摘要:孔闆流量(liàng)計 廣泛應用于(yu)石油石化行業(yè)，是獲取海上油(you)田油井、氣🆚井天(tiān)然氣📧産量的重(zhong)要計量工具。但(dàn)在長時間生㊙️産(chǎn)運行過程中，孔(kǒng)闆流量計的計(ji)量數據會産生(sheng)一定的誤差。産(chǎn)生這些誤差的(de)原因很多，通過(guo)對孔闆測量原(yuán)理的研究，結合(hé)現場實際運行(hang)情況，分析可能(néng)影響孔闆流量(liang)計計量🌈精度的(de)因素，并在此基(jī)礎上提出相應(ying)♉的工藝流程改(gai)進措施，以提高(gao)天然氣産量計(ji)量🚶的正确率，爲(wei)油氣井精細管(guǎn)理提供可靠、正(zheng)确的數據支持(chi)。
1孔闆流量計工(gōng)作原理
　　孔闆流(liu)量計具有結構(gòu)簡單.安裝簡便(bian).使用可靠等特(tè)點，是海上☁️油田(tian)油氣井計量時(shi)最常用的流量(liang)計。它是🏃‍♀️由節流(liú)裝置(孔闆).取壓(ya)裝置、緊固裝置(zhì)和附件組成。孔(kong)🛀闆流量計的工(gong)作原理是利用(yong)流體節流的原(yuan)理，也就是當充(chong)滿管道的流體(ti)流經管道内的(de)節流裝置時,流(liú)📐體将在節流✍️件(jian)處形成局部收(shou)縮,從而🐆使流體(tǐ)的流速增加，靜(jìng)壓力降低，于是(shi)在節流件前後(hou)産生了靜壓力(lì)🆚差。由于其與流(liú)量存在着--定的(de)函數關系，流體(ti)的流速🙇🏻越大,産(chan)生的壓差也越(yuè)大,可通過孔闆(pǎn)前♈後兩端的取(qu)壓裝置将差壓(yā)信号傳💰送給差(chà)壓變送器,再轉(zhuan)換成模✂️拟信号(hào)輸出,通過遠程(cheng)的流量計算儀(yí),實現流體流量(liang)的計量(圖1)。
 
　　這種(zhǒng)測量流量的方(fang)法以水力學的(de)能量守恒定律(lü)和流動❌連續性(xing)方程爲基礎。天(tian)然氣質量流量(liàng)計算基本公式(shì):
 
　　式中:qm爲天然氣(qi)質量流量;ρ1爲天(tian)然氣在操作條(tiao)件下.上⛱️遊🛀取壓(yā)孔處的密度,可(ke)通過計算或實(shí)測得出;C爲流出(chu)系數🌈;β爲直⛷️徑比(bǐ)，β=d/D;d爲操作條件孔(kǒng)闆開孔直徑;D爲(wei)操作條件上遊(yóu)測量管内徑;ε爲(wei)可膨脹♈性系數(shu);△p爲上下遊取壓(ya)孔位置上所取(qu)得.的靜壓力差(chà)。
　　按天然氣在操(cāo)作條件下和在(zài)标準參比條件(jiàn)下密✊度與🤞其溫(wen)度、壓力的關系(xi)，并引人與幹空(kong)氣的相對🔱性推(tui)導計算實用公(gong)式。天然氣在标(biāo)準參比條件下(xià)的體積流量計(jì)算實用⛹🏻‍♀️公式:
 
　　式(shì)中:qvm爲天然氣在(zai)标準參比條件(jiàn)下的體積流量(liàng);Avn爲體積♋流☂️量計(ji)量系數(其值視(shi)計量單位而定(dìng),秒體積流量(m³/s)計(ji)量⁉️系數爲3.179×10-6);E爲漸(jian)近🌂速度系數;FG爲(wei)相對密度系數(shu);FZ爲超🐉壓縮系數(shù);Fr爲流動溫度系(xì)數;P1爲孔闆上遊(you)側取壓孔氣流(liu)絕對靜⛹🏻‍♀️壓。
　　由上(shàng)述公式可以看(kàn)出,氣體的體積(ji)流量qvn與孔闆開(kai)孔直徑d、上📧下🥰遊(you)取壓孔位置上(shàng)所取得的靜壓(ya)力差△p有着密切(qie)的關⚽系。
2.1流量計(ji)安裝不合理
　　孔(kong)闆流量計的安(an)裝應符合相應(yīng)的安裝規範。根(gen)據GB/T21446--2008《用标準孔♈闆(pǎn)流量計測量天(tian)然氣流量》,節流(liú)裝置應安裝在(zài)2段具有等直徑(jìng)的圓形橫截面(mian)的直管段之間(jiān),毗鄰孔闆的上(shàng)、下遊直管段應(ying)符合一定的技(ji)術要求。一般🐇情(qing)況下,海上油田(tian)孔闆安裝要求(qiú)爲:毗鄰孔闆的(de)上遊直管段長(zhǎng)度應爲10D(D爲測量(liàng)🏃🏻‍♂️管内徑),下遊⛱️直(zhi)管段長度應爲(wei)5D。在實際安裝的(de)過程中基本可(ke)以滿足要求,但(dan)往往--些細節問(wen)題會被忽視，也(ye)會造成安裝誤(wù)差，如:直管段✨内(nei)璧粗糙度不符(fú)合要求,引起誤(wu)差;施工人員領(ling)料、用料不符合(hé)規範,實際安裝(zhuāng)管道與設計要(yào)求不符等。
2.2取壓(ya)與氣流異常
　　從(cóng)地層中開采出(chu)的原油進人油(you)井計量分離器(qi)進🌈行油氣水三(sān)✍️相分離,這一過(guò)程中，當出現天(tian)然氣氣液分離(li)效果不好或分(fen)離器内部結構(gou)件(波紋闆、捕🔆霧(wù)器)故障破損時(shí),也會産生不利(li)的影響因素。如(rú):①會使導壓管路(lù)、測量腔室在長(zhang)時間使用中産(chan)生積水、積油現(xian)象,嚴重的情況(kuàng)下原油中的油(yóu)🏒泥及顆粒也♊會(huì)進入導壓👣管,發(fa)生堵塞,從而🐪影(ying)響計取壓的正(zheng)确性,造成計量(liàng)誤差(圖2);②在冬季(ji),環境氣溫較低(di)時,有可能會使(shǐ)積液産生凍堵(du),此時流量計也(ye)不能真實地反(fan)映出孔闆的前(qian)後壓✔️差,造成計(jì)量數據不正确(que);③儀表變送器經(jīng)過長期使用,會(hui)發生相應的零(líng)點漂移，造成測(cè)量數據偏差。
 
　　依(yī)據GB/T21446--2008《用标準孔闆(pan)流量計測量天(tian)然氣流量》,氣流(liú)通🛀過孔闆的🛀🏻流(liu)⭕動應保持亞音(yīn)速，是穩定或僅(jǐn)随時間緩慢變(bian)化的，應避免脈(mò)動氣流。當不能(neng)滿足孔闆安裝(zhuang)直管段的長度(dù)要求🐉時,應安🎯裝(zhuāng)阻流件及流動(dòng)調整器,以保證(zhèng)氣流的穩定。
2.3測(cè)量範圍選擇不(bu)合理
　　在正常生(sheng)産中，由于油藏(cang)屬性、地層能量(liang)、開采方式等的(de)不同,每口油井(jing)的生産狀态與(yu)産量也會不同(tong)。單--開口尺寸的(de)孔闆流量💁計的(de)計量範圍是固(gù)定的,一般情況(kuang)下常用孔闆的(de)量程比爲1:3。實💋際(jì)操作中,應根據(jù)油井的開發生(shēng)産方案中的預(yù)測産氣量或已(yi)知産氣量選擇(zé)與之相适應的(de)孔闆進🤩行油井(jǐng)的計量。
2.4人員操(cao)作及維護不當(dang)
　　對高産井與低(dī)産井的計量,由(yóu)于其産氣量的(de)範圍會💃超出測(ce)量範圍,不可避(bì)免的工作就是(shi)更換不同孔徑(jìng)的孔闆,以确保(bǎo)計量🔆的正确性(xing)。人員的一些操(cāo)作失誤會直接(jiē)👣導緻計量數據(ju)不正确。對于該(gai)項操作有着相(xiàng)應的嚴格要求(qiu):①孔闆喇叭口的(de)朝向應爲管線(xian)下遊方向;②安裝(zhuāng)拆卸孔闆不能(neng)使✂️用蠻力或尖(jiān)🐆銳工具,避免孔(kong)闆變形和工作(zuo)面劃傷;③安裝密(mì)封圈😍應檢查有(you)無破損情況;④更(gèng)換下來的孔闆(pan)應妥善保存，防(fang)生鏽、防擠壓,運(yùn)🔞送途中避免磕(kē)碰。
　　如果單一孔(kong)闆能夠滿足計(ji)量範圍的要求(qiu),則更應該注意(yì)定🈲期的檢查與(yǔ)維保。孔闆長時(shí)間未更換,受工(gong)藝介質沖刷、腐(fu)蝕🛀🏻、雜質堆積等(deng)因素的幹擾,其(qí)工作面易🚶産生(shēng)沖刷磨損、孔闆(pǎn)變形、工作面結(jie)垢等。對此人員(yuan)未能及時檢查(cha)發現,也會造成(cheng)計量數據的🐇偏(pian)差。
3提高計量精(jing)度的措施
3.1優化(huà)流程減少操作(zuò)失誤
　　以某海上(shàng)油田爲例,該油(you)田共有油井數(shu)23口,其單井💘産氣(qi)量分布由低到(dao)高的範圍約爲(wèi)(3x102)~(9x10*)m'/d。由于該油田油(yóu)井産氣量♌範圍(wéi)波動較大,單一(yi)開口尺寸孔闆(pan)的滿刻度量程(chéng)無法滿足單井(jing)計量要求(表1),需(xu)要頻繁更換孔(kong)闆。人✏️員技能水(shui)平的差異☀️，将不(bu)可避免地帶來(lai)操作失誤的情(qing)況,影響計量精(jīng)度。爲此通過對(duì)計量♌分離器生(sheng)産流程進行優(you)化設計,擴大孔(kǒng)闆流💰量計的測(cè)量範圍以減少(shao)人員直接接觸(chù)🔱所引起的操作(zuo)失誤。
 
　　通過在原(yuan)油井計量分離(li)器氣相出口增(zēng)加1路氣相計量(liang)管線和高級 一(yi)體化孔闆流量(liàng)計 ,實現不同氣(qi)量的油井在不(bú)拆卸更換孔闆(pǎn)的情況下,利用(yòng)切換📱流程使用(yòng)相對應的測量(liàng)範圍的孔闆進(jin)行計量。
　　此次改(gǎi)造後,将2台高級(ji)一體化孔闆流(liú)量計分别裝入(rù)1.0658in(27.071mm)及2.531in(64.287mm)尺寸的孔闆(pǎn),以實現大孔闆(pǎn)和小孔闆對該(gai)油田全部油井(jing)産氣量測量範(fàn)圍的全覆蓋,操(cao)作人員隻需開(kāi)關閥門🤩，即可完(wán)成大小孔闆的(de)流程切換,避免(mian)了頻繁更換孔(kǒng)闆造成損壞。在(zài)減少人員工作(zuò)量🔞與工作強度(dù)同時，有效提🏃🏻‍♂️升(sheng)了孔闆流量計(jì)的計量精度(圖(tú)3、圖4)。
 
3.2定期檢查與(yǔ)維保
　　針對上述(shù)産生計量誤差(cha)的原因分析中(zhōng)可以看出，通過(guo)對孔闆流量計(jì)的維護，可以消(xiao)除大部分的影(ying)👄響因🧡素。例⛷️如:①定(dìng)期對取壓管線(xiàn)以及流量計腔(qiang)室的積液排放(fàng);②通過拆檢可以(yǐ)及時發現孔闆(pan)及測量腔室淤(yū)泥污垢并及時(shi)進行清理;③人冬(dōng)季前🈲相關管線(xian)🔅、儀表附件等🔅的(de)保溫檢查;④儀表(biao)變送器定期檢(jiǎn)查、排放、标定，消(xiāo)除💋零點漂移等(deng)因素☁️造成的誤(wù)差。在管理制度(dù)上,應建立相關(guan)的程序(周檢、月(yuè)檢、年檢),并及時(shí)更新,加強相關(guān)技能培訓,增強(qiang)員工責😘任心。
 
4結(jie)論
　　對于新投産(chan)施工投用的流(liu)量計,其測量誤(wu)差産生的原因(yin)多是安裝不規(gui)範或錯誤安裝(zhuang)所緻。對于已長(zhang)時🥵間投用的♈流(liú)量計,測量誤差(chà)産生的原因多(duo)是維護不及時(shi).操作失誤或工(gōng)藝方面的原因(yin)所緻。綜上所述(shù)，通過相關的分(fèn)析找出流量計(ji)測量誤差産生(shēng)的原因并采取(qu)改善措施,才能(neng)保障生産正常(chang)運行。

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