摘要(yao)：水下流(liú)量計 的(de)安裝和(he)回收技(jì)術是水(shuǐ)下流量(liang)計設計(jì)的關鍵(jian)技術之(zhi)一♻️。對于(yu)國内而(er)言,水下(xià)流量計(jì)的研究(jiū)剛剛起(qǐ)步,水下(xia)流⭐量計(ji)的安裝(zhuang)回收技(ji)術仍然(ran)是一個(ge)空白,研(yan)究水下(xia)流量計(ji)安裝與(yu)回收技(jì)術是實(shi)現水下(xia)流量計(jì)國産化(huà)的必經(jīng)之路。介(jie)紹了當(dāng)下水下(xià)流量計(ji)安裝與(yǔ)回收技(ji)術的研(yan)究現狀(zhuang)和方法(fǎ),以及不(bú)同安💘裝(zhuang)位置(水(shuǐ)下采❓油(yóu)樹、管彙(hui)、跨接管(guan))水下流(liu)量計安(an)裝與回(hui)收的通(tong)用技術(shu)手段。
　　水(shui)下流量(liàng)計的安(ān)裝回收(shōu)技術是(shi)水下流(liú)量計設(she)計💞過💛程(cheng)中必須(xu)面對的(de)難題。盡(jin)管水下(xia)流量計(jì)設計的(de)初衷是(shi)在設計(ji)壽命周(zhou)期内實(shi)現免維(wéi)修,但從(cóng)國内外(wài)實際應(yīng)用的情(qing)況來看(kàn),要實現(xian)完全免(miǎn)維修是(shì)很難的(de)。首先是(shì)水下環(huan)境的複(fú)雜性,流(liú)量計✌️安(ān)裝到水(shuǐ)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼下後需(xu)要克服(fu)海水靜(jìng)壓🌐、介質(zhi)内壓以(yǐ)及高溫(wen)帶來的(de)機械強(qiáng)度和密(mì)封性能(néng)上的考(kao)驗,還要(yào)抵抗海(hǎi)水和介(jiè)質腐蝕(shi)以及不(bu)可預✏️見(jiàn)的突發(fa)情況(如(rú)地震、海(hai)嘯等)。其(qi)次是流(liú)量計本(běn)身的複(fu)雜性。多(duo)相流的(de)測量異(yi)常複雜(za)，其技術(shu)難度之(zhī)高至今(jīn)仍是世(shi)界範圍(wéi)内科學(xué)界的難(nán)題。要實(shí)現多♊相(xiang)流的測(ce)量,需要(yao)一-套實(shi)時的數(shù)據采集(ji)系統來(lai)采集原(yuan)始數據(ju),然後将(jiāng)采集到(dao)的☎️數據(ju)傳送至(zhi)流量計(ji)算機，由(yóu)流量計(ji)算機對(duì)數據進(jìn)行處🔞理(lǐ),轉換成(cheng)可用的(de)生産數(shù)據，然後(hòu)再将這(zhè)些可用(yong)的數據(jù)上傳至(zhì)地面控(kong)制中心(xīn)。整個過(guò)程💜還需(xū)要一套(tào)完整的(de)機械系(xi)統和通(tong)訊控制(zhi)系統來(lái)支💞撐。任(ren)何一個(gè)環節出(chu)現問題(ti)都會導(dǎo)緻流👨‍❤️‍👨量(liang)計無法(fǎ)🔴正常工(gong)作。而流(liu)量計安(ān)裝在幾(ji)百甚至(zhì)幾千米(mi)的深🛀水(shui)中,很難(nan)進行人(rén)工幹預(yù)。因此,除(chu)了通過(guo)設計❗手(shǒu)段提高(gao)水下流(liú)量計的(de)可靠性(xing)之外,水(shui)下流量(liàng)計的回(hui)收以及(jí)回收以(yǐ)後的二(èr)次安裝(zhuāng)是水下(xià)流量計(ji)設計的(de)一個重(zhong)要環節(jie)和關鍵(jian)技術。
1可(ke)可收式(shì)水下流(liu)量計的(de)研究現(xian)狀
　　早在(zài)1995年,國外(wài)就有水(shuǐ)下流量(liang)計在水(shui)下管彙(huì)安裝應(ying)用♍的報(bao)道,該流(liú)量計安(an)裝在一(yi)個獨立(lì)的回收(shou)模塊中(zhong)，可在不(bu)中斷生(sheng)産的條(tiao)件下實(shí)現回收(shōu)"。1996年Framo可回(hui)收式水(shui)下流量(liang)計在澳(ao)大💋利亞(yà)EastSpar項目實(shí)現了應(ying)用,該流(liú)量計爲(wei)一個桶(tong)裝結構(gòu),可實現(xiàn)整體回(hui)收。到目(mù)前爲🙇‍♀️止(zhi),國際上(shang)形成了(le)以斯倫(lún)貝謝、艾(ài)默生、FMC爲(wei)主的水(shuǐ)下流量(liang)計供應(ying)格局,這(zhe)3家公司(si)占🛀據了(le)整個多(duo)相流量(liang)計90%以上(shàng)的市場(chang)份額"。
　　目(mù)前國際(jì)上主要(yào)的回收(shōu)方式有(you)2種,一種(zhǒng)是電子(zi)艙回收(shou),即單✏️獨(du)回收電(diàn)子艙模(mo)塊(SRC,SubseaRe-trievableCanister);另--種(zhǒng)是整體(ti)回收式(shì),即将整(zhěng)個流量(liang)計模塊(kuài)集成到(dào)外部結(jié)構上(CBV,ChokeBridge.Version)。電(dian)子模塊(kuai)可回收(shōu)式流量(liang)計是一(yi)種将🙇🏻所(suǒ)有電子(zǐ)元件、通(tōng)訊和控(kòng)制系統(tong)集成到(dao)一個可(kě)回收的(de)模塊内(nei),所有的(de)🤟元件及(ji)相應的(de)接頭都(dōu)有充分(fen)冗餘設(shè)計的水(shui)下流😄量(liang)計。在工(gōng)作時,電(diàn)子模塊(kuài)可以通(tong)過ROV快速(sù)接入整(zheng)個流量(liàng)計,而不(bu)需要專(zhuān)門的送(sòng)人工具(jù)，也不需(xū)要關斷(duàn)流體或(huo)是停止(zhǐ)整個采(cǎi)油過程(chéng)，從而避(bì)免了因(yīn)爲回收(shou)更換模(mo)塊時造(zao)成額外(wài)的花費(fèi)。
　　整體模(mo)塊式流(liú)量計CBV是(shi)一.種将(jiāng)所有模(mó)塊集成(chéng)到一-起(qǐ),然後整(zhěng)體安裝(zhuang)、整體回(huí)收的流(liú)量計4。該(gāi)類型的(de)水下流(liú)量計保(bǎo)留了同(tóng)SRC類型相(xiàng)同的電(dian)子元件(jiàn)的冗餘(yú)設計,但(dan)将電子(zi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻模塊固(gù)定安裝(zhuang)在整個(ge)流量計(jì)裝置.上(shang),回收時(shí)通過回(hui)收整個(ge)流量計(ji)來實現(xian)。此類型(xíng)的多相(xiang)流量計(ji)一-般直(zhi)接安裝(zhuāng)至管道(dao)或計量(liang)模塊上(shàng),其安裝(zhuāng)和回收(shou)皆是通(tong)過管道(dao)💚或計量(liang)模塊一(yī)👨‍❤️‍👨并進行(hang)。
2水下流(liu)量計的(de)安裝與(yu)回收技(ji)術
2.1水下(xia)流量計(ji)的安裝(zhuang)位置
　　水(shuǐ)下流量(liang)計是水(shuǐ)下流量(liang)計量的(de)核心部(bu)件,其安(an)裝🧑🏾‍🤝‍🧑🏼位置(zhì)取決于(yú)具體的(de)應用方(fang)式和水(shui)下生産(chan)設施的(de)整體布(bù)局👈。水下(xia)流量👄計(jì)的安裝(zhuang)位置大(da)緻可以(yi)分爲采(cǎi)油樹🌂、管(guan)彙和跨(kua)接管3種(zhong),如圖1所(suǒ)示。
 
　　水下(xià)流量計(ji)的安裝(zhuāng)位置與(yǔ)流量計(jì)的具體(ti)應用和(hé)設備尺(chi)寸有關(guān)。采用單(dān)井計量(liang)方式的(de)流量.計(jì)可以安(ān)裝👈在采(cai)油樹上(shang)、連接的(de)跨接管(guǎn)上或鄰(lín)近的管(guan)彙.上進(jìn)行連續(xù)測量。間(jian)斷測量(liàng)可以在(zai)管彙，上(shang)通過選(xuǎn)井計量(liang)來完成(cheng),此時由(yóu)于一台(tái)流量計(ji)需要測(cè)量不同(tóng)介質性(xing)質🍓的多(duo)個油井(jing),因此流(liu)量計需(xu)要包含(hán)多🌍個油(yóu)井的PVT數(shu)據。單井(jing)計量可(kě)以給出(chū)每口井(jing)的連續(xù)的生産(chǎn)數據,有(you)利🏃‍♀️于油(yóu)田的生(shēng)産管理(lǐ)和優化(huà)，同時提(ti)高了整(zhěng)個計量(liang)系統的(de)可靠性(xing),但所👈需(xū)要的流(liu)量計數(shù)量較多(duo),增加了(le)油田開(kai)發😍的成(chéng)本。選井(jǐng)計量方(fang)式成本(běn)較低,但(dàn)無法獲(huo)得😄單井(jing)的連續(xù)測🏃🏻‍♂️量數(shù)據，且一(yi)旦流量(liàng)計☁️發生(shēng)故障,與(yǔ)之相連(lian)的所有(yǒu)油井的(de)計量都(dou)無法進(jin)行”。因此(ci),具體⛱️采(cǎi)用哪種(zhǒng)計量方(fang)式需要(yao)根據油(yóu)田🔞生産(chǎn)的實際(jì)需要和(he)單台流(liu)量計的(de)成本而(er)定。
　　對于(yú)選擇水(shuǐ)下流量(liang)計計量(liàng)的油井(jǐng),在水下(xia)生産設(shè)施布局(ju)中應考(kǎo)慮水下(xia)流量計(jì)或電子(zǐ)回收模(mo)塊的安(an)裝和回(hui)收路徑(jìng)以及對(duì)應的機(jī)械和電(diàn)氣接口(kou)。對于安(an)裝在采(cai)油樹和(hé)跨接管(guan)上的流(liú)量計而(ér)言,流量(liang)計回收(shou)可能隻(zhī)會影💋響(xiǎng)局部生(shēng)産,但是(shì)如果回(huí)收管☎️彙(hui)單元,若(ruo)沒有旁(pang)通則可(kě)能需要(yao)關閉多(duō)口井,因(yin)此管彙(huì)安裝的(de)流量計(jì)一般需(xū)要考慮(lü)旁通設(shè)計☀️,保證(zheng)在流量(liang)計關停(tíng)和啓動(dòng)狀态下(xia)都能夠(gou)滿足最(zui)大産量(liàng)的要求(qiú)。
　　流量計(jì)上下遊(you)流體的(de)流型和(he)流向也(yě)是決定(dìng)流量💰計(jì)安裝位(wèi)置時所(suǒ)要考慮(lü)的一一(yī)個因素(sù),這主要(yao)與流量(liang)計所♍采(cǎi)用💘的計(ji)量技💔術(shù)有關,如(rú)有的流(liu)量計需(xu)要考慮(lǜ)上下遊(yóu)🔞直管段(duan)以保證(zheng)🚩穩定的(de)✌️流型,有(yǒu)的流量(liàng)計的計(jì)量性能(neng)受到流(liú)體流向(xiang)的影響(xiang),在設計(ji)流👅量計(jì)安裝位(wei)置時應(yīng)當有所(suǒ)考慮。此(cǐ)外,腐蝕(shí)和侵蝕(shi)🌈作用、化(huà)學藥劑(ji)注人點(dian)、管道規(guī)格、臨近(jin)節流點(dian)等都有(yǒu)可能對(dui)流量計(ji)的計量(liàng)💋性能産(chǎn)生❌影響(xiang),也是設(she)計💜中需(xū)要考慮(lǜ)的因素(su)📧。
2.2基于采(cai)油樹的(de)安裝與(yu)回收
　　一(yi)般而言(yan),安裝至(zhì)采油樹(shù)的水下(xia)流量計(ji)都有其(qí)專用🎯的(de)♋配套設(she)施,通常(chang)與采油(yóu)樹的油(you)嘴組合(hé)在一起(qǐ)✂️,形成采(cai)油樹的(de)流量控(kong)制模塊(kuài)。另外，流(liú)量計可(ke)以連接(jiē)到節🐇流(liu)閥上,同(tong)水下節(jie)流閥一(yi)起安裝(zhuang)回收。基(ji)于核心(xīn)計量部(bù)件,可以(yi)設計相(xiang)應的安(an)裝接口(kǒu),同水.下(xia)節流閥(fá)安裝🔴在(zài)一-起,轉(zhuan)接至采(cǎi)油樹對(duì)應安裝(zhuang)位置，實(shi)現通過(guò)ROV進行水(shuǐ)下的安(an)裝及回(huí)收操作(zuò)(圖2)。
 
　　如圖(tú)2所示,将(jiang)流量計(ji)模塊通(tōng)過法蘭(lán)連接的(de)方式固(gu)定安🔆裝(zhuang)至節流(liú)閥整體(ti)裝配上(shang)形成流(liú)量控制(zhi)模塊,通(tong)過節流(liu)閥連接(jie)器與采(cǎi)油樹相(xiang)連。流量(liang)控制模(mo)塊💁上一(yi)般對應(yīng)有ROV操作(zuò)手🤩柄、操(cāo)作接口(kou)等,以滿(mǎn)足水下(xia)操作的(de)要求。導(dao)向筒和(he)導向柱(zhù)設計用(yòng)于㊙️流量(liàng)計在安(ān)裝過程(cheng)中💋實現(xian)與采油(you)樹的準(zhun)确對接(jiē)。在安裝(zhuāng)時✔️，通過(guo)吊耳将(jiang)流量計(jì)下放至(zhì)水下安(ān)裝位置(zhi)附近,通(tōng)過ROV操作(zuo)手柄調(diào)整流量(liang)計的位(wei)置,使導(dao)向筒與(yǔ)導向柱(zhù)對接。安(an)裝工具(jù)具📐有緩(huǎn)沖裝置(zhì),可以保(bao)💋.護流量(liang)控制模(mo)塊不受(shou)大的沖(chong)擊,待流(liu)量控制(zhi)單元與(yǔ)采油樹(shu)精準對(dui)接,即可(ke)操作ROV接(jie)口實現(xian)鎖緊。回(huí)收時設(she)置兩端(duan)隔離後(hou),通過ROV操(cāo)作實現(xian)解鎖,如(rú)圖3所示(shi)。
 
　　采用這(zhè)種設計(jì)時,流量(liàng)計廠商(shang)需要與(yu)采油樹(shu)廠商進(jìn)行有❄️效(xiao)的技術(shù)溝通,進(jin)行聯合(hé)設計,保(bǎo)證流量(liang)計連接(jiē)接口及(ji)空間位(wei)置相匹(pǐ)配。
2.3基于(yú)跨接管(guan)的安裝(zhuāng)與回收(shou)
　　當采油(yóu)樹沒有(yǒu)可以回(hui)收的油(yóu)嘴模塊(kuài),或是節(jie)流閥等(děng)相🔞應結(jié)構不允(yǔn)許相應(yīng)布置時(shí),水下流(liu)量計可(ke)以安裝(zhuāng)在采油(you)樹同管(guǎn)⛱️彙連💘接(jie)的跨接(jiē)管上。如(ru)圖4所示(shì),位于跨(kua)接管的(de)流量計(jì)可以在(zài)跨接管(guǎn)制造和(hé)初安裝(zhuāng)時采用(yong)法蘭進(jìn)行🔞連接(jiē),将流量(liang)計模塊(kuài)✂️和跨接(jie)管一起(qi)下放安(ān)裝和回(huí)收。法蘭(lan)連接的(de)流量計(ji)接口可(ke)以簡化(huà)拆卸和(hé)重裝,也(yě)可以采(cai)用焊接(jie)的方式(shì),将流量(liàng)計直接(jiē)焊接在(zai)跨接管(guǎn)上以減(jian)輕跨接(jiē)管的重(zhong)量。但由(yóu)于跨接(jiē)管的安(an)裝回收(shou)需要吊(diao)裝能力(lì)較大的(de)支持船(chuán),并可能(néng)導緻其(qi)他一些(xiē)問題,所(suo)以一般(ban)在跨❤️接(jiē)管上的(de)流量計(jì)出現問(wen)題,基本(běn)就會棄(qi)置而不(bu)進行維(wéi)護。由于(yu)水下流(liú)量計電(dian)子模塊(kuai)出現故(gù)障.的概(gài)率比較(jiao)大，若采(cǎi)取這種(zhǒng)方式進(jìn)行安裝(zhuang)回收,一(yi)般會設(shè)計電子(zǐ)模塊可(kě)回收的(de)結構,将(jiang)流量計(jì)📧上容易(yi)發💋生失(shī)效的複(fú)雜結構(gou)都集成(cheng)在可回(huí)收模塊(kuài)中,而👌固(gu)定安裝(zhuāng)的部分(fèn)則應該(gai)盡量簡(jiǎn)化,以提(tí)🛀🏻高整個(ge)裝置的(de)可靠性(xìng)。
 
2.4基于管(guǎn)彙的安(ān)裝與回(huí)收
　　采用(yong)管彙安(an)裝的方(fāng)式需要(yào)針對流(liu)量計模(mo)塊設計(ji)對應的(de)模塊送(sòng)入工具(jù)、導向定(dìng)位設備(bei)、軟着陸(lù)工具♉、過(guò)載工具(ju)以及其(qí)他配套(tao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼工具來(lai)滿足流(liu)量計安(ān)裝✉️和回(huí)收的要(yào)求。在流(liu)量計模(mó)塊外部(bu)設計一(yi)個整體(ti)的配套(tao)安裝工(gōng)具,并提(tí)供ROV操作(zuo)的接口(kou)和水下(xià)的連🙇‍♀️接(jiē)器部分(fèn),如圖5所(suǒ)示。送人(ren)工具可(kě)以通過(guo)ROV進行操(cāo)作和控(kòng)制,一般(ban)部🚶署在(zài)修井船(chuán)和鑽探(tan)設備:.上(shàng)，含有軟(ruǎn)着陸系(xì)統和解(jiě)鎖、鎖緊(jǐn)裝置,通(tong)過操☀️作(zuo)ROV接口,可(ke)以實現(xiàn)水下流(liu)量計底(di)部連接(jie)器與固(gù)定安裝(zhuang)在管彙(huì).上⭕的連(lián)接接口(kǒu)的鎖緊(jin)和解鎖(suǒ)。當流量(liang)計解鎖(suo)出現故(gù)🔴障時,可(kě)以通過(guò)過載工(gong)具進行(hang)緊急解(jiě)鎖,以保(bao)證流量(liang)計解鎖(suǒ)裝置卡(ka)死的情(qing)況下,能(neng)夠實現(xiàn)緊急回(huí)收🏃。
 
　　同時(shi)在管彙(hui)，上設計(ji)對應的(de)水下安(ān)裝所需(xū)連接結(jie)構、導向(xiang)及📞指示(shì)設計、模(mó)塊布置(zhì)等，如圖(tú)6、圖7、圖8所(suo)示,通過(guo)專💛門的(de)工具實(shí)現流量(liang)計模塊(kuai)的獨立(lì)整體安(ān)裝和回(huí)收。其中(zhōng),連接結(jié)構🔆與流(liu)量計下(xia)部的連(lián)接器相(xiang)⛱️連,導向(xiàng)結📞構用(yong)于流量(liang)計下放(fang)✍️安裝過(guò)程中的(de)導向與(yu)定位,通(tōng)過指示(shi)設計可(kě)以确認(rèn)流量💋計(jì)定位是(shì)否正确(que),以及解(jiě)鎖和鎖(suǒ)緊操作(zuo)是否完(wán)成。
 
3結束(shù)語
　　水下(xia)流量計(ji)是水下(xia)生産系(xi)統的重(zhong)要組成(chéng)部分，對(dui)于流量(liàng)的💔監控(kong)和流動(dòng)保障具(jù)有重要(yào)意義。在(zài)國外公(gōng)司😘技術(shù)🥵壟斷的(de)局面下(xia)❗,通過技(ji)術創新(xin),掌握水(shui)下流量(liàng)計的設(she)計💰核心(xin)技術對(duì)我國水(shui)下裝備(bèi)的國産(chǎn)💘化進程(cheng)具有重(zhòng)要推動(dòng)作用。水(shuǐ)下流量(liang)計的安(an)裝與回(hui)收技術(shu)是🤞水下(xia)流量計(jì)♈設計過(guo)程中🚶的(de)關鍵技(jì)術🈲,是水(shuǐ)下流量(liang)計國産(chan)化必須(xu)攻克的(de)技術難(nán)題。根據(jù)水下流(liú)量計的(de)回收方(fāng)式,可以(yi)将可回(hui)收式的(de)水下流(liú)量計分(fen)爲整體(tǐ)回📐收式(shì)和電子(zi)艙回💰收(shōu)式2種,其(qi)具體的(de)安裝和(he)回收設(shè)計與流(liú)量計的(de)實際應(ying)用位置(zhì)🙇‍♀️有關,對(duì)于安裝(zhuang)在水下(xia)采油樹(shù)、跨接管(guǎn)和管彙(hui)位置的(de)流量計(ji),其安裝(zhuang)和回收(shōu)設計各(ge)不相同(tong)。因此,在(zai)進行水(shuǐ)下流量(liang)計設計(jì)時,宜采(cai)用模塊(kuai)化設計(jì)的理念(nian),将流量(liàng)計📧核心(xin)計量部(bu)件和安(ān)裝回收(shōu)模塊獨(du)立開來(lái),這樣才(cái)能保證(zhèng)在㊙️不同(tong)的位置(zhi)進行安(ān)裝和回(huí)收💋,流量(liang)計的核(hé)心計量(liàng)部件不(bú)發♍生變(bian)化,提高(gāo)水下流(liú)🈲量計對(duì)不同應(ying)用場景(jing)的👉适應(ying)性。

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