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

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