摘要：水下(xià)流量計 的(de)安裝和回(hui)收技術是(shì)水下流量(liang)計設計的(de)關鍵技術(shu)之一。對于(yú)國内而言(yan),水下流量(liang)計的研究(jiū)剛剛起步(bu),水下流量(liang)計的安🌈裝(zhuang)回收技術(shu)仍然是一(yī)個空白,研(yán)究水下流(liú)量計安裝(zhuāng)🛀🏻與回收🏒技(jì)術是實現(xiàn)水下流量(liang)計國産化(hua)的必經之(zhi)路。介紹了(le)當下水下(xia)流量計安(ān)裝與回收(shōu)技術的研(yan)究🐕現狀和(hé)方法,以及(ji)不同安裝(zhuāng)位置(水下(xia)采📐油樹、管(guan)彙、跨接管(guan))水下流量(liàng)計安裝與(yǔ)回收的通(tong)用技術手(shou)段。
　　水下流(liú)量計的安(ān)裝回收技(jì)術是水下(xià)流量計設(she)計過程中(zhong)必須💛面對(duì)的難題。盡(jìn)管水下流(liu)量計設計(jì)的🏃🏻‍♂️初衷🍉是(shi)在設計壽(shou)命周期内(nèi)實現免維(wei)修,但從國(guo)内外實際(ji)應用的情(qing)況來看,要(yào)實現完全(quán)免維修是(shi)很難的。首(shǒu)先是水下(xià)環境的複(fú)雜性,流量(liang)計安裝到(dào)水下後需(xū)要克服海(hǎi)水靜壓、介(jie)質内壓以(yi)及高溫帶(dài)來🐅的機械(xiè)強度💃和密(mi)封性能上(shang)的考驗,還(hai)要抵抗海(hǎi)水和介質(zhi)腐蝕以及(jí)不可預見(jian)的突發情(qing)況(如地震(zhèn)、海嘯✂️等)。其(qi)次是流量(liang)計本身的(de)複雜性。多(duo)相流的測(ce)量異常複(fú)雜，其技術(shù)難度之高(gāo)至今仍是(shi)世界範圍(wei)内科學界(jiè)的難題。要(yao)實現多🔞相(xiang)流的測量(liang),需要一-套(tao)實時的數(shu)據采集系(xi)統來采集(ji)原始數據(jù),然後将采(cǎi)集到的數(shu)據傳送至(zhì)流量計算(suàn)機，由流量(liang)計算機對(dui)數據進行(háng)處理,轉換(huan)成可用的(de)生産數據(ju)，然後再将(jiang)這些可用(yòng)的數據🌂上(shang)傳至地面(miàn)控制中心(xīn)。整個過程(cheng)還👉需要一(yi)套完整的(de)機械系統(tong)和通訊控(kong)制系統來(lai)支撐。任❓何(hé)一個環節(jie)出現問題(tí)都會導緻(zhì)流👄量計無(wú)法正常工(gong)作。而流量(liang)計安裝在(zai)幾百甚至(zhi)幾千✔️米的(de)深✂️水中,很(hěn)難進行人(rén)工幹預。因(yīn)此,除了通(tong)過設計手(shou)段提高水(shuǐ)下😍流量計(ji)的可靠性(xing)之外,水下(xia)流量計的(de)回收以及(ji)回收以後(hou)的🈲二次安(ān)裝是水下(xià)流量計設(shè)計🐪的一個(ge)重要環節(jiē)和關鍵技(ji)術。
1可可收(shou)式水下流(liú)量計的研(yan)究現狀
　　早(zǎo)在1995年,國外(wai)就有水下(xia)流量計在(zai)水下管彙(huì)安裝應用(yong)的報道,該(gai)流量計安(an)裝在一個(ge)獨立的回(huí)收模塊中(zhong)，可在不中(zhōng)斷生産的(de)條件下實(shí)現回收"。1996年(nián)Framo可回收式(shi)水下流量(liàng)計🈚在澳大(dà)利亞EastSpar項目(mu)實現了應(yīng)用,該流量(liàng)計爲一✏️個(gè)桶裝結構(gòu),可實現整(zheng)體回收。到(dao)目前爲止(zhǐ),國際上形(xing)成了以斯(si)倫㊙️貝謝、艾(ai)默生、FMC爲主(zhu)的水下流(liu)量計供應(yīng)格局,這3家(jiā)公司占據(jù)了整個多(duo)相流量計(jì)90%以上的市(shi)場份額"。
　　目(mu)前國際上(shang)主要的回(hui)收方式有(yǒu)2種,一種是(shi)電子艙回(hui)收🈲,即單獨(dú)回收電子(zǐ)艙模塊(SRC,SubseaRe-trievableCanister);另(ling)--種是整體(tǐ)回收式,即(jí)将整個流(liú)量💁計模塊(kuai)集成到外(wai)部結構上(shàng)(CBV,ChokeBridge.Version)。電子模🌐塊(kuài)可回🔆收式(shi)流量計是(shi)一種将❤️所(suǒ)有電子元(yuán)件、通訊✌️和(hé)控制系❤️統(tǒng)集成到一(yi)個可回🌈收(shou)的模塊内(nei),所有的元(yuán)件及相應(ying)✉️的接頭都(dōu)有充分冗(rǒng)餘設計的(de)水下流量(liang)計。在工作(zuò)時,電子模(mó)塊可以通(tong)過ROV快速接(jiē)入🏃‍♂️整個📞流(liu)量計,而不(bú)需要專門(men)的送人工(gong)具🏃🏻，也不需(xū)要關斷流(liu)♍體或是停(tíng)止整個✨采(cai)油過程，從(cóng)而避免🍓了(le)因爲回收(shou)更換模📧塊(kuài)時造成額(é)外的花費(fei)。
　　整體模塊(kuài)式流量計(jì)CBV是一.種将(jiang)所有模塊(kuai)集成到一(yī)-起,然後整(zhěng)體安裝、整(zheng)體回收的(de)流量計4。該(gai)類型的水(shui)👨‍❤️‍👨下流量計(ji)保留了同(tong)SRC類型相同(tóng)的電子元(yuán)件的冗餘(yu)設計,但将(jiāng)電子模塊(kuai)固定安裝(zhuāng)在整個流(liu)量計裝置(zhi)🛀.上,回收時(shí)通過回收(shōu)🏃🏻整個流量(liang)計來實現(xiàn)。此類型的(de)多相流量(liàng)計一-般直(zhí)接安裝至(zhi)管道或計(jì)量模塊上(shàng),其安裝和(he)回收皆是(shì)通過管道(dào)或計量模(mó)塊一并進(jin)行。
2水下流(liú)量計的安(an)裝與回收(shou)技術
2.1水下(xià)流量計的(de)安裝位置(zhi)
　　水下流量(liàng)計是水下(xia)流量計量(liàng)的核心部(bù)件,其安裝(zhuang)位置取決(jué)于具體的(de)應用方式(shì)和水下生(shēng)産設施的(de)☎️整體布局(jú)☁️。水下流量(liang)🏃‍♀️計的安裝(zhuang)位置大緻(zhi)可以分爲(wei)采油樹、管(guǎn)彙和跨接(jiē)管❗3種,如圖(tú)1所示。
 
　　水下(xia)流量計的(de)安裝位置(zhì)與流量計(ji)的具體應(yīng)用和設備(bei)♋尺寸✨有關(guan)。采用單井(jing)計量方式(shì)的流量.計(jì)可以安裝(zhuang)在采油樹(shù)上、連接的(de)🏃‍♂️跨接管上(shàng)或鄰近的(de)管彙.上進(jin)行連續測(ce)量。間斷測(cè)量可以在(zài)管👌彙，上通(tong)過選井計(ji)量來🤞完成(cheng),此時由于(yu)一台流量(liàng)計需要測(ce)量不同介(jiè)質性質的(de)多個油井(jǐng),因此流量(liang)計㊙️需要包(bao)含多個油(yóu)井的PVT數據(jù)。單井計量(liàng)可以給出(chu)每口井的(de)連續的生(shēng)産數據,有(yǒu)利于油田(tián)的生産管(guǎn)理和優化(hua)，同時提高(gāo)了整個計(jì)量系統的(de)可靠性,但(dan)所需要的(de)流量計數(shu)量較多,增(zeng)加了油田(tián)開發的成(cheng)本。選井計(jì)量方♌式成(chéng)本較低,但(dan)無法獲得(dé)🔞單井的連(lián)續測量數(shu)據，且一旦(dan)流量計發(fā)生故障,與(yu)之相連的(de)所有油井(jǐng)的計量都(dou)無法進行(háng)”。因此,具體(ti)采用哪種(zhǒng)計量方式(shì)需要根據(jù)油田生産(chǎn)的實際需(xū)要和單㊙️台(tai)流🐆量計的(de)成本而定(ding)。
　　對于選擇(ze)水下流量(liang)計計量的(de)油井,在水(shuǐ)下生産設(shè)施布局中(zhong)應考慮水(shuǐ)下流量計(jì)或電子回(huí)收模塊的(de)🌈安裝和回(hui)收路徑以(yi)及對應的(de)機械和電(diàn)氣接口。對(dui)于安裝在(zai)采油♋樹和(hé)跨接管上(shang)的流量計(ji)而言,流量(liang)計回收可(kě)能隻會影(yǐng)響局部生(sheng)産,但是如(rú)果回收管(guǎn)彙單元,若(ruò)沒有旁通(tōng)則可能需(xu)要關閉🥵多(duo)口井,因此(cǐ)💃🏻管彙安裝(zhuang)的流量計(ji)一般需要(yao)考慮旁通(tōng)設計,保證(zheng)💯在流量計(ji)🥰關停和啓(qi)動狀☁️态下(xia)都能♍夠滿(mǎn)足最大産(chǎn)量的要求(qiú)。
　　流量計上(shang)下遊流體(tǐ)的流型和(he)流向也是(shi)決定流量(liang)計安裝位(wèi)置時所要(yao)考慮的一(yi)一個因素(su),這主要與(yǔ)流量計所(suo)❗采用的計(jì)量技術有(yǒu)關,如有的(de)流量計需(xu)要考慮🈲上(shang)下遊直管(guǎn)段🔴以保證(zheng)穩定的流(liú)型,有的流(liú)量計的計(ji)量性能受(shòu)到流體流(liu)向的影響(xiang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,在設計流(liu)量計安裝(zhuāng)位置時應(ying)當有所考(kao)慮。此外,腐(fǔ)蝕和侵蝕(shi)✉️作用、化學(xué)藥劑注人(ren)點、管道規(gui)格、臨近節(jie)流點等都(dou)有可能對(duì)流量計的(de)計量性能(neng)産生影響(xiang),也是設計(ji)中需要考(kao)慮的因素(su)。
2.2基于采油(yóu)樹的安裝(zhuāng)與回收
　　一(yī)般而言,安(ān)裝至采油(yóu)樹的水下(xià)流量計都(dou)有其專🚶‍♀️用(yong)的配套設(she)施,通常與(yǔ)采油樹的(de)油嘴組合(he)在一起,形(xíng)成💜采油樹(shu)的流量控(kong)制模塊。另(lìng)外，流量計(ji)可以連🔞接(jie)到節流閥(fá)上,同水下(xià)節流閥⁉️一(yī)起安裝回(huí)收。基于核(hé)心計量部(bù)件,可以設(she)計相應的(de)安裝接口(kǒu),同水.下節(jiē)流閥安裝(zhuāng)在一-起,轉(zhuan)接🌂至采油(yóu)樹對🌈應安(an)裝位置，實(shi)現通過ROV進(jìn)行水下的(de)安裝及回(huí)收操作(圖(tu)2)。
 
　　如圖2所示(shì),将流量計(ji)模塊通過(guò)法蘭連接(jiē)的方式固(gù)❄️定安裝至(zhì)節💛流閥整(zhěng)體裝配上(shang)形成流量(liang)控制模塊(kuài),通過節流(liú)閥連接器(qi)與采油樹(shù)相連。流量(liàng)控制模塊(kuài)上一般‼️對(duì)應有ROV操作(zuò)手柄、操作(zuò)接口等,以(yǐ)滿足水下(xia)操作的要(yao)求。導向筒(tǒng)和導向柱(zhù)🎯設計用于(yú)流量計在(zai)安裝過程(cheng)中實現與(yǔ)采油樹的(de)準确對🐉接(jie)。在安裝時(shí)，通過吊耳(er)将流量計(ji)下放至水(shuǐ)下安裝位(wei)置附近,通(tong)過ROV操作手(shǒu)柄調整流(liú)量計☀️的位(wèi)置,使導向(xiang)筒與導向(xiang)柱對接。安(ān)裝工具具(ju)✏️有緩沖裝(zhuāng)置,可以保(bǎo).護流量控(kong)制模塊不(bú)受大的沖(chòng)擊,待流量(liàng)控制單元(yuán)與采油樹(shu)精準對接(jiē),即可操作(zuo)ROV接口實現(xiàn)鎖緊。回收(shōu)時設置兩(liang)端隔離後(hou),通過ROV操作(zuò)實現解鎖(suo),如圖3所示(shi)。
 
　　采用這種(zhǒng)設計時,流(liú)量計廠商(shāng)需要與采(cai)油樹廠商(shāng)進行有效(xiao)的技術溝(gōu)通,進行聯(lián)合設計,保(bǎo)證流量計(ji)連接接口(kou)及空間位(wei)置相匹配(pèi)。
2.3基于跨接(jie)管的安裝(zhuāng)與回收
　　當(dāng)采油樹沒(méi)有可以回(huí)收的油嘴(zui)模塊,或是(shi)節流閥等(děng)相應結構(gòu)不允許相(xiang)應布置時(shi),水下流量(liàng)計可以💋安(ān)裝在采油(yóu)樹同管彙(hui)連接的跨(kuà)接管上。如(ru)圖4所示,位(wèi)于跨💋接管(guǎn)的流量計(jì)可以在跨(kuà)接管制造(zao)和初安裝(zhuang)時采用法(fa)蘭進行連(lian)接,将流🚶量(liàng)計模塊和(he)跨接管一(yi)起下放安(an)😍裝和回收(shōu)。法蘭連接(jie)的流量計(ji)接口可以(yǐ)簡化拆卸(xiè)和重裝,也(yě)可以采用(yòng)焊接的方(fang)式,将流量(liàng)計直接焊(hàn)接在跨接(jie)管上以減(jiǎn)輕🤩跨接管(guǎn)的重量。但(dan)由于跨接(jiē)管的安裝(zhuang)回收需要(yào)吊裝能💃🏻力(lì)較大的支(zhi)持船,并可(kě)能導緻其(qí)他一些問(wèn)題,所以一(yi)般在跨🔴接(jie)管上的流(liú)量計出現(xiàn)問題,基本(ben)就會棄置(zhì)而不進🌂行(hang)維護。由于(yú)水下流量(liàng)計電子模(mo)塊出現故(gù)障.的概率(lü)比較大，若(ruo)采取這種(zhong)方式進行(hang)安裝回收(shou),一般會設(she)計電子⛱️模(mo)塊可回收(shou)的結構,将(jiang)流量計上(shàng)容易發㊙️生(shēng)失效的複(fu)雜結構都(dōu)集成在可(kě)回收模塊(kuài)中,而🆚固定(dìng)安裝的部(bu)分則應該(gai)盡量簡㊙️化(hua),以提高整(zheng)個裝置的(de)可靠性。
 
2.4基(jī)于管彙的(de)安裝與回(huí)收
　　采用管(guan)彙安裝的(de)方式需要(yao)針對流量(liàng)計模塊設(shè)計對應的(de)模塊送入(rù)工具、導向(xiang)定位設備(bèi)、軟着陸工(gōng)具、過載工(gōng)具以及其(qi)他配套💔工(gong)具來滿足(zú)流量計安(an)裝和回收(shōu)的要求。在(zai)流量計模(mo)塊外部設(she)計一個整(zheng)體的配套(tao)安裝工具(jù),并提供ROV操(cāo)作的接口(kǒu)和水下的(de)連接器部(bù)分,如🆚圖5所(suǒ)示。送人工(gong)具可以通(tōng)過ROV進行操(cao)作⭕和控制(zhì),一般部署(shu)在修井船(chuán)和鑽探設(she)備:.上，含有(you)軟🐕着陸系(xi)統和解鎖(suo)、鎖緊裝置(zhì),通過操作(zuò)ROV接口,可以(yi)實現水下(xia)流量計底(dǐ)部㊙️連接器(qi)與固定安(an)裝在管彙(huì).上🛀🏻的連接(jie)接口的鎖(suo)緊和😄解鎖(suo)。當流量計(ji)解鎖出現(xiàn)故障時,可(kě)以通過過(guo)載工具進(jin)行緊急解(jiě)鎖,以保證(zheng)流🐇量計解(jie)鎖裝置卡(ka)死的情況(kuàng)下,能夠實(shi)現緊急回(hui)收🏃🏻。
 
　　同時在(zài)管彙，上設(she)計對應的(de)水下安裝(zhuang)所需連接(jie)結㊙️構、導向(xiang)及指示設(she)計、模塊布(bù)置等，如圖(tú)6、圖7、圖8所示(shì),通過專🧡門(men)的工具實(shi)現流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計(jì)模塊的獨(du)立整體安(an)裝和回收(shou)。其中,連接(jie)結構與流(liú)量計下部(bu)🈲的連接器(qì)相連,導向(xiàng)結構用于(yu)流量計下(xià)放安裝過(guò)程中的導(dao)向與定位(wei),通過指示(shì)設計可以(yǐ)确認流量(liang)計定位是(shi)否正确,以(yǐ)及解鎖和(hé)鎖緊操作(zuò)是📞否完成(chéng)。
 
3結束語
　　水(shui)下流量計(ji)是水下生(shēng)産系統的(de)重要組成(chéng)部分，對于(yú)流🧡量🐇的✊監(jiān)控和流動(dong)保障具有(yǒu)重要意義(yi)。在國外公(gōng)司✉️技術壟(lǒng)斷的局面(mian)下,通過技(jì)術創新,掌(zhang)握水下流(liu)量計的設(she)計🆚核心技(ji)術對我⭐國(guo)水下裝備(bei)的國産化(hua)進程具有(you)重要推動(dong)作用。水☂️下(xià)流量計的(de)安裝與🙇‍♀️回(huí)收技術是(shì)水下流量(liang)計設計過(guo)程中🏃的關(guan)鍵技術💔,是(shì)水下流量(liang)計國産化(hua)必須攻克(ke)的技術難(nán)題。根據水(shuǐ)下流量計(ji)的回收方(fāng)式,可以将(jiāng)可回收式(shì)的水下☎️流(liú)量計分爲(wèi)整體回收(shōu)式和電子(zi)艙回🔴收式(shì)2種,其具體(ti)的安裝和(he)回收設計(ji)與流量計(ji)的實際應(ying)用位置有(you)關,對于安(ān)裝在💛水下(xià)采油樹、跨(kua)接管和管(guan)彙位置的(de)流量計,其(qi)安裝和回(hui)收設計各(gè)不相同。因(yin)此,在進行(hang)水🏃🏻下流量(liang)計設計時(shi),宜采用模(mo)塊化設計(ji)的理念,将(jiang)流量計核(he)心計量部(bù)件和安裝(zhuang)💋回收🔴模🏃塊(kuài)獨立開來(lai),這樣才能(neng)保證在不(bu)同的位置(zhi)進行安裝(zhuang)和回收,流(liu)量計的核(he)心計量部(bu)件不發生(shēng)變化,提高(gao)水下流量(liàng)計對不同(tóng)應用場景(jǐng)的适應性(xing)。

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