摘要(yào)：水下流量計 的安(an)裝和回收技術是(shì)水下流量計設計(ji)的關鍵技術之一(yī)。對🈲于📐國内而言,水(shui)下流量計的研究(jiū)剛剛起步,水下流(liu)量計的安裝回收(shōu)技術仍然是一個(ge)空白,研究水下流(liu)量計安裝與回收(shou)❤️技術是實現水下(xià)流量計國産💯化的(de)必經之路。介紹🧡了(le)當下水下流量計(jì)安裝與回收技術(shu)的研究現狀和方(fāng)法,以及不同安裝(zhuang)位置(水下采油樹(shù)、管彙、跨接🔅管)水下(xià)流量計安裝與回(huí)收的通用技♋術手(shǒu)段。
　　水下流量計的(de)安裝回收技術是(shi)水下流量計設計(jì)過程中必須面對(duì)的難題。盡管水下(xià)流量計設計的☀️初(chū)衷是在設計壽命(ming)🔞周期内實現免維(wei)修,但從國内💔外實(shi)際應用的🔴情況來(lai)看,要實現完全免(miǎn)維修是很😍難的。首(shǒu)先是水下環㊙️境的(de)複雜性,流量計🌂安(an)裝到水下後需要(yào)克🈲服海水靜壓、介(jiè)質内壓以及高溫(wen)帶來的機械強度(dù)✌️和🐕密封性能上的(de)考驗,還要抵抗✏️海(hai)水和介質腐蝕以(yǐ)及不可預見的突(tu)發情況(如地震、海(hǎi)嘯等)。其次是流量(liàng)計本身的複雜性(xìng)。多相流的測量異(yì)常複雜，其技術難(nán)度🏃🏻之高至今仍是(shi)世界範圍内♈科學(xué)界的難題。要實現(xiàn)多相流的測量,需(xu)要一-套實時的數(shu)據采集系統來采(cai)集原始數據,然後(hou)将采集到的🍉數據(jù)傳送至流量計算(suàn)機，由流量計算機(ji)對數據進行處🥰理(li),轉換成可用的生(shēng)産數據，然後再将(jiāng)這些可用的數據(jù)✨上傳至地面控制(zhì)中心。整個過程還(hai)需要一套完整的(de)機械系統和通訊(xun)控制系統來支撐(chēng)。任何一個💁環節出(chū)現問題都會導緻(zhi)流🔅量計無法🈚正常(chang)工作。而流量計安(ān)裝在幾百甚至幾(jǐ)千米的深🎯水中,很(hen)難進行人工幹預(yù)。因此,除了通過設(she)計手段提高水下(xià)流量計的可靠性(xìng)之外,水下流❓量計(jì)的回👨‍❤️‍👨收以及回收(shou)以後的☔二次安裝(zhuang)是水下流量計設(shè)計的一個重要㊙️環(huán)節和關鍵技術。
1可(ke)可收式水下流量(liang)計的研究現狀
　　早(zǎo)在1995年,國外就有水(shui)下流量計在水下(xià)管彙安裝應用的(de)報道,該流量計安(ān)裝在一個獨立的(de)回收模塊中，可在(zài)不中斷生産的條(tiáo)👌件下實現回收"。1996年(nian)Framo可回收式水下🌈流(liú)量計在澳大利亞(ya)EastSpar項🚶‍♀️目實現了應用(yòng),該流量計爲一個(gè)桶裝結🧡構,可實現(xian)整體回收。到目前(qián)爲止,國際上形成(chéng)了以斯倫貝謝、艾(ài)默生、FMC爲主的水下(xia)流量計供應格局(ju),這3家公司占據了(le)整個多相流量❌計(ji)90%以上的市場份🌂額(e)"。
　　目前國際上主要(yao)的回收方式有2種(zhǒng),一種是電子艙🔞回(huí)收,即單獨💃🏻回收電(dian)子艙模塊(SRC,SubseaRe-trievableCanister);另--種是(shi)整體回收式,即将(jiāng)整個流量計模塊(kuai)集成到外部結構(gou)上(CBV,ChokeBridge.Version)。電子模🚶塊可回(hui)收式流✂️量計是一(yi)種将所有電子元(yuán)件、通訊和控制系(xì)統集成到一個可(ke)回收的模塊👉内,所(suǒ)有的🈲元件及相應(ying)👄的接頭都有充分(fèn)冗餘設🏃🏻‍♂️計的水下(xia)流⭐量計。在工作時(shi)👌,電子模塊可以通(tōng)過ROV快速接入整個(ge)流量計,而🈲不需要(yao)專門的送人工具(ju)🈚，也不需要關斷流(liú)體或是停止整個(ge)⛱️采油過程，從而避(bì)免了因爲回收更(geng)換模塊時造成額(e)💞外的花費。
　　整體模(mó)塊式流量計CBV是一(yi).種将所有模塊集(ji)成到一😍-起,然💰後整(zhěng)體安裝、整體回收(shou)的流量計4。該類型(xíng)的水下流量計👈保(bǎo)留了同🆚SRC類型相同(tóng)的電子元件的冗(rǒng)餘🐉設計,但将電子(zǐ)模塊固定安裝在(zài)整個流量計裝置(zhi)🈲.上,回收時通過回(hui)收整個流量計來(lai)實現🧡。此類型的多(duo)相流量計一-般直(zhí)接安裝至管道或(huò)計量模塊上,其安(an)裝和回收皆是通(tōng)過管道或計量模(mó)塊一🈲并進行。
2水下(xià)流量計的安裝與(yǔ)回收技術
2.1水下流(liú)量計的安裝位置(zhi)
　　水下流量計是水(shui)下流量計量的核(hé)心部件,其安裝位(wei)置取決于具體的(de)應用方式和水下(xia)生産設施的整體(tǐ)布局。水下流量計(jì)的安裝位置大緻(zhi)可以分爲采油樹(shu)、管彙和跨接管⛱️3種(zhong),如圖1所示。
 
　　水下流(liú)量計的安裝位置(zhì)與流量計的具體(ti)應用和設備🤞尺寸(cùn)有關。采用單井計(jì)量方式的流量.計(jì)可以安裝在采油(you)樹上、連✉️接的跨接(jiē)管上或鄰近的管(guǎn)彙🔴.上進行連續測(ce)量。間斷測量可✔️以(yǐ)在管彙，上通過選(xuan)💃井計量來完成,此(ci)時由于一台流量(liang)計需要測量不🚶同(tong)介質性質的多個(gè)油井,因此流量計(ji)需要包含多🚶‍♀️個油(yóu)井的PVT數據。單井計(ji)量可以🛀🏻給出每口(kǒu)井的連續的生産(chan)數據,有利于油田(tián)的生産管理和優(you)化，同時提🏃🏻高了整(zheng)個計量系統的可(kě)靠性,但所需🏃🏻‍♂️要的(de)流量🚶計數量較多(duo),增加了油田開發(fa)的成本。選井計量(liàng)方式成本較低,但(dan)無🔞法獲得單井的(de)連續測量數據，且(qie)一旦流量計發生(sheng)故障,與之相連的(de)所有油井的計🚶‍♀️量(liàng)都無法進行”。因此(ci),具體💋采用哪種計(ji)量方式需要根據(ju)油田生産的實際(ji)需要和單🚩台流量(liàng)計的成本而定。
　　對(dui)于選擇水下流量(liang)計計量的油井,在(zai)水下生産設施布(bù)局中應考慮水下(xia)流量計或電子回(huí)收模塊的安裝和(he)回收路徑以✍️及對(dui)應的機械和電氣(qi)接口。對于安裝🏃🏻‍♂️在(zai)采油樹和跨接管(guan)上💃的流量計而言(yán),流量計回收可能(néng)隻會影響局部生(shēng)産,但是如果回收(shou)管‼️彙單元,若沒🌂有(you)旁通則可能需要(yao)關閉多口井,因此(ci)管彙安裝的流🍓量(liang)計一般需要考慮(lǜ)旁通設計,保證在(zài)流量計關停和啓(qi)動狀态下都能⭐夠(gou)滿足最大産量的(de)要求。
　　流量計上下(xià)遊流體的流型和(he)流向也是決定流(liu)量計安裝位置時(shi)所要考慮的一一(yi)個因素,這主要與(yǔ)流量❓計所采用的(de)計量技術有關,如(ru)有的流量計需要(yao)考慮上下遊直管(guan)段以保證穩定的(de)流型,有的流量計(jì)的計量性能受到(dao)流體流向的影響(xiǎng),在設計流⚽量計安(ān)裝位置時應當有(yǒu)所考慮。此外🔅,腐蝕(shi)和侵蝕💚作用、化學(xué)藥🤞劑注人點、管道(dao)規格、臨近節流點(diǎn)等都有可能對流(liú)量計的計量性能(néng)産生影響,也是設(she)計中需要考慮的(de)因素。
2.2基于采油樹(shù)的安裝與回收
　　一(yi)般而言,安裝至采(cai)油樹的水下流量(liàng)計都有其專用的(de)配套設施,通常與(yǔ)采油樹的油嘴組(zu)合在一起😘,形成采(cǎi)油樹的流量控制(zhì)模塊。另外，流量計(ji)可以連接到節流(liu)閥上,同水下節流(liu)閥㊙️一起安裝回收(shōu)。基于😄核心計量部(bù)件,可以設計相應(yīng)的安裝接口,同水(shui).下節流閥安裝✏️在(zài)一-起,轉接至采油(you)樹對應安裝位置(zhì)🐕，實現通過ROV進✉️行水(shuǐ)下的安裝及回收(shou)操作(圖2)。
 
　　如圖2所示(shi),将流量計模塊通(tong)過法蘭連接的方(fang)式固📞定安裝至節(jie)流閥整體裝配上(shàng)形成流量控制模(mo)塊,通過節流閥連(lian)🌈接器與采油樹相(xiàng)連。流量控制模塊(kuài)上一般對應有ROV操(cāo)作手😄柄、操作接口(kou)等,以滿足水下⭕操(cao)作的要求。導向筒(tǒng)和導向柱🈲設計用(yòng)于🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量計在安裝(zhuāng)過程中實現與采(cǎi)油樹的準确對接(jiē)。在安裝時🈲，通過吊(diào)耳将流量計下放(fàng)至水下安裝位置(zhi)附近,通⭐過ROV操作手(shou)💋柄調整流量計的(de)位置,使🌈導向筒與(yǔ)導向柱對接。安裝(zhuāng)工具具💜有緩沖裝(zhuang)置,可以保.護流量(liàng)控制模塊不受大(dà)的沖擊,待流量⭕控(kòng)制單元與采油樹(shu)精準對接,即可操(cāo)作ROV接口實現鎖緊(jǐn)。回收時設置兩端(duan)隔離後,通過ROV操作(zuò)實現解鎖,如圖3所(suo)示。
 
　　采用這種設計(jì)時,流量計廠商需(xū)要與采油樹廠商(shang)進🥵行有效的技術(shù)溝通,進行聯合設(shè)計,保證流量計連(lián)接接口及空間位(wei)置相匹配。
2.3基于跨(kua)接管的安裝與回(huí)收
　　當采油樹沒有(yǒu)可以回收的油嘴(zui)模塊,或是節流閥(fá)等相應結構不允(yun)許相應布置時,水(shui)下流量計可以安(ān)裝在采油樹同管(guan)彙連接的跨接管(guǎn)上。如圖4所示💔,位于(yu)跨接管的流量計(jì)可以在跨接管制(zhì)造和初安裝時采(cai)用法蘭進行👣連接(jie),将流量計模塊和(hé)跨接管👅一起下放(fàng)安裝和回收。法💔蘭(lan)連接的流量計接(jiē)口可🥰以簡化拆卸(xiè)和重裝,也可以采(cǎi)用焊接的方式,将(jiang)流‼️量計直接焊接(jie)在跨接管🙇🏻上以減(jiǎn)輕跨接管的重量(liang)㊙️。但🍉由于跨接管的(de)安♉裝回收需要吊(diao)裝🥰能力較大的支(zhī)持船,并可能導緻(zhì)其他一些問題,所(suǒ)以一般在跨🤞接管(guǎn)上的流量計出現(xiàn)問♻️題,基本就會棄(qì)置而不進行維護(hù)。由于🈲水下流量計(ji)電子模塊出現故(gù)障.的概率比📞較大(dà)，若采取這種方式(shì)進行安裝回收,一(yi)般會設計電子⚽模(mo)塊可回收的結構(gòu),将🈲流量計上容易(yì)發生失效的複雜(za)♈結構都集成在可(ke)回收模塊中,而固(gu)定安裝的部分則(ze)應該盡量簡♋化,以(yi)提高整個裝置✂️的(de)可靠性。
 
2.4基于管彙(hui)的安裝與回收
　　采(cǎi)用管彙安裝的方(fang)式需要針對流量(liàng)計模塊設計對應(ying)的模塊送入工具(ju)、導向定位設備、軟(ruan)着陸工具、過載工(gong)具🐕以及其他配套(tao)工具來滿足流量(liàng)計安裝和回收的(de)要求🐕。在流量計模(mó)塊外部設計一個(ge)整體的配套安裝(zhuang)工具,并🈲提供ROV操作(zuo)的接口和水下的(de)連接器部分,如圖(tu)5所示。送人工具可(ke)以通過ROV進行操作(zuo)和控制,一般部🌈署(shǔ)在修井船和鑽探(tàn)設備:.上，含有軟🔆着(zhe)陸系統㊙️和解鎖、鎖(suǒ)緊裝置,通過操作(zuo)ROV接口,可以實現水(shuǐ)下流量計底部連(lian)接器與固定安裝(zhuang)在管彙.上的連接(jiē)接口的鎖緊和解(jiě)鎖。當流量計解鎖(suǒ)出現故🌈障時,可以(yǐ)通過過🐆載工具進(jin)行緊急解鎖,以保(bao)證流📞量計解鎖裝(zhuang)置卡死的情況下(xia),能夠實現緊急回(hui)收。
 
　　同時在管彙，上(shàng)設計對應的水下(xià)安裝所需連接結(jie)構、導向及指示設(shè)計、模塊布置等，如(ru)圖6、圖7、圖8所示,通過(guò)專門的🚶工具實現(xian)流量計模塊的獨(dú)立整體安裝和回(hui)收👄。其中,連接結構(gòu)與流量計下部的(de)連接器相連,導向(xiang)結構用于流量計(jì)下放安裝過程中(zhong)的導向🌐與定位,通(tong)過指示設計可以(yǐ)确認流量計定位(wèi)是否正确,以及解(jie)鎖和鎖緊操作是(shi)否完成。
 
3結束語
　　水(shuǐ)下流量計是水下(xià)生産系統的重要(yao)組成部分，對于流(liú)💃量的監控和流動(dong)保障具有重要意(yì)義。在國外😘公司技(ji)術壟斷的局面下(xià),通過技術創新,掌(zhǎng)握水下流量計的(de)設計核心技術對(duì)我國水下裝備的(de)國産化進程具有(you)重要推動作用。水(shuǐ)❄️下流量計的安裝(zhuang)與🔴回收技術是水(shuǐ)下流量計設計過(guo)程中的關鍵技術(shù),是水下流量計國(guo)産化必須攻克的(de)技術難題。根據水(shui)下流量計的回收(shōu)方式,可以将可回(hui)收式的水下流量(liàng)計分爲整體回收(shōu)式和電子艙回收(shou)式2種,其具體的安(an)裝🔞和回收設計與(yu)流量計的實際應(yīng)用位置有關,對于(yú)安裝在水下采油(you)樹、跨接管和💯管彙(hui)位置👅的流量計,其(qi)安裝和回收設計(jì)各不相同。因此,在(zài)進行水下流量計(ji)設計時,宜采用模(mó)塊化設計的理念(nian),将流量計✉️核心計(ji)量部件和安裝回(huí)收模塊獨立開來(lái),這樣才能保證在(zai)⛱️不同的位置進行(hang)安裝和回收,流量(liàng)計的核心計量部(bù)件不發生變化,提(tí)高水下流量計❗對(duì)不同應用場景的(de)适應性。

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