)示意圖。

　　來自 壓力(li)變送器 和(he)差壓（流量(liang)）變送器的(de)4～20mA直流信号(hao)經I/V轉換變(bian)成1～5V直流電(dian)⭐壓信👄号，再(zai)經A/D變換成(cheng)數字量；機(ji)内設有實(shi)時鍾表，定(ding)時采樣得(de)到♈的信号(hao)經數字濾(lü)波和估計(ji)獲得計量(liang)參數的值(zhi)，按照實用(yong)數學模型(xing)便可求得(de)蒸汽流量(liang)及幹度。
3現(xian)場應用
3.1計(ji)量性能測(ce)試
　　爲了檢(jian)驗蒸汽流(liu)量計的計(ji)量性能，依(yi)據質量守(shou)恒定律，分(fen)析現場鍋(guo)爐供汽和(he)單井注汽(qi)工藝。新疆(jiang)油✔️田百重(zhong)七油田安(an)裝了蒸汽(qi)流量計，采(cai)用将鍋爐(lu)進水與蒸(zheng)汽流量計(ji)計量單井(jing)注汽量進(jin)行比對，以(yi)确🌐定孔闆(pan)流量計的(de)精🏃🏻‍♂️度等級(ji)，測量數據(ju)見表1。
3.2蒸汽(qi)驅試驗
　　2010年(nian)百重七油(you)田進行蒸(zheng)汽驅試驗(yan)，在25口注汽(qi)井上安裝(zhuang)蒸汽流量(liang)計測量蒸(zheng)汽流量和(he)幹度。在測(ce)量控制儀(yi)上能實時(shi)監測注汽(qi)的壓力、溫(wen)度和流量(liang)參數，計量(liang)性能㊙️滿足(zu)生産需求(qiu)，給稠油開(kai)采提🐇供了(le)準确可靠(kao)的計量數(shu)據，提高🔆了(le)稠油采收(shou)率。2012年在風(feng)城油田🌏的(de)SAGD實驗區應(ying)用推廣。
3.3提(ti)升稠油采(cai)收率
　　通過(guo)對單井注(zhu)入蒸汽的(de)計量，發現(xian)單井吸汽(qi)能力有很(hen)🌈大差異，因(yin)此蒸汽計(ji)量對稠油(you)開采很有(you)必要。百重(zhong)🔴七蒸汽驅(qu)試驗表明(ming)🐉，根據地質(zhi)生産要求(qiu)控制好每(mei)口井的注(zhu)汽量，給油(you)井動🏃‍♀️态分(fen)析提供可(ke)靠的數據(ju)，能準确分(fen)析油井的(de)情況，改變(bian)了傳統無(wu)控制方式(shi)注汽模💋式(shi)。百重七油(you)田汽驅井(jing)試驗後采(cai)收率提高(gao)了6%。

4結論及(ji)建議
　　錐形(xing)孔闆流量(liang)計在稠油(you)單井注汽(qi)中的應用(yong)，解決了常(chang)規流量計(ji)同時難以(yi)計量蒸汽(qi)流量和幹(gan)度的問題(ti)，安裝簡單(dan)，操作方便(bian)。該流量計(ji)能實時測(ce)量單井注(zhu)汽量和幹(gan)度變化，能(neng)夠适應不(bu)同範圍幹(gan)度和蒸汽(qi)的測量，給(gei)稠油開采(cai)地質👣動态(tai)分析提供(gong)了準确可(ke)靠的計量(liang)數據。根據(ju)😄蒸汽量的(de)量程及最(zui)大差🏃🏻‍♂️壓，爲(wei)保證蒸汽(qi)流量和幹(gan)度的💋測量(liang)精度，建議(yi)最小流量(liang)工作在最(zui)大量程的(de)3%以上。
　

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