摘(zhai)要：水下(xia)流量計(ji) 的安裝(zhuang)和回收(shou)技術是(shi)水下流(liu)量計設(she)計的關(guan)鍵技術(shu)之一。對(dui)于㊙️國内(nei)而言,水(shui)下流量(liang)計的研(yan)究剛剛(gang)起步,水(shui)下流🌈量(liang)計的安(an)🙇‍♀️裝回收(shou)技術仍(reng)然是一(yi)個空白(bai),研究水(shui)下流量(liang)✔️計安裝(zhuang)⛱️與回收(shou)技術是(shi)實現水(shui)下流量(liang)計國産(chan)化的必(bi)經之路(lu)。介紹了(le)當下水(shui)♍下流量(liang)計安裝(zhuang)與回收(shou)技術的(de)研究☁️現(xian)狀和方(fang)法,以及(ji)不同安(an)裝位置(zhi)(水下采(cai)油樹、管(guan)彙、跨接(jie)管)水下(xia)流量計(ji)安裝📐與(yu)回收的(de)通用技(ji)術手段(duan)。
　　水下流(liu)量計的(de)安裝回(hui)收技術(shu)是水下(xia)流量計(ji)設計✂️過(guo)🌈程㊙️中必(bi)須☔面對(dui)的難題(ti)。盡管水(shui)下流量(liang)計設計(ji)的初衷(zhong)⁉️是在設(she)計壽命(ming)周期内(nei)實現免(mian)維修,但(dan)從國内(nei)🏃‍♀️外實際(ji)應用的(de)情況來(lai)看,要實(shi)現完全(quan)㊙️免維修(xiu)是很🚶‍♀️難(nan)的。首先(xian)是水下(xia)環境的(de)複雜性(xing),流量計(ji)安裝到(dao)水下後(hou)需要克(ke)服海水(shui)靜壓、介(jie)質内壓(ya)以及高(gao)溫帶來(lai)的機械(xie)強度✊和(he)密封性(xing)能上的(de)💜考驗,還(hai)要抵抗(kang)海水和(he)介質腐(fu)蝕以及(ji)不可預(yu)見的突(tu)發💋情況(kuang)(如地震(zhen)、海嘯等(deng))。其次是(shi)流量計(ji)本身的(de)複雜性(xing)。多相流(liu)的測量(liang)異常複(fu)雜，其技(ji)術難度(du)👈之高至(zhi)今仍是(shi)世界範(fan)圍内科(ke)學界的(de)難題。要(yao)實現多(duo)☁️相流的(de)測量,需(xu)要一-套(tao)實時的(de)數據采(cai)集系統(tong)來采集(ji)原始數(shu)據,然後(hou)将采集(ji)到的數(shu)據傳送(song)至流量(liang)計算機(ji)，由流量(liang)計算機(ji)對數據(ju)進行處(chu)理,轉換(huan)成可用(yong)的生産(chan)數據，然(ran)後再将(jiang)這些可(ke)用的數(shu)據上傳(chuan)至地面(mian)控制中(zhong)心。整個(ge)過程還(hai)💜需要一(yi)套完整(zheng)的機械(xie)系統和(he)通訊控(kong)制系統(tong)來支🚶撐(cheng)。任何一(yi)個環節(jie)出現問(wen)題都會(hui)導緻流(liu)📐量計無(wu)法正常(chang)工作。而(er)流量計(ji)安裝在(zai)幾百甚(shen)至幾千(qian)米的深(shen)水中,很(hen)難進行(hang)人工幹(gan)預。因此(ci),除了通(tong)過設計(ji)💰手段提(ti)高水下(xia)流量計(ji)的可靠(kao)性之外(wai),水下流(liu)量計的(de)🈲回收以(yi)及回收(shou)以後的(de)✔️二次安(an)裝是水(shui)下流量(liang)計設計(ji)的一個(ge)重要環(huan)節和關(guan)鍵技術(shu)。
1可可收(shou)式水下(xia)流量計(ji)的研究(jiu)現狀
　　早(zao)在1995年,國(guo)外就有(you)水下流(liu)量計在(zai)水下管(guan)彙安裝(zhuang)應用的(de)報道🌈,該(gai)流量計(ji)安裝在(zai)一個獨(du)立的回(hui)收模塊(kuai)中，可在(zai)不中斷(duan)生産♊的(de)條件下(xia)實現回(hui)收"。1996年Framo可(ke)回收式(shi)水下🚶流(liu)量計♈在(zai)澳大利(li)亞EastSpar項目(mu)實現了(le)應用,該(gai)流量計(ji)爲一個(ge)桶裝結(jie)構,可實(shi)現整體(ti)回收。到(dao)目前爲(wei)🔞止,國際(ji)上形成(cheng)了以斯(si)倫☎️貝謝(xie)、艾默生(sheng)👄、FMC爲主的(de)水下流(liu)量計供(gong)應格局(ju),這3家公(gong)司占據(ju)了整個(ge)多相流(liu)量計90%以(yi)上的市(shi)場份額(e)"。
　　目前國(guo)際上主(zhu)要的回(hui)收方式(shi)有2種,一(yi)種是電(dian)子艙回(hui)收,即💜單(dan)獨回收(shou)電子艙(cang)模塊(SRC,SubseaRe-trievableCanister);另(ling)--種是整(zheng)體回收(shou)式,即将(jiang)整個流(liu)量計模(mo)塊集成(cheng)到外部(bu)結構上(shang)(CBV,ChokeBridge.Version)。電子模(mo)塊可回(hui)收式流(liu)量計是(shi)一種将(jiang)👌所有電(dian)子元件(jian)、通訊和(he)控制系(xi)🐕統集成(cheng)到一個(ge)可回收(shou)的模塊(kuai)内,所有(you)的元件(jian)及相應(ying)✨的接頭(tou)都有充(chong)分冗餘(yu)設計的(de)水下流(liu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量計。在(zai)工作時(shi)㊙️,電子模(mo)塊可以(yi)通過ROV快(kuai)速接入(ru)㊙️整個流(liu)量計,而(er)不需要(yao)♉專門的(de)送人工(gong)具，也不(bu)需要關(guan)斷流體(ti)或是停(ting)止整個(ge)采油過(guo)程，從而(er)避免了(le)因爲回(hui)收更換(huan)模🔞塊時(shi)造成額(e)外的花(hua)🏒費。
　　整體(ti)模塊式(shi)流量計(ji)CBV是一.種(zhong)将所有(you)模塊集(ji)成到一(yi)💜-起,然後(hou)整體安(an)裝、整體(ti)回收的(de)流量計(ji)4。該類型(xing)的水下(xia)流❤️量計(ji)保留了(le)同SRC類型(xing)相同的(de)電子元(yuan)件的冗(rong)餘設計(ji),但☎️将電(dian)子模塊(kuai)固定安(an)裝在整(zheng)個流量(liang)計裝置(zhi).上,回收(shou)時通過(guo)回收整(zheng)個流量(liang)計來實(shi)現。此類(lei)型的多(duo)相流量(liang)計一-般(ban)直接安(an)裝至管(guan)道或計(ji)量模塊(kuai)上,其安(an)裝和回(hui)🔞收皆是(shi)通過管(guan)道或計(ji)量模塊(kuai)一并進(jin)行。
2水下(xia)流量計(ji)的安裝(zhuang)與回收(shou)技術
2.1水(shui)下流量(liang)計的安(an)裝位置(zhi)
　　水下流(liu)量計是(shi)水下流(liu)量計量(liang)的核心(xin)部件,其(qi)安裝🛀🏻位(wei)置取決(jue)于具體(ti)的應用(yong)方式和(he)水下生(sheng)産設施(shi)的整體(ti)布局。水(shui)下流量(liang)計的安(an)裝位置(zhi)大緻可(ke)以分爲(wei)采油樹(shu)♋、管彙和(he)跨接管(guan)3種,如圖(tu)1所示。
 
　　水(shui)下流量(liang)計的安(an)裝位置(zhi)與流量(liang)計的具(ju)體應用(yong)和📐設備(bei)尺寸有(you)關。采用(yong)單井計(ji)量方式(shi)的流量(liang).計可以(yi)安裝在(zai)采🔴油樹(shu)上、連接(jie)的跨接(jie)管上或(huo)鄰近的(de)管彙.上(shang)進行♍連(lian)續測量(liang)。間斷測(ce)量可以(yi)在管彙(hui)，上通過(guo)選井計(ji)量來完(wan)成,此時(shi)由于一(yi)台流量(liang)計需🔴要(yao)測量不(bu)同介質(zhi)性質的(de)多個油(you)井,因此(ci)流量計(ji)需要包(bao)含多🔱個(ge)油井的(de)PVT數據⛱️。單(dan)井計量(liang)可以給(gei)出每口(kou)井的🏃‍♂️連(lian)續的生(sheng)産數據(ju),有利于(yu)油田✂️的(de)生産管(guan)理和優(you)化，同時(shi)🧡提高了(le)整個計(ji)量系統(tong)的可靠(kao)性,但所(suo)需要的(de)流量計(ji)數量較(jiao)㊙️多,增加(jia)了油田(tian)開發的(de)成本。選(xuan)井計量(liang)方式成(cheng)本較低(di),但無法(fa)獲得單(dan)井的連(lian)續測量(liang)數據，且(qie)一旦流(liu)量計發(fa)生故障(zhang),與之相(xiang)連的所(suo)有油井(jing)的計🈲量(liang)都無法(fa)進行”。因(yin)此,具體(ti)采用哪(na)種計量(liang)方式需(xu)要❄️根據(ju)油田生(sheng)産的實(shi)際需要(yao)和單台(tai)流量計(ji)的成本(ben)而定。
　　對(dui)于選擇(ze)水下流(liu)量計計(ji)量的油(you)井,在水(shui)下生産(chan)設施布(bu)局中應(ying)✨考慮水(shui)下流量(liang)計或電(dian)子回收(shou)模塊的(de)🌈安裝和(he)回♈收路(lu)☂️徑以🚩及(ji)對❄️應的(de)機械和(he)電氣接(jie)口。對🌈于(yu)安裝在(zai)采油樹(shu)和跨接(jie)管上的(de)流量計(ji)而言,流(liu)量計回(hui)收可能(neng)隻會影(ying)響局部(bu)生産,但(dan)是如果(guo)回收管(guan)彙單元(yuan),若沒👉有(you)旁通則(ze)可能需(xu)要關閉(bi)多口井(jing),因此管(guan)彙安裝(zhuang)的流量(liang)計一般(ban)需要考(kao)慮旁通(tong)設計,保(bao)證在流(liu)量計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼關(guan)停和啓(qi)動狀态(tai)下都能(neng)夠滿足(zu)最大産(chan)☂️量的要(yao)求。
　　流量(liang)計上下(xia)遊流體(ti)的流型(xing)和流向(xiang)也是決(jue)定流量(liang)計安裝(zhuang)位置時(shi)所要考(kao)慮的一(yi)一個因(yin)素,這主(zhu)要與流(liu)量計所(suo)😍采用的(de)計量技(ji)術有關(guan),如有的(de)流量計(ji)需要考(kao)慮上下(xia)遊直管(guan)段以保(bao)證穩定(ding)的流型(xing),有的流(liu)量計的(de)計量性(xing)能受到(dao)流體流(liu)向的影(ying)響,在設(she)計流🆚量(liang)計安裝(zhuang)位置時(shi)應當有(you)所考慮(lü)。此外,腐(fu)蝕和侵(qin)蝕作用(yong)、化學藥(yao)劑注人(ren)點、管道(dao)規💋格、臨(lin)近節流(liu)點等都(dou)㊙️有可能(neng)對流量(liang)計的計(ji)量性能(neng)産生影(ying)響,也是(shi)設計中(zhong)需要考(kao)慮的因(yin)素🔞。
2.2基于(yu)采油樹(shu)的安裝(zhuang)與回收(shou)
　　一般而(er)言,安裝(zhuang)至采油(you)樹的水(shui)下流量(liang)計都有(you)其專👄用(yong)的配套(tao)設施,通(tong)常與采(cai)油樹的(de)油嘴組(zu)合在一(yi)起,形成(cheng)🌏采油樹(shu)的流量(liang)控制模(mo)塊。另外(wai)，流量計(ji)可以連(lian)接到節(jie)流閥上(shang),同水下(xia)🤩節流閥(fa)一起安(an)裝回收(shou)。基于核(he)心計量(liang)部件,可(ke)以設計(ji)相應的(de)安裝接(jie)口,同水(shui).下節流(liu)閥安裝(zhuang)在一-起(qi),轉接至(zhi)采油樹(shu)對💚應安(an)裝位置(zhi)，實現通(tong)過ROV進行(hang)水下的(de)安裝及(ji)回收操(cao)作(圖2)。
 
　　如(ru)圖2所示(shi),将流量(liang)計模塊(kuai)通過法(fa)蘭連接(jie)的方式(shi)固定安(an)裝至節(jie)👄流閥整(zheng)體裝配(pei)上形成(cheng)流量控(kong)制模塊(kuai),通過節(jie)流㊙️閥連(lian)接器🔞與(yu)采油樹(shu)相連。流(liu)量控制(zhi)模塊上(shang)一般對(dui)應有ROV操(cao)作手柄(bing)、操作接(jie)口等🈲,以(yi)滿足水(shui)下操作(zuo)的要❄️求(qiu)。導向筒(tong)和導向(xiang)柱設計(ji)用于流(liu)量計在(zai)安裝過(guo)程中實(shi)現與采(cai)油樹的(de)準确對(dui)接。在安(an)裝時，通(tong)過吊耳(er)将流🐪量(liang)計下放(fang)至水💜下(xia)安裝位(wei)置附近(jin),通過ROV操(cao)作手柄(bing)調整流(liu)量計的(de)位置,使(shi)導向筒(tong)與導向(xiang)柱對接(jie)。安裝工(gong)具具有(you)緩沖裝(zhuang)置,可以(yi)保.護流(liu)量控🔞制(zhi)模塊不(bu)受大的(de)沖擊🔞,待(dai)流量控(kong)制單元(yuan)與采油(you)樹🏃精準(zhun)對接,即(ji)可操作(zuo)ROV接口實(shi)現鎖緊(jin)。回收時(shi)設置兩(liang)💜端隔離(li)後,通過(guo)ROV操作實(shi)現解🚶‍♀️鎖(suo),如圖3所(suo)示。
 
　　采用(yong)這種設(she)計時,流(liu)量計廠(chang)商需要(yao)與采油(you)樹廠商(shang)進‼️行有(you)效的技(ji)術溝通(tong),進行聯(lian)合設計(ji),保證流(liu)量計🌈連(lian)接接口(kou)及空間(jian)位置相(xiang)📞匹配。
2.3基(ji)于跨接(jie)管的安(an)裝與回(hui)收
　　當采(cai)油樹沒(mei)有可以(yi)回收的(de)油嘴模(mo)塊,或是(shi)節流閥(fa)等相應(ying)結構不(bu)允許相(xiang)應布置(zhi)時,水下(xia)流量計(ji)可以安(an)裝在采(cai)油樹同(tong)管彙連(lian)接的跨(kua)接管上(shang)。如圖4所(suo)示🔴,位于(yu)跨接管(guan)的流量(liang)計可以(yi)在跨接(jie)管制造(zao)和初安(an)裝時采(cai)用法蘭(lan)進行連(lian)接,将流(liu)量計模(mo)塊和跨(kua)接管😍一(yi)起下放(fang)安裝和(he)回收。法(fa)蘭連接(jie)的流😍量(liang)計接口(kou)可以簡(jian)化拆卸(xie)和重裝(zhuang),也可以(yi)采用焊(han)接的方(fang)式,将流(liu)量計直(zhi)接焊接(jie)在跨接(jie)管上以(yi)減輕跨(kua)接管的(de)重量。但(dan)🏒由于跨(kua)接管的(de)安♌裝回(hui)收需要(yao)吊裝能(neng)力較大(da)的支持(chi)船,并可(ke)能導緻(zhi)其他一(yi)些問題(ti),所以一(yi)般😘在跨(kua)✌️接管上(shang)的流量(liang)計🏃‍♂️出現(xian)問題,基(ji)本就會(hui)棄置而(er)不進行(hang)維護。由(you)于水下(xia)流量計(ji)電子模(mo)塊出現(xian)故障.的(de)概💞率比(bi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼較大，若(ruo)采取這(zhe)種方式(shi)進行安(an)裝回收(shou),一般會(hui)設計電(dian)子♈模塊(kuai)可回收(shou)的結構(gou),将流量(liang)計上容(rong)易發生(sheng)失效的(de)複雜結(jie)構都集(ji)成在可(ke)回收模(mo)塊中,而(er)固✨定安(an)裝的部(bu)分則應(ying)⛱️該盡量(liang)簡化,以(yi)提⛷️高整(zheng)個裝置(zhi)的可靠(kao)性。
 
2.4基于(yu)管彙的(de)安裝與(yu)回收
　　采(cai)用管彙(hui)安裝的(de)方式需(xu)要針對(dui)流量計(ji)模塊設(she)計對應(ying)的🐉模塊(kuai)送入工(gong)具、導向(xiang)定位設(she)備、軟着(zhe)陸工具(ju)、過載👈工(gong)具以及(ji)其他配(pei)套工具(ju)來滿足(zu)流量計(ji)安裝和(he)回收的(de)要求。在(zai)流量計(ji)模塊外(wai)部設計(ji)一個整(zheng)體的配(pei)套安裝(zhuang)工具,并(bing)提供ROV操(cao)作的接(jie)口和水(shui)下的連(lian)接器部(bu)分,如圖(tu)5所示。送(song)人🌐工具(ju)可以通(tong)過ROV進行(hang)操作和(he)控制,一(yi)般部署(shu)在修井(jing)船和鑽(zuan)探設備(bei):.上，含有(you)軟着陸(lu)系統和(he)解鎖、鎖(suo)緊裝置(zhi),通過操(cao)作ROV接口(kou),可以實(shi)現水下(xia)流量計(ji)底部連(lian)接器與(yu)固定安(an)裝🐪在管(guan)彙.上的(de)連接接(jie)口的鎖(suo)緊和解(jie)鎖。當流(liu)量計解(jie)鎖出現(xian)故🔆障時(shi),可以通(tong)過過載(zai)工具進(jin)行緊急(ji)解鎖,以(yi)保證流(liu)量計解(jie)鎖裝置(zhi)卡死的(de)情況下(xia),能夠實(shi)現緊急(ji)回收。
 
　　同(tong)時在管(guan)彙，上設(she)計對應(ying)的水下(xia)安裝所(suo)需連接(jie)結構、導(dao)向及指(zhi)示設計(ji)、模塊布(bu)置等，如(ru)圖6、圖7、圖(tu)8所示,通(tong)過專門(men)的✏️工具(ju)實現流(liu)量計模(mo)塊的獨(du)立整體(ti)安裝和(he)回收📧。其(qi)中,連🆚接(jie)結構與(yu)流量計(ji)下部的(de)連接器(qi)相❌連,導(dao)向結構(gou)用于流(liu)量計下(xia)放❓安裝(zhuang)過程💰中(zhong)的導向(xiang)👌與定位(wei),通過指(zhi)示設計(ji)可👣以确(que)認流量(liang)計定位(wei)是否🐆正(zheng)确,以及(ji)解鎖和(he)鎖緊操(cao)作是否(fou)完成。
 
3結(jie)束語
　　水(shui)下流量(liang)計是水(shui)下生産(chan)系統的(de)重要組(zu)成部分(fen)，對于💚流(liu)量🈲的監(jian)控和流(liu)動保障(zhang)具有重(zhong)要意義(yi)。在國外(wai)公司⛱️技(ji)術壟斷(duan)的局面(mian)下,通過(guo)技術創(chuang)新,掌握(wo)水下流(liu)量計的(de)設計核(he)心技術(shu)對我國(guo)水下裝(zhuang)備的國(guo)産🛀化進(jin)程具有(you)重要推(tui)動作用(yong)。水下流(liu)量計的(de)安裝與(yu)回收技(ji)術是水(shui)下流量(liang)計設計(ji)過程中(zhong)的關鍵(jian)技術💜,是(shi)水下流(liu)量計國(guo)産化必(bi)須攻🚩克(ke)的技術(shu)難題。根(gen)據水下(xia)流量計(ji)的回收(shou)方式,可(ke)以将可(ke)回收式(shi)的水下(xia)流💯量計(ji)分爲整(zheng)體回🆚收(shou)式和電(dian)子艙回(hui)收式2種(zhong),其具體(ti)的安裝(zhuang)🚶和回收(shou)設計與(yu)流量♈計(ji)的實際(ji)應用🤩位(wei)置有關(guan),對于安(an)裝在水(shui)下采油(you)樹、跨接(jie)管和管(guan)彙位置(zhi)💔的流量(liang)計,其🌈安(an)裝和回(hui)收設計(ji)各不相(xiang)同。因此(ci),在進行(hang)水🌐下流(liu)量計設(she)計時,宜(yi)采用模(mo)🏃‍♀️塊化設(she)計的理(li)念🔆,将流(liu)量計核(he)心計量(liang)部件和(he)安裝🈲回(hui)收模🔞塊(kuai)獨立開(kai)來,這樣(yang)才能保(bao)🐅證在不(bu)同的位(wei)置進行(hang)安裝和(he)回收,流(liu)量計的(de)核心計(ji)量部件(jian)不發生(sheng)變化,提(ti)高水下(xia)流🏒量計(ji)對不同(tong)應用場(chang)景的适(shi)應性。

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