氣田(tian)的井叢控(kong)制系統分(fen)爲井口部(bu)分、彙管部(bu)分、注甲醇(chun)✊和注緩蝕(shi)劑部分、預(yu)留部分以(yi)及分散控(kong)制系統DCS組(zu)成。井口部(bu)☀️分使用大(da)小孔闆流(liu)量計
，井叢(cong)運行前期(qi)流量較小(xiao)，采用小孔(kong)闆用于檢(jian)測流量🔞，待(dai)穩定之後(hou)，天然氣流(liu)量增大，運(yun)用大孔闆(pan)用于🔆檢測(ce)流量。
進入(ru)了21世紀，測(ce)控随着自(zi)動化技術(shu)以及機電(dian)一體化的(de)潮流而有(you)益發展。一(yi)般的機電(dian)一體化系(xi)統是由傳(chuan)感系統能(neng)源系🐪統、信(xin)息處理系(xi)統、機械結(jie)構等部件(jian)組成的。測(ce)量技術是(shi)機電一體(ti)化重要的(de)的組🐇成部(bu)分。
工程概(gai)況
從油田(tian)的現狀來(lai)看，機電一(yi)體化技術(shu)還沒有達(da)到廣泛💋應(ying)用的地步(bu)。油田的自(zi)動化程度(du)越來越高(gao)，測‼️控技術(shu)已經在🐇油(you)田建設中(zhong)發揮着重(zhong)要作用。
氣(qi)田井叢工(gong)藝原理如(ru)圖1所示。
氣(qi)田一個井(jing)叢一般包(bao)括3口單井(jing)。每單井采(cai)出的天🈲然(ran)氣⭐經過注(zhu)甲醇和緩(huan)蝕劑的處(chu)理後，再将(jiang)處理過的(de)天然氣進(jin)行☀️節流調(diao)壓🈲彙入井(jing)叢彙管外(wai)輸至中央(yang)處理廠(CPF)。一(yi)般而言，一(yi)💔個大的中(zhong)央處♉理廠(chang)(CPF)能接收30~40個(ge)井叢的外(wai)輸天然氣(qi)，能接收大(da)概100多口🛀🏻井(jing)的外輸天(tian)然氣。每口(kou)單井采氣(qi)樹設置壓(ya)力參數檢(jian)測設備，--旦(dan)井下的壓(ya)力過高或(huo)者壓力變(bian)化過于迅(xun)速，井下的(de)壓力變送(song)器将壓力(li)信号及時(shi)的将井底(di)和井口的(de)壓力參數(shu)上傳至井(jing)叢控制室(shi)内的分散(san)控制系🔞統(tong)DCS上。分散控(kong)制系統DCS将(jiang)👉會發出命(ming)令根據壓(ya)力🐇的升高(gao)情況和變(bian)化速率，決(jue)定關閉井(jing)底安全閥(fa)，還是井👈口(kou)安全閥，或(huo)者同時關(guan)閉井底和(he)井口安全(quan)閥确保采(cai)氣樹的安(an)全,保證安(an)全生産。井(jing)下的壓力(li)變送器就(jiu)像觀察井(jing)下情況的(de)眼睛和耳(er)朵，時時✌️檢(jian)測井下壓(ya)力參數的(de)變化情況(kuang)，輸送出4~20mA的(de)電流信号(hao)，一旦達到(dao)危險地極(ji)限，及時通(tong)知井叢的(de)大腦🌈-分散(san)控制系💰統(tong)DCS，由分散控(kong)制系統DCS,做(zuo)出判斷，并(bing)且依據所(suo)做出的判(pan)斷，來下達(da)✏️相應的指(zhi)令。流量計(ji)比選
每單(dan)井井口流(liu)量檢測并(bing)遠傳，高、低(di)流量報警(jing)信号傳入(ru)分📱散控制(zhi)系統DCS中，如(ru)果流量過(guo)低聯鎖控(kong)制節流閥(fa)，适當✍️的控(kong)制節流閥(fa)的開度，保(bao)持流量的(de)穩定性。
各(ge)類流量儀(yi)表都有自(zi)己的特點(dian)。選型的目(mu)的就是💛爲(wei)了在衆🙇🏻多(duo)的産品中(zhong)選出适合(he)工況條件(jian)的儀表。要(yao)想選擇最(zui)佳的儀表(biao)，必須從儀(yi)表本身和(he)被測對象(xiang)兩方面考(kao)慮🈲。首先當(dang)✂️然要确🌂認(ren)儀表安裝(zhuang)的必要性(xing)，工程實際(ji)中是否真(zhen)的需要安(an)裝流量儀(yi)表。确定了(le)必要性之(zhi)後，如果隻(zhi)希望知道(dao)流體🌈在管(guan)道中是否(fou)流動和大(da)體流量值(zhi)，采用價格(ge)低廉的流(liu)量🙇🏻指示器(qi)即可。其次(ci)，了解流體(ti)的特性和(he)參數，初選(xuan)流量測量(liang)的方法和(he)儀表。除了(le)一些非常(chang)明顯不合(he)适的儀表(biao)類型之外(wai)，餘下幾種(zhong)方案進🌏行(hang)下一步深(shen)入的比⛱️較(jiao)。分析主要(yao)從五📐個方(fang)面進行的(de)，即儀表的(de)性能，流⛹🏻♀️體(ti)特性方面(mian)，安裝條件(jian)方面，環境(jing)條件方面(mian)和經濟因(yin)素等。
氣體(ti)流量計
的(de)種類非常(chang)多，但是常(chang)用的有以(yi)孔闆爲代(dai)表的節流(liu)裝置，渦街(jie)，金屬管浮(fu)子，旋進旋(xuan)渦和
氣體(ti)渦輪流量(liang)計
。由于以(yi)上幾種流(liu)量計的原(yuan)理不同，所(suo)以它們所(suo)測量的流(liu)量🌂下限要(yao)求不同，精(jing)度不同，價(jia)格也不相(xiang)同✍️。孔闆流(liu)量計測量(liang)氣體時壓(ya)力損失大(da)，對流量下(xia)限有一定(ding)要求，它✍️适(shi)用于測量(liang)精🏃🏻度要求(qiu)不高，介質(zhi)流量正常(chang)的場所。
渦(wo)街流量計(ji)
對氣體介(jie)質流量下(xia)限有一定(ding)要求，如果(guo)流量正常(chang)它的🌂測量(liang)精度完全(quan)可以滿足(zu)。
金屬管浮(fu)子流量計(ji)
對壓力有(you)一定要求(qiu)，壓力過小(xiao)，浮.子将無(wu)法工作，它(ta)可以用于(yu)測量流量(liang)較小的介(jie)質，但由于(yu)的它的管(guan)徑最大隻(zhi)能做☁️DN150，所以(yi)👈它不能測(ce)量大口徑(jing)管道氣體(ti)流量。
旋進(jin)旋渦流量(liang)計
主要用(yong)于天然氣(qi)的測量，主(zhu)要優點是(shi)沒有機械(xie)轉動部件(jian)，不易腐蝕(shi)、可靠度高(gao)、穩定性好(hao)，長期工作(zuo)無須維護(hu)。但是旋進(jin)漩渦流量(liang)計測量含(han)水、含油、含(han)沙的天然(ran)氣較爲♌困(kun)難，并且測(ce)量的高流(liu)量的天然(ran)氣顯得力(li)不💜從心。
氣(qi)體渦輪流(liu)量計也是(shi)主要用于(yu)天然氣介(jie)質測量🤟是(shi)一種速度(du)式儀表，對(dui)安裝有直(zhi)管段要求(qiu)。測量精度(du)比💁較正确(que)，但是氣體(ti)渦輪流量(liang)計裏面有(you)可疑快速(su)轉動的氣(qi)體渦輪，所(suo)以使用時(shi)間長之後(hou)，氣體渦🤩輪(lun)容易磨損(sun)，造成計量(liang)不準确。如(ru)果天然氣(qi)介質内含(han)有較多的(de)雜質，容易(yi)損壞氣體(ti)渦輪🐇。
孔闆(pan)，渦街可以(yi)用于各種(zhong)口徑管道(dao)氣體介質(zhi)測量，隻是(shi)對流👌量⭐下(xia)限有一定(ding)要求，金屬(shu)管浮子流(liu)量計可用(yong)于DN150以下管(guan)💃道介質測(ce)量。
綜合以(yi)上的考慮(lü)以及的現(xian)場實際情(qing)況。從氣田(tian)井口出來(lai)的🌈天⚽然氣(qi)，容易含水(shui)、含油、含氣(qi)。雜質成分(fen)比較複㊙️雜(za)。并且投産(chan)初期天然(ran)氣産量比(bi)較小，随着(zhe)逐步的開(kai)發和生🤞産(chan)穩定，天然(ran)氣的産量(liang)逐漸達到(dao)峰📧值，之後(hou)随着生産(chan)的進一步(bu)深入，井口(kou)天然氣産(chan)量逐漸進(jin)人衰竭期(qi)。也就是說(shuo)天然氣産(chan)量要經曆(li)低❌-高-低的(de)過程😘。對于(yu)流量計的(de)算則就非(fei)常困難。因(yin)爲每種流(liu)量計都有(you)自己的🆚固(gu)定量程。如(ru)果用測量(liang)低🏃♂️流量的(de)流量計，那(na)麽🎯天然氣(qi)産量達到(dao)峰值的時(shi)候，低流量(liang)流量計将(jiang)無法⭐測量(liang)天🌍然氣産(chan)量。如果用(yong)測量高流(liu)量的流量(liang)☀️計，那麽天(tian)然氣産量(liang)比較小的(de)時♊候，高流(liu)量流量計(ji)将計量不(bu)準确或者(zhe)根本無法(fa)計🔞量天然(ran)氣産量。
孔(kong)闆流量計(ji)
針對工程(cheng)實際情況(kuang)，氣田井叢(cong)天然氣流(liu)量測量使(shi)🈲用了帶兩(liang)塊孔闆，可(ke)以在線更(geng)換的的孔(kong)闆流量計(ji)。小孔闆主(zhu)要針對生(sheng)❗産前期和(he)後期，天然(ran)氣流量比(bi)♊較小的情(qing)況。而大孔(kong)闆主要針(zhen)對天然氣(qi)生産達到(dao)峰值，天然(ran)🌈氣流量非(fei)常大的情(qing)😄況。根據孔(kong)闆口徑計(ji)算公式:
Qv=CεA/sqr(20P/(1-β4)/ρ1)
其(qi)中:C一流出(chu)系數;
E--可膨(peng)脹系數;
A一(yi)節流件開(kai)孔截面積(ji)，ｍ³;
△P一節流裝(zhuang)置輸出的(de)差壓，Pa;
β一直(zhi)徑比;.
ρ1一被(bei)測流體在(zai)I-I處的密度(du)，kg/ｍ³;
Qv一體積流(liu)量，m/h.
标準孔(kong)闆的流出(chu)系數C由裏(li)德一哈利(li)斯、加拉赫(he)(Reader-Harris/Gallagher)公式确定(ding)。在保持管(guan)徑不變的(de)情況下，隻(zhi)需要改變(bian)孔闆的開(kai)孔尺寸，就(jiu)可以改變(bian)測量範圍(wei)。這樣就提(ti)高了測量(liang)的精度。并(bing)且巧妙的(de)躲🌂開了孔(kong)闆流量計(ji)量程比隻(zhi)有3:1,測量範(fan)圍窄的問(wen)題。雖然孔(kong)闆流量計(ji)現場安裝(zhuang)條件要求(qiu)比較高，需(xu)要比較長(zhang)🧑🏽🤝🧑🏻的的直管(guan)段⚽，但是氣(qi)田井叢的(de)廠區大，能(neng)夠提供較(jiao)長的直接(jie)管段。這個(ge)問題可以(yi)解決。孔🔆闆(pan)的檢測件(jian)與差壓顯(xian)示儀表之(zhi)間的引壓(ya)管🔆線是比(bi)較薄弱的(de)環節，比較(jiao)容易産生(sheng)洩露、凍堵(du)、凍結及信(xin)号✌️失真等(deng)故障。選擇(ze)質量可靠(kao)的引壓管(guan)和電纜，并(bing)且要求現(xian)場施工的(de)工人按照(zhao)國家的标(biao)準安裝方(fang)式安裝，避(bi)免今後運(yun)行中的隐(yin)患。
結語
孔(kong)闆流量計(ji)的許多優(you)點在氣田(tian)的井叢可(ke)以得以充(chong)分的展示(shi)。易于複制(zhi),簡單,牢固(gu),性能穩定(ding)可靠，價格(ge)低，使用期(qi)限長，标準(zhun)型的檢測(ce)件爲全世(shi)界通用，國(guo)際标準化(hua)組織和國(guo)🆚際計量組(zu)織均認可(ke)的産品。而(er)且孔闆無(wu)須個别校(xiao)準，維護成(cheng)本很低，對(dui)于介質的(de)潔淨程度(du)要求不是(shi)很高。這都(dou)非常符合(he)現場的實(shi)際需要。大(da)⭕小兩塊孔(kong)闆可以實(shi)現在線更(geng)換，降低了(le)操作難度(du)，降低了維(wei)護成本。可(ke)換孔闆的(de)流量計🌂的(de)使用，提高(gao)了計量🧑🏽🤝🧑🏻精(jing)度，降低了(le)投資⛷️成✍️本(ben)。始終可以(yi)使孔闆流(liu)量計保持(chi)🌈高效、穩📞定(ding)、低成本的(de)運行狀🐆态(tai)。
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