摘要:孔(kong)闆流量(liàng)計 廣泛(fan)應用于(yu)石油石(shi)化行業(yè)，是獲取(qǔ)海上油(yóu)田油井(jǐng)、氣井天(tian)然氣産(chǎn)量的重(zhong)要計量(liàng)工具。但(dan)在長時(shi)間生産(chan)運行過(guò)程中，孔(kǒng)闆🔱流量(liang)🔴計的計(jì)量數據(jù)會産生(sheng)一定的(de)誤差。産(chan)生這些(xie)誤‼️差的(de)原因很(hěn)多，通過(guò)對孔闆(pan)測量原(yuán)理🤩的研(yán)究，結合(hé)現場實(shí)際運行(háng)情況，分(fen)析可能(neng)影響孔(kǒng)闆💰流量(liang)計計量(liang)精度的(de)因素，并(bìng)在此基(ji)礎🥰上提(tí)出相應(yīng)的😄工藝(yì)流程改(gai)進措施(shī)，以提高(gao)天然氣(qi)産量計(ji)量💛的正(zheng)确率，爲(wei)油氣井(jing)精細❌管(guǎn)理提供(gong)可靠、正(zhèng)确的數(shu)據支持(chi)。
1孔闆流(liú)量計工(gōng)作原理(li)
　　孔闆流(liú)量計具(jù)有結構(gòu)簡單.安(an)裝簡便(bian).使用可(kě)靠等特(tè)點⛱️，是海(hai)上油田(tian)油氣井(jǐng)計量時(shí)最常用(yòng)的流量(liang)計。它是(shì)由節流(liu)裝置(孔(kǒng)闆).取壓(ya)裝置、緊(jǐn)固裝置(zhi)和附件(jian)組成。孔(kǒng)闆流量(liàng)計的工(gong)作原理(lǐ)🌐是利用(yòng)流體節(jiē)流的原(yuan)理，也就(jiù)是當充(chōng)滿管道(dao)的流體(ti)流經管(guan)道内的(de)節🌈流裝(zhuāng)置時,流(liú)體将在(zài)節流件(jian)處形成(chéng)局部收(shou)縮,從而(ér)🔱使流體(ti)的流速(sù)增加，靜(jìng)壓力降(jiang)低，于是(shì)在節流(liú)件前💃後(hòu)産生了(le)靜壓力(lì)差。由于(yú)其與流(liu)量🤞存在(zai)着--定的(de)函數🌂關(guan)系，流體(ti)的流速(sù)越大,産(chan)生的壓(ya)差也越(yuè)大,可通(tong)過孔闆(pan)前後兩(liǎng)端的取(qu)壓裝置(zhi)❓将差壓(ya)信号傳(chuán)送給差(chà)壓變送(song)器,再轉(zhuǎn)換成模(mó)拟信号(hào)輸出,通(tong)🏃過遠程(cheng)的流量(liang)計算儀(yí)🌈,實現流(liu)體流量(liàng)的計量(liang)(圖1)。
 
　　這種(zhǒng)測量流(liu)量的方(fang)法以水(shui)力學的(de)能量守(shǒu)恒定律(lü)🌏和流動(dong)㊙️連⭐續性(xing)方程爲(wèi)基礎。天(tian)然氣質(zhì)量流量(liàng)計算基(ji)本公式(shì):
 
　　式中:qm爲(wèi)天然氣(qi)質量流(liu)量;ρ1爲天(tian)然氣在(zài)操作條(tiáo)件下.上(shang)🙇🏻遊取🏃🏻‍♂️壓(yā)孔處的(de)密度,可(kě)通過計(ji)算或實(shí)測得出(chū);C爲流出(chu)系數;β爲(wei)直徑比(bǐ)，β=d/D;d爲操作(zuò)條件孔(kong)闆開孔(kong)直徑;D爲(wèi)操作條(tiáo)件上遊(yóu)測量管(guan)内徑;ε爲(wei)可膨脹(zhàng)性系數(shu);△p爲上下(xià)遊取壓(ya)孔位置(zhi)上所取(qǔ)得.的靜(jing)壓力差(chà)。
　　按天然(ran)氣在操(cāo)作條件(jiàn)下和在(zài)标準參(cān)比條件(jiàn)下密度(du)與其溫(wen)度、壓力(lì)的關系(xi)，并引人(ren)與幹空(kong)氣的相(xiang)對👄性推(tui)🌈導計算(suan)實用公(gōng)式。天然(rán)氣在标(biāo)準參比(bǐ)條件下(xià)的體積(ji)流量計(jì)算實用(yong)公式:
 
　　式(shì)中:qvm爲天(tiān)然氣在(zài)标準參(can)比條件(jiàn)下的體(tǐ)積流量(liàng);Avn爲體積(jī)流量🚶‍♀️計(ji)量系數(shù)(其值視(shi)計量單(dān)位而定(ding),秒體積(jī)🈲流量(m³/s)計(ji)量系數(shu)爲3.179×10-6);E爲漸(jian)近速度(du)系數;FG爲(wèi)相對密(mì)度系數(shù);FZ爲超壓(ya)縮系數(shù);Fr爲流動(dòng)溫度系(xì)數;P1爲孔(kǒng)闆上遊(yóu)側取壓(ya)孔氣流(liú)絕對靜(jìng)壓。
　　由上(shàng)述公式(shi)可以看(kàn)出,氣體(tǐ)的體積(jī)流量qvn與(yu)孔闆開(kāi)👌孔直徑(jìng)d、上下✉️遊(you)取壓孔(kǒng)位置上(shang)所取得(dé)的靜壓(ya)力差△p有(yǒu)着密切(qie)的關系(xi)。
2.1流量計(jì)安裝不(bú)合理
　　孔(kǒng)闆流量(liang)計的安(an)裝應符(fu)合相應(ying)的安裝(zhuang)規範。根(gen)據GB/T21446--2008《用标(biāo)準孔👣闆(pǎn)流量計(jì)測量天(tian)然氣流(liu)量》,節流(liu)裝置應(yīng)安裝在(zai)2段具有(yǒu)❄️等直🔴徑(jìng)的圓形(xíng)橫截面(miàn)的直管(guan)段之間(jiān),毗鄰孔(kǒng)闆的⚽上(shàng)、下遊直(zhi)管段應(ying)符合一(yi)定的技(ji)術要求(qiú)。一般✍️情(qíng)況下,海(hǎi)上油田(tián)孔闆安(ān)裝要求(qiú)爲:毗鄰(lin)孔闆的(de)上遊直(zhi)管段長(zhǎng)度應爲(wei)10D(D爲測量(liang)管内徑(jìng)),下遊直(zhi)管段長(zhang)度應‼️爲(wèi)5D。在實際(ji)安裝的(de)過程中(zhōng)基本💘可(ke)以滿足(zú)要求🐆,但(dàn)往往--些(xie)細節問(wen)題會被(bèi)忽視，也(ye)會造成(cheng)安裝誤(wù)差，如:直(zhi)管段💚内(nei)璧粗糙(cao)度不符(fu)🔞合要求(qiu),引起‼️誤(wù)差;施工(gōng)人員領(ling)料、用料(liao)不符合(hé)規範,實(shí)際安📐裝(zhuang)管道與(yǔ)設計要(yào)求不符(fu)等。
2.2取壓(ya)與氣流(liú)異常
　　從(cong)地層中(zhōng)開采出(chū)的原油(you)進人油(you)井計量(liang)分離器(qì)進✍️行油(yóu)氣🔱水三(sān)相分離(li),這一過(guò)程中，當(dāng)出現天(tian)然氣氣(qì)液分㊙️離(li)效果不(bú)好或分(fèn)離器内(nèi)部結構(gòu)件(波紋(wén)闆、捕霧(wu)器)故障(zhang)破損時(shi),也會産(chǎn)生不利(li)的影響(xiǎng)因素。如(ru):①會使導(dǎo)壓管路(lu)、測量腔(qiang)室在長(zhang)時間使(shǐ)用中産(chǎn)生積水(shuǐ)、積油現(xiàn)象,嚴重(zhong)的情況(kuàng)下原油(yóu)中的油(you)泥及顆(ke)粒也會(huì)進入導(dao)壓管🍉,發(fā)生堵塞(sai),從而影(ying)響計取(qu)壓的正(zheng)确性,造(zao)成計🛀量(liang)誤差🏒(圖(tú)2);②在冬季(jì),環境氣(qì)溫較低(dī)時,有可(ke)能🈲會使(shi)積液産(chǎn)生凍✨堵(du),此時流(liú)量計也(ye)不能真(zhēn)實地反(fan)映出孔(kong)闆的前(qián)後壓差(cha),造成🐪計(ji)量數據(jù)不正确(què);③儀✨表變(biàn)送器經(jing)過長期(qī)使用,會(huì)發生相(xiang)應的零(ling)點漂移(yí)，造成測(ce)量數據(ju)偏差。
 
　　依(yi)據GB/T21446--2008《用标(biāo)準孔闆(pǎn)流量計(jì)測量天(tian)然氣流(liú)量》,氣流(liú)通過孔(kong)闆的⛹🏻‍♀️流(liú)動應保(bǎo)持亞音(yin)速，是穩(wěn)定或僅(jǐn)随時間(jian)🤟緩慢變(bian)化的，應(yīng)避免脈(mo)動氣流(liú)。當不能(néng)滿足孔(kong)闆安裝(zhuāng)直管段(duan)的長度(du)要求時(shi),應安裝(zhuang)阻流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻件(jian)及流動(dong)調🔴整器(qì),以保證(zhèng)氣流的(de)穩定。
2.3測(ce)量範圍(wei)選擇不(bú)合理
　　在(zài)正常生(shēng)産中，由(yóu)于油藏(cáng)屬性、地(di)層能量(liàng)、開采方(fang)式㊙️等的(de)不同🌈,每(měi)口油井(jing)的生産(chǎn)狀态與(yǔ)産量也(ye)會不同(tong)。單--開💯口(kou)尺寸的(de)💔孔闆流(liu)量計的(de)計量範(fàn)圍是固(gu)定的,一(yī)般情況(kuàng)下常用(yòng)孔闆的(de)量程比(bǐ)爲1:3。實際(jì)操作中(zhōng),應根據(jù)油井的(de)開發生(shēng)産方案(an)中㊙️的預(yu)測産🌂氣(qi)量或已(yǐ)知産氣(qi)量選擇(zé)與之相(xiang)适應的(de)孔闆進(jin)行油井(jing)的計量(liàng)。
2.4人員操(cāo)作及維(wéi)護不當(dang)
　　對高産(chan)井與低(dī)産井的(de)計量,由(yóu)于其産(chǎn)氣量的(de)範圍會(hui)超出測(ce)量範圍(wei),不可避(bi)免的工(gong)作就是(shi)更換不(bu)同孔徑(jing)的孔闆(pan),以⁉️确保(bǎo)計量的(de)正确性(xìng)。人員的(de)一些操(cāo)📧作失誤(wu)會直接(jiē)導緻計(ji)量數據(jù)😍不正确(que)。對于該(gai)項操作(zuò)有着相(xiang)🐇應的嚴(yán)格要求(qiu):①孔闆㊙️喇(lǎ)叭口的(de)朝向應(ying)爲管線(xiàn)下遊方(fāng)向;②安裝(zhuang)拆卸孔(kong)闆不能(néng)使用蠻(mán)力或尖(jian)銳工具(ju),避免孔(kǒng)✍️闆變形(xíng)和工作(zuò)面劃傷(shāng);③安裝密(mi)封圈應(yīng)檢查有(yǒu)🌈無破損(sǔn)情況;④更(geng)換下來(lai)的孔闆(pan)應妥善(shàn)保存☂️，防(fáng)生鏽、防(fáng)擠壓,運(yun)送途中(zhong)避免磕(kē)碰。
　　如果(guo)單一孔(kǒng)闆能夠(gòu)滿足計(jì)量範圍(wei)的要求(qiú),則更應(ying)該注意(yi)定期🔅的(de)檢查與(yu)維保。孔(kong)闆長時(shí)間未更(geng)換,受工(gong)藝介質(zhì)沖刷、腐(fu)蝕✏️、雜質(zhì)堆積等(děng)因素的(de)幹擾,其(qi)工作面(miàn)易産生(sheng)沖刷磨(mo)損、孔闆(pǎn)變形、工(gong)作面結(jie)垢等。對(dui)🌍此人員(yuán)未能及(ji)時檢查(chá)發現,也(ye)會造成(cheng)計量數(shu)據的偏(piān)差。
3提高(gāo)計量精(jīng)度的措(cuo)施
3.1優化(hua)流程減(jian)少操作(zuò)失誤
　　以(yi)某海上(shàng)油田爲(wei)例,該油(you)田共有(you)油井數(shu)23口,其單(dān)井産氣(qi)🔞量分♻️布(bu)由低到(dào)高的範(fàn)圍約爲(wèi)(3x102)~(9x10*)m'/d。由于該(gai)油田油(you)⭐井産👌氣(qì)量範圍(wéi)波動較(jiào)大,單一(yī)開口尺(chǐ)寸孔闆(pan)的滿刻(ke)度量程(chéng)無法滿(man)足單井(jing)計量要(yào)求(表1),需(xū)要頻繁(fan)更換孔(kong)闆。人員(yuán)技能水(shuǐ)平的差(chà)異，将不(bú)可避免(mian)地帶來(lái)操作失(shī)誤的♻️情(qíng)況,影響(xiang)計量精(jīng)度。爲此(ci)通過對(duì)計量✍️分(fen)離器生(shēng)産📱流程(chéng)進行優(you)化設計(ji),擴大孔(kǒng)闆流量(liang)計的測(ce)量範圍(wei)以減少(shǎo)人員直(zhi)接接觸(chu)所引起(qǐ)的操作(zuò)☎️失誤。
 
　　通(tōng)過在原(yuán)油井計(ji)量分離(li)器氣相(xiang)出口增(zēng)加1路氣(qì)相計量(liang)管線❗和(he)高級 一(yī)體化孔(kǒng)闆流量(liang)計 ,實現(xian)不同氣(qi)量的油(you)井在不(bú)拆卸更(geng)換孔闆(pǎn)的情況(kuàng)下,利用(yong)🚶‍♀️切換流(liú)程使用(yòng)相對應(ying)的測量(liàng)範圍的(de)孔闆進(jin)行🏃‍♀️計量(liang)。
　　此次改(gǎi)造後,将(jiang)2台高級(ji)一體化(huà)孔闆流(liu)量計分(fèn)别裝入(rù)1.0658in(27.071mm)及2.531in(64.287mm)尺寸(cùn)的孔闆(pǎn),以實現(xiàn)大孔闆(pǎn)和小孔(kǒng)闆對該(gāi)油✔️田全(quan)部油井(jing)産氣量(liàng)測量範(fan)圍的全(quan)覆蓋,操(cao)作人員(yuan)隻需開(kai)關閥門(mén)♌，即可完(wán)成大小(xiǎo)孔闆的(de)流程切(qiē)換,避免(mian)了頻繁(fan)更換孔(kong)闆👨‍❤️‍👨造成(cheng)損壞。在(zai)減少人(rén)員工作(zuò)量🏃🏻與工(gong)作強度(dù)😘同時，有(you)效提升(shēng)了孔闆(pǎn)流♻️量計(jì)的計量(liàng)精度(圖(tu)3、圖4)。
 
3.2定期(qi)檢查與(yǔ)維保
　　針(zhen)對上述(shù)産生計(jì)量誤差(cha)的原因(yin)分析中(zhōng)可以看(kàn)出✉️，通過(guo)對孔闆(pǎn)流量計(jì)的維護(hu)，可以消(xiao)除大部(bù)分的影(ying)😘響因🤞素(su)。例如:①定(dìng)期對🌈取(qu)壓管線(xian)以及流(liú)量計腔(qiāng)室的積(ji)液排放(fàng);②通過拆(chāi)檢可以(yi)及時發(fā)現孔闆(pǎn)及測量(liang)腔室淤(yū)泥污垢(gou)并及時(shí)💋進行清(qing)理👣;③人冬(dong)季前相(xiàng)關管線(xiàn)❗、儀表附(fù)件等的(de)保溫檢(jian)查;④儀表(biao)變送器(qi)定期檢(jiǎn)查、排👄放(fang)、标定，消(xiao)除零點(diǎn)漂移等(deng)因素造(zao)成的誤(wu)差。在管(guan)理制度(dù)上,應建(jian)立相關(guan)的程🔞序(xù)(周檢、月(yue)檢、年檢(jiǎn)),并及時(shi)更新,加(jiā)強相關(guan)技能培(pei)訓,增強(qiang)員工責(zé)任心。
 
4結(jié)論
　　對于(yú)新投産(chan)施工投(tóu)用的流(liú)量計,其(qi)測量誤(wù)差産生(sheng)👄的👈原因(yīn)多是📞安(ān)裝不規(guī)範或錯(cuò)誤安裝(zhuang)所緻。對(dui)于已長(zhang)時間投(tou)用的流(liu)量計,測(ce)量誤差(cha)産生的(de)原因多(duō)是維護(hu)不及時(shi).操作失(shī)誤或工(gong)藝方面(mian)的原因(yin)所緻。綜(zong)📞上所述(shu)，通過相(xiang)關的分(fèn)析找出(chū)流量計(jì)測量誤(wu)差産🌐生(shēng)的原因(yīn)并采取(qǔ)改善措(cuò)施,才能(néng)保障生(shēng)産正常(chang)運♊行。

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