摘要：錐形孔闆(pǎn)流量計 在稠油單(dān)井注汽中的應用(yong)，解決了常規流量(liàng)計同時難以計量(liàng)🈲蒸汽流量和幹度(du)的問題，安裝簡單(dān)，操💞作方便。該流量(liàng)🈲計能實時測量單(dān)井注汽量和幹度(dù)變化，能夠适應不(bú)同範圍幹度和蒸(zhēng)汽的測量，給稠油(you)開采地質動态分(fèn)析提供了準确可(ke)靠的計量數據。根(gēn)據蒸汽量的量程(chéng)及🔅最大差壓，爲保(bǎo)證蒸汽流🔞量和幹(gan)度的測㊙️量精度，建(jiàn)議最小流量工作(zuò)在最大量程的3%以(yǐ)上。2010年百重七油田(tian)進行蒸汽驅試驗(yan)，采收率♋提高了6%。
　　 流(liu)量計 測量誤差大(dà)主要原因有：①蒸汽(qi)在輸送過程中存(cún)在✊相變，過熱蒸汽(qi)可能變爲飽和蒸(zhēng)汽，飽和蒸汽可能(neng)💋變爲汽、液兩态，給(gěi)計量帶來很大誤(wù)差；②在蒸汽輸送過(guò)程中，去每口注汽(qi)井的支幹線與輸(shu)送蒸汽的主幹線(xiàn)的管線連接處，其(qi)蒸汽發生相分離(lí)現象，使去每口注(zhù)汽井的蒸汽幹度(dù)相差很大；③蒸汽流(liu)量計量和幹度測(ce)量屬于多相流測(ce)量🈚技術的一個分(fen)支，在管道輸送的(de)含水蒸汽，可認爲(wèi)是一種氣液兩相(xiang)流，在含水蒸汽中(zhong)的蒸汽含氣率（幹(gàn)度）一般㊙️都在60％～95％，液相(xiang)由冷凝水構成，且(qiě)在與蒸汽交替變(bian)換，因此一般多相(xiàng)流測量裝置不👨‍❤️‍👨用(yong)于含📱水蒸汽幹度(du)的測量；④傳統孔闆(pan)流量計因蒸汽溫(wēn)度高，降低了孔闆(pǎn)的強度，很容易将(jiāng)孔闆磨損和打壞(huài)，還容易在孔闆前(qián)端形成堆積而影(ying)❌響測量。
　　針對以上(shàng)原因，爲保證注入(rù)蒸汽質量，在新疆(jiāng)油田應用了雙參(cān)數蒸汽流量計。
1系(xi)統結構及工作原(yuán)理
1.1測量技術
　　用節(jie)流式 差壓流量計(ji) 測量混相流流量(liang)早在20世紀40年代已(yǐ)經開始，常用的節(jiē)流🏃🏻‍♂️件爲孔闆、噴嘴(zui)、文丘裏管、彎頭等(děng)，其中又以孔闆應(yīng)用最多。混相流與(yǔ)單✊相流在流量測(ce)量上具有🈚許多不(bu)同的特點，如混合(hé)物的密度不易确(que)定，各相之間的流(liu)👉動速度不🎯同，即産(chǎn)生所謂滑移🔅，這些(xie)都與介質種類、工(gōng)❗作狀态（壓力和溫(wen)度）、流速❌及管道狀(zhuàng)況💋等有關，因此混(hun)相流的測量精度(dù)很難提高。它針對(duì)⭐測量對象采取專(zhuan)門結構形式及數(shu)學模型來解決問(wèn)題。
　　本裝置采用孔(kong)闆噪音法測量原(yuan)理。兩相流流過節(jiē)流💜裝置時💰在孔闆(pan)兩側産生差壓噪(zào)音（即差壓脈動）是(shi)兩相流的固有特(tè)性，與兩相流的流(liu)量質量含氣率密(mì)度相關。噪音是由(yóu)于相濃度在空間(jian)的随機分布所引(yǐn)起的，當流動遇有(you)阻擋體（例如孔闆(pan)）造成擾✉️動時，噪音(yin)的幅度将進一步(bu)增強。假設分散相(xiang)濃度🌍分布的方差(cha)正比于其平均相(xiàng)濃度，在不考慮阻(zu)擋體擾動的條件(jiàn)下，應用兩相流分(fèn)離流理論模型論(lùn)證了節流裝置差(chà)壓方根噪音的方(fang)差近似正比于⛱️分(fèn)散相流量，進而推(tuī)導出利用♉噪音測(ce)量兩相✊流流🚶‍♀️量的(de)理論模型。這一論(lùn)證預示了可以根(gēn)📱據簡單的理論模(mo)型用單一節流裝(zhuāng)置實現兩相流測(cè)量。圖1爲🌈蒸汽兩相(xiang)流量計結構。

1.2流(liu)型分析
　　根據流體(tǐ)的分相液速、氣相(xiàng)體積分率和不同(tong)流型的關系分💃析(xi)，可以掌握流量計(ji)在現場的運行情(qing)況。以下🍉對流态進(jin)行分析，由于該流(liu)量計是水平安裝(zhuang)的，所以㊙️隻分析水(shui)平流☁️型。根據流型(xíng)分🎯類，現場蒸汽流(liu)形主要😍爲分層流(liú)和霧狀流，其他流(liú)形📐很少見，不是主(zhǔ)要影響因素，通過(guò)安裝整流器可以(yi)将流态調整規則(zé)，降低🐇擾⭕動性；同時(shí)整流器既有減小(xiao)系統噪聲的功能(neng)，也有使🐪波動更🈲加(jia)平穩，提高計量精(jing)度和減♉小流态擾(rao)動的功能。
1.3技術改(gǎi)進
　　孔闆流量計應(ying)用于兩相流測量(liàng)，隻适應于幹淨介(jiè)質。而蒸汽溫度很(hen)高，降低了孔闆的(de)強度，蒸汽中除冷(lěng)凝水外還存⛹🏻‍♀️在髒(zang)物，很容易将開孔(kǒng)磨損或打壞。除對(dui)孔✊闆節流件的銳(ruì)角有損傷外，還容(rong)易在孔闆☎️前端形(xing)成堆積物影響測(ce)量。基于上述原因(yin)，經過長㊙️期室内及(jí)現場試驗，研制出(chu)耐磨、自清⭐潔的錐(zhuī)形孔❗闆。
圖2爲流體(tǐ)流動方向對比圖(tú)，圖3爲改進後的模(mó)型和孔闆圖。

2流量計算(suàn)機及工作原理
圖(tu)4爲流量計算機原(yuán)理示意圖。

　　來自 壓力(lì)變送器 和差壓（流(liú)量）變送器的4～20mA直流(liu)信号經I/V轉換變成(chéng)1～5V直流電壓信🤟号🈲，再(zài)經A/D變換成數字量(liang)；機内設有實時鍾(zhong)表，定時采樣得到(dao)的信号經數字濾(lǜ)波和估計獲得計(jì)量參數的值，按照(zhào)實用數學模型便(bian)可求得蒸汽流🈲量(liàng)及幹度。
3現場應用(yòng)
3.1計量性能測試
　　爲(wèi)了檢驗蒸汽流量(liàng)計的計量性能，依(yī)據質量守恒定律(lǜ)，分析現場鍋爐供(gòng)汽和單井注汽工(gong)藝。新疆油✂️田百重(zhong)七油田安裝⛱️了蒸(zheng)❗汽流量計，采用将(jiāng)鍋爐進水與蒸汽(qì)流量計計量🌈單井(jǐng)注汽量進🔞行比對(duì)，以确定孔闆流量(liang)計的精度等級，測(cè)量數據見表1。
3.2蒸汽(qi)驅試驗
　　2010年百重七(qī)油田進行蒸汽驅(qū)試驗，在25口注汽井(jing)上安💰裝蒸汽🍉流量(liàng)計測量蒸汽流量(liàng)和幹度。在測量控(kong)制儀上能實時監(jian)測注汽的壓力、溫(wen)度和流量參數，計(ji)⁉️量性能滿足生産(chǎn)需求👈，給稠油開采(cǎi)提供了準确可靠(kao)的計量數據，提高(gao)👈了稠油采收率。2012年(nián)在風城油田🛀🏻的SAGD實(shí)驗區應用推廣。
3.3提(tí)升稠油采收率
　　通(tong)過對單井注入蒸(zhēng)汽的計量，發現單(dān)井吸汽能力有很(hěn)大差異，因此蒸汽(qi)計量對稠油開采(cai)很有必要。百重七(qi)蒸👈汽驅試驗表明(míng)🌈，根據地質生産要(yào)求控制好每口井(jing)的注📧汽量，給油井(jǐng)動态分析提供可(ke)靠的數據，能準确(què)分析油井的情況(kuàng)，改變了傳統無控(kong)制方式注汽模式(shi)。百重七油田汽驅(qu)井試驗後采收率(lü)提高了6%。

4結論及建(jiàn)議
　　錐形孔闆流量(liang)計在稠油單井注(zhu)汽中的應用，解決(jué)了常規流量♉計同(tong)時難以計量蒸汽(qi)流量和幹度的問(wèn)題，安裝簡單🆚，操作(zuò)方便。該流量計能(néng)實時測量單井注(zhu)汽量和幹🧡度變化(huà)，能夠适應不同範(fan)圍幹度和蒸汽的(de)測🌍量，給稠油🌈開采(cai)地質🧡動态分析提(ti)供了準确可靠的(de)計量數據。根據蒸(zhēng)汽量的量程及最(zuì)大差壓，爲保證蒸(zheng)汽🏃🏻流量和幹度的(de)🚶測量精度，建議㊙️最(zuì)小流量工作✉️在最(zuì)大🈚量程的3%以上。
　

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