摘要：錐(zhui)形孔闆(pan)流量計(ji) 在稠油(you)單井注(zhu)汽中的(de)應用，解(jie)決了常(chang)規流量(liang)計同時(shi)🍉難❌以計(ji)量蒸汽(qi)流量和(he)幹度的(de)問題，安(an)裝簡單(dan)，操作方(fang)便。該😘流(liu)量計能(neng)實時測(ce)量單井(jing)注汽量(liang)和幹度(du)變化，能(neng)夠适應(ying)不同範(fan)圍幹度(du)⁉️和蒸汽(qi)的測量(liang)，給稠油(you)開采地(di)質動态(tai)分析提(ti)供了準(zhun)确可靠(kao)的計量(liang)數據。根(gen)據蒸汽(qi)量的量(liang)程及最(zui)大差壓(ya)，爲👄保證(zheng)蒸汽流(liu)量和幹(gan)度的測(ce)量精度(du)，建議最(zui)小流量(liang)工作在(zai)最大㊙️量(liang)程的3%以(yi)上。2010年百(bai)🌂重七油(you)田進行(hang)蒸汽驅(qu)試驗，采(cai)收㊙️率⚽提(ti)高了6%。
　　 流(liu)量計 測(ce)量誤差(cha)大主要(yao)原因有(you)：①蒸汽在(zai)輸送過(guo)程中存(cun)在相變(bian)，過熱蒸(zheng)汽可能(neng)變爲飽(bao)和蒸汽(qi)，飽和蒸(zheng)汽可能(neng)💃🏻變爲汽(qi)、液兩态(tai)，給計☂️量(liang)帶來很(hen)大誤差(cha)；②在蒸汽(qi)輸送過(guo)程中，去(qu)每口㊙️注(zhu)汽井的(de)支幹線(xian)與輸送(song)蒸汽的(de)主幹線(xian)的管線(xian)連接處(chu)，其蒸汽(qi)發生相(xiang)分離現(xian)象，使去(qu)每口注(zhu)汽井的(de)蒸汽幹(gan)度相差(cha)很大；③蒸(zheng)汽流量(liang)計量和(he)幹度測(ce)量屬于(yu)多相流(liu)測量技(ji)術的一(yi)個分♌支(zhi)，在🥵管道(dao)輸送的(de)含水蒸(zheng)汽，可認(ren)爲是一(yi)種氣液(ye)兩相流(liu)，在含水(shui)蒸汽中(zhong)的蒸汽(qi)含氣率(lü)（幹度）一(yi)📐般都在(zai)60％～95％，液相由(you)冷凝水(shui)🏃構成，且(qie)在與蒸(zheng)汽交替(ti)變換，因(yin)此一般(ban)多相流(liu)測量裝(zhuang)置不💃🏻用(yong)于含水(shui)蒸汽幹(gan)度的測(ce)量；④傳統(tong)✂️孔闆流(liu)量計因(yin)蒸汽溫(wen)度高☀️，降(jiang)低了孔(kong)闆的強(qiang)度，很容(rong)易将孔(kong)闆磨損(sun)和打壞(huai)，還容易(yi)✉️在孔闆(pan)前端形(xing)成堆積(ji)而影響(xiang)測量。
　　針(zhen)對以上(shang)原因，爲(wei)保證注(zhu)入蒸汽(qi)質量，在(zai)新疆油(you)田應用(yong)了雙參(can)數蒸汽(qi)流量計(ji)。
1系統結(jie)構及工(gong)作原理(li)
1.1測量技(ji)術
　　用節(jie)流式 差(cha)壓流量(liang)計 測量(liang)混相流(liu)流量早(zao)在20世紀(ji)40年代已(yi)經開始(shi)，常用的(de)節流🔞件(jian)♊爲孔㊙️闆(pan)、噴嘴、文(wen)丘裏管(guan)、彎頭等(deng)，其中又(you)以孔闆(pan)應用最(zui)多。混相(xiang)流🍓與單(dan)相流在(zai)流量測(ce)量上具(ju)有許多(duo)不同的(de)特點，如(ru)混合物(wu)的✍️密度(du)不易确(que)定，各相(xiang)之間的(de)流⚽動速(su)度不同(tong)，即産生(sheng)所謂滑(hua)移，這些(xie)都與介(jie)質種類(lei)、工作狀(zhuang)态（壓力(li)⛷️和溫度(du)）、流速及(ji)管道狀(zhuang)況🏃等有(you)關，因此(ci)🙇‍♀️混相流(liu)的測量(liang)精度很(hen)難提高(gao)。它針對(dui)測量對(dui)象♌采取(qu)專門結(jie)構形式(shi)及數學(xue)模型來(lai)解決問(wen)題。
　　本裝(zhuang)置采用(yong)孔闆噪(zao)音法測(ce)量原理(li)。兩相流(liu)流過節(jie)㊙️流☎️裝✉️置(zhi)時在孔(kong)闆兩側(ce)産生差(cha)壓噪音(yin)（即差壓(ya)脈動）是(shi)兩相流(liu)的固有(you)特性，與(yu)兩相流(liu)的流量(liang)質量含(han)氣率密(mi)度相關(guan)。噪音是(shi)由于相(xiang)濃度在(zai)空間的(de)随機分(fen)布所引(yin)起的，當(dang)流動遇(yu)有阻擋(dang)體（例如(ru)孔闆）造(zao)成擾動(dong)時，噪音(yin)的幅度(du)将進一(yi)🌈步增強(qiang)。假設分(fen)散相濃(nong)度分布(bu)的方差(cha)🎯正比于(yu)其平均(jun)相濃度(du)，在不考(kao)慮阻擋(dang)體擾動(dong)的條件(jian)下，應用(yong)兩相流(liu)分離🔞流(liu)理論模(mo)型論證(zheng)💃🏻了節流(liu)裝置差(cha)壓♍方根(gen)噪音的(de)方差近(jin)似正比(bi)于分散(san)相流量(liang)，進而推(tui)導🛀🏻出利(li)用噪音(yin)測量兩(liang)相流流(liu)量的理(li)論模型(xing)。這一論(lun)證㊙️預示(shi)了可以(yi)根據簡(jian)單的理(li)論模型(xing)用☔單一(yi)節流裝(zhuang)置實現(xian)兩相流(liu)測量。圖(tu)1爲蒸汽(qi)兩相流(liu)量計結(jie)構。

1.2流型(xing)分析
　　根(gen)據流體(ti)的分相(xiang)液速、氣(qi)相體積(ji)分率和(he)不同流(liu)型的🐅關(guan)系分🧑🏾‍🤝‍🧑🏼析(xi)，可以掌(zhang)握流量(liang)計在現(xian)場的運(yun)行情況(kuang)。以下對(dui)流态進(jin)行分析(xi)，由于該(gai)流量計(ji)是水平(ping)安裝的(de)，所以隻(zhi)分析水(shui)平流⭐型(xing)。根據♉流(liu)型分類(lei)，現場蒸(zheng)汽流形(xing)主要爲(wei)分層流(liu)💋和霧狀(zhuang)流☎️，其他(ta)流形很(hen)少見，不(bu)🏃🏻‍♂️是主要(yao)影響因(yin)素，通過(guo)安裝整(zheng)流器可(ke)以将流(liu)态調整(zheng)規則，降(jiang)低擾⚽動(dong)性；同時(shi)整流器(qi)既有減(jian)小系統(tong)噪聲的(de)功能，也(ye)有使波(bo)動更加(jia)平穩，提(ti)🛀高計量(liang)精度和(he)🌈減小流(liu)态擾動(dong)的功✉️能(neng)。
1.3技術改(gai)進
　　孔闆(pan)流量計(ji)應用于(yu)兩相流(liu)測量，隻(zhi)适應于(yu)幹淨介(jie)質。而蒸(zheng)汽♉溫度(du)很高，降(jiang)低了孔(kong)闆的強(qiang)度，蒸汽(qi)中除冷(leng)凝水外(wai)還存🙇🏻在(zai)髒🔆物，很(hen)容易将(jiang)開孔磨(mo)損或打(da)壞🏃🏻。除對(dui)孔闆節(jie)流件的(de)銳角有(you)損傷外(wai)，還容易(yi)在孔闆(pan)前端形(xing)成堆積(ji)物影響(xiang)測量。基(ji)于上述(shu)原✊因，經(jing)過長✔️期(qi)室内及(ji)現場試(shi)驗，研制(zhi)⛹🏻‍♀️出耐磨(mo)、自清⚽潔(jie)的錐形(xing)孔闆。
圖(tu)2爲流體(ti)流動方(fang)向對比(bi)圖，圖3爲(wei)改進後(hou)的模型(xing)和孔✌️闆(pan)圖。

2流量(liang)計算機(ji)及工作(zuo)原理
圖(tu)4爲流量(liang)計算機(ji)原理示(shi)意圖。

　　來自 壓(ya)力變送(song)器 和差(cha)壓（流量(liang)）變送器(qi)的4～20mA直流(liu)信号經(jing)I/V轉換變(bian)成1～5V直流(liu)電壓信(xin)号🏃‍♂️，再經(jing)A/D變換成(cheng)數字量(liang)；機内設(she)有實時(shi)鍾表，定(ding)時采樣(yang)得到的(de)信号經(jing)⛱️數字濾(lü)波和估(gu)計獲得(de)計🌈量參(can)數的值(zhi)，按照實(shi)用數學(xue)模型便(bian)可求得(de)蒸汽流(liu)🐉量及幹(gan)度。
3現場(chang)應用
3.1計(ji)量性能(neng)測試
　　爲(wei)了檢驗(yan)蒸汽流(liu)量計的(de)計量性(xing)能，依據(ju)質量守(shou)恒定律(lü)，分析現(xian)場鍋爐(lu)供汽和(he)單井注(zhu)汽工藝(yi)。新疆油(you)田百重(zhong)七油田(tian)安裝了(le)蒸汽流(liu)量計，采(cai)用将鍋(guo)爐進水(shui)與蒸汽(qi)流量計(ji)計量單(dan)井注汽(qi)量進🧡行(hang)比對，以(yi)确定孔(kong)闆流量(liang)計的精(jing)度等級(ji)，測量數(shu)據見表(biao)1。
3.2蒸汽驅(qu)試驗
　　2010年(nian)百重七(qi)油田進(jin)行蒸汽(qi)驅試驗(yan)，在25口注(zhu)汽井上(shang)安裝蒸(zheng)汽流量(liang)計測量(liang)蒸汽流(liu)量和幹(gan)度。在測(ce)量控制(zhi)儀上能(neng)實🔞時監(jian)🏃‍♀️測注汽(qi)的壓力(li)、溫度和(he)流量參(can)數，計量(liang)性能滿(man)足生産(chan)需求，給(gei)稠油開(kai)采提供(gong)了準确(que)可靠的(de)計量數(shu)據，提高(gao)了稠油(you)采收率(lü)。2012年在🌈風(feng)城油田(tian)🏃🏻‍♂️的SAGD實驗(yan)區應用(yong)推廣。
3.3提(ti)升稠油(you)采收率(lü)
　　通過對(dui)單井注(zhu)入蒸汽(qi)的計量(liang)，發現單(dan)井吸汽(qi)能力🔞有(you)👈很大差(cha)🌐異，因此(ci)蒸汽計(ji)量對稠(chou)油開采(cai)很有必(bi)要。百重(zhong)七蒸汽(qi)驅試驗(yan)表明，根(gen)據地質(zhi)生産要(yao)求控制(zhi)好每口(kou)井的注(zhu)汽量，給(gei)油井動(dong)☎️态分析(xi)提供可(ke)靠的數(shu)據，能準(zhun)确分析(xi)油井的(de)情況🚶，改(gai)變了傳(chuan)統無控(kong)制✨方式(shi)注汽模(mo)式。百重(zhong)七油田(tian)汽驅井(jing)試👨‍❤️‍👨驗後(hou)采收率(lü)提高了(le)6%。

4結論及(ji)建議
　　錐(zhui)形孔闆(pan)流量計(ji)在稠油(you)單井注(zhu)汽中的(de)應用，解(jie)決了📱常(chang)規🌈流量(liang)計同時(shi)難以計(ji)量蒸汽(qi)流量和(he)幹度的(de)問題，安(an)裝簡單(dan)，操作方(fang)便。該流(liu)量計能(neng)實時測(ce)量單井(jing)注汽量(liang)和幹度(du)變化，能(neng)夠适應(ying)不同㊙️範(fan)圍幹度(du)和蒸汽(qi)的測量(liang)，給稠油(you)開采地(di)質動态(tai)分析💃🏻提(ti)供了準(zhun)🆚确可靠(kao)的計量(liang)數據。根(gen)據蒸汽(qi)量的量(liang)程及最(zui)大差壓(ya)，爲保證(zheng)蒸汽📞流(liu)量和幹(gan)度的測(ce)量精度(du)，建議最(zui)小🌂流量(liang)工作在(zai)最大量(liang)程的3%以(yi)上。
　

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