摘要:孔闆流量(liàng)計 廣泛應用于(yú)石油石化行業(ye)，是獲取海上油(yóu)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(chan)運💃行過♻️程中，孔(kong)闆流量🙇🏻計的計(ji)量數據會産生(shēng)一💘定的誤差。産(chan)生這些誤差的(de)原因很多，通過(guo)對孔闆測量原(yuan)理的研究，結合(he)現場實際運行(hang)情況，分析可能(neng)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(yīng)的✨工藝流程改(gǎi)進🌈措施，以提高(gao)天然氣産量計(jì)量的正确率，爲(wei)油氣井精細管(guan)理提供可靠、正(zheng)确的數據支持(chí)。
1孔闆流量計工(gōng)作原理
　　孔闆流(liu)量計具有結構(gou)簡單.安裝簡便(bian).使用可靠等特(te)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(zhi)和附件組成。孔(kong)闆流量計的工(gōng)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(tǐ)流經管🚶道内的(de)節❗流裝置時,流(liu)體将在節流件(jian)處形成局🍓部收(shou)縮,從而使流體(ti)的流📞速增加，靜(jìng)壓力降低，于是(shi)在節流件前後(hòu)産生了靜壓力(li)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(yue)大,可通過孔闆(pan)前後兩端的取(qǔ)壓裝置将差壓(yā)信号傳送給差(chà)壓變送器,再轉(zhuǎn)🌈換成模☀️拟信号(hao)輸出,通過遠程(cheng)的🏃🏻‍♂️流量計算儀(yí),實現流體流量(liàng)的計量(圖1)。
 
　　這種(zhong)測量流量的方(fāng)法以水力學的(de)能量守恒定律(lǜ)💃和流動連續性(xìng)方程爲基礎。天(tiān)然氣質量流量(liàng)計算🐕基本公式(shi)🈲:
 
　　式中:qm爲天然氣(qì)質量流量;ρ1爲天(tiān)然氣在操作條(tiáo)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(chū)系數;β爲直徑比(bi)，β=d/D;d爲操作條件孔(kong)闆開孔直徑;D爲(wei)操作條👌件上遊(you)測量管内徑;ε爲(wèi)可膨脹性系數(shù);△p爲上🌈下遊取壓(ya)🚶‍♀️孔位置上所取(qǔ)得.的靜壓力差(cha)。
　　按天然氣在操(cao)作條件下和在(zai)标準參比條件(jian)下密💞度與其溫(wēn)❤️度、壓力的關系(xì)，并引人與幹空(kong)氣的相對性推(tuī)導計算實用公(gōng)✏️式。天然氣在标(biāo)準參比條件下(xia)的體積流量計(jì)🌂算實用公式:
 
　　式(shì)中:qvm爲天然氣在(zài)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(xi)數;P1爲孔闆上遊(yóu)側取壓孔氣流(liú)絕對靜♌壓。
　　由上(shang)述公式可以看(kàn)出,氣體的體積(jī)流量qvn與孔闆開(kāi)孔直徑d、上下遊(you)取壓孔位置上(shang)所取得的靜壓(yā)力差△p有着密切(qiē)的關系。
2.1流量計(jì)安裝不合理
　　孔(kong)闆流量計的安(ān)裝應符合相應(ying)的安裝規範。根(gen)據GB/T21446--2008《用标準孔🆚闆(pǎn)流量計測量天(tiān)然氣流量》,節流(liú)裝置應安裝在(zài)2段💰具有等直徑(jing)的圓形橫截面(mian)的直管段之間(jian),毗鄰孔闆的上(shàng)、下遊直管段應(yīng)符合一定的技(jì)術要求。一般💰情(qíng)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(liang)管内徑),下遊直(zhi)管段長度✌️應爲(wèi)5D。在實際安裝的(de)過程中基本可(kě)以滿足要求,但(dàn)往往--些細節問(wen)題會被✉️忽視，也(yě)會造成安裝誤(wù)差，如:直管段🚶内(nei)璧粗糙度不符(fu)㊙️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(zhuang)管道與設計要(yào)求不符等。
2.2取壓(yā)與氣流異常
　　從(cong)地層中開采出(chū)的原油進人油(yóu)井計量分離器(qì)進行油氣水三(san)相分離,這一過(guo)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(gòu)件(波紋闆、捕霧(wù)器)故障破損時(shi),也會産生不🚶‍♀️利(lì)的影響因素。如(ru):①會⛷️使導壓管路(lù)、測量腔室在長(zhǎng)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(you)🏃‍♂️泥及顆粒也🏃‍♀️會(huì)進入導壓管,發(fā)生堵塞,從而影(ying)響計取壓的正(zhèng)确性,造成計量(liang)誤差(圖2);②在冬季(jì),環境氣🈲溫較低(di)時,有可能會使(shǐ)積液産生凍✔️堵(dǔ),此時流量計也(ye)不能真實地反(fǎn)映出孔闆的前(qián)後壓差,造成計(jì)量數據不正确(què);③儀表變送器經(jing)過長😄期使用,會(huì)發生相應的零(ling)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(tiān)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(jin)随時間🤞緩慢變(biàn)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(du)要求時,應安裝(zhuāng)阻流件及流動(dong)調整器,以保證(zheng)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(cáng)屬性、地層能量(liang)、開采方式等的(de)不同🤞,每🍓口油井(jǐng)的生産狀态與(yǔ)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(ji)操作中,應根據(jù)油井的開發生(shēng)産方案中的預(yu)測産氣量或已(yi)知産氣量選擇(ze)與之相适應的(de)孔闆進行油井(jǐng)的計量。
2.4人員操(cāo)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(cè)量範圍,不可避(bi)免的工作就是(shì)更換不同孔徑(jing)的孔闆,以确保(bǎo)計量的正确性(xing)。人員的一些操(cao)作失誤會直接(jie)導緻計量數據(jù)不正确💋。對于該(gāi)項操☔作有着相(xiang)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(zhuang)拆卸孔闆不能(néng)使😄用蠻力或尖(jiān)🈲銳工具,避免孔(kong)闆變形和工作(zuò)面劃傷;③安裝密(mì)封圈應檢查有(yǒu)無破損情況;④更(geng)換下來的孔闆(pǎn)應妥善保存，防(fang)生鏽、防擠壓,運(yun)送途中避免磕(ke)碰。
　　如果單一孔(kǒng)闆能夠滿足計(jì)量範圍的要求(qiu),則更應該注⭕意(yì)定期的檢查與(yu)維保。孔闆長時(shi)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(hua)流程減少操作(zuò)失誤
　　以某海上(shàng)油田爲例,該油(yóu)田共有油井數(shu)23口,其單井産🈲氣(qì)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(cheng)無法滿足單❌井(jǐng)計量要求(表1),需(xū)要頻繁更換孔(kǒng)闆。人員技能水(shuǐ)平的差異🏃‍♂️，将不(bu)可避☎️免地帶來(lái)⚽操作失誤的情(qíng)況,影響計量精(jīng)度。爲此🎯通過對(duì)計量分離器生(shēng)産流程進行優(yōu)化設🔴計,擴大孔(kong)闆流量計的測(cè)量範圍以減少(shǎo)人員直接接觸(chù)所引起的操作(zuò)失誤。
 
　　通過在原(yuan)油井計量分離(lí)器氣相出口增(zeng)加1路氣相⚽計量(liàng)管線和高級 一(yī)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(pan)的情況下🐇,利用(yong)切換流程使用(yong)相對應的測量(liang)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(ru)🐪1.0658in(27.071mm)及😘2.531in(64.287mm)尺寸的孔闆(pǎn),以實現大孔闆(pan)和小孔闆對該(gāi)油田全部油🐕井(jǐng)産氣量測量🧡範(fan)圍的全覆蓋,操(cāo)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(miǎn)了頻繁更換孔(kǒng)闆造成損壞。在(zài)減少人員工作(zuo)量♌與工作強度(dù)㊙️同時，有效提升(shēng)了孔闆流👌量計(ji)的計量精度(圖(tu)3、圖4)。
 
3.2定期檢查與(yu)維保
　　針對上述(shu)産生計量誤差(chà)的原因分析中(zhōng)可以看出，通過(guò)對㊙️孔闆流量計(jì)的維護，可以消(xiao)除大部分的影(yǐng)響因素。例如:①定(ding)期對取壓管線(xian)以及流量計腔(qiang)室的🌍積液排放(fàng);②通過拆檢可以(yi)及時發現孔闆(pǎn)及測量腔🌈室淤(yu)泥污垢并及時(shí)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(biǎo)變送器⛷️定期檢(jiǎn)查、排放、标定，消(xiao)除零點漂移等(děng)因素造成的誤(wu)差。在管理🌂制度(du)上,應建立相關(guān)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(qiáng)員工責🐕任心。
 
4結(jié)論
　　對于新投産(chan)施工投用的流(liú)量計,其測量誤(wù)差産生的原因(yin)多是安裝不規(guī)範或錯誤安裝(zhuang)所緻。對于已長(zhǎng)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(gong)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(jì)測量誤差産生(sheng)的原因并采取(qu)改善措施,才能(néng)保障生産正常(cháng)運行。

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