螺旋流量计在高含水原油计量应用分析

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摘要：介绍了大庆油田原油计量技术目前的状况，分析了常用工艺和存在的计量误差，并提出了几点解决的方法及对策，解决计量技术目前对生产的影响。

关键词：原油；流量；计量；误差

中图分类号：U467文献标识码： A

中转站原油集输主要采用容积式（腰轮流量计、刮板流量计及双转子流量计等）流量计(PD)进行计量，是我国七十年代引进国外技术自行生产的高精度流量测量仪表，具有测量精度高、工作可靠、牢固耐用、振动较小等特点，是某油田计量原油动态体积值使用最多的一种流量计。用于净化原油及低含水原油的精确计量，但随着油田开发进入特高含水后期，三次采油技术的应用，原油含水率不断上升，中转站外输液介质成份及流量变化（高含水、含聚、含砂、大流量）以及变频技术的应用，容积式流量计应用在高含水中转站外输原油计量中暴露出的诸多问题越来越明显。因为该表设计石墨轴承采用自机构，外输液高含水、含砂使介质度变差，容积式流量计石墨轴承得不到充分，腐蚀磨损严重、沙卡增多；外输液含聚使黏度增大，经常造成过滤网的堵塞卡堵、故障率高；外输液流量的增大和变频器的应用加大了流量计量程比的要求（容积式流量计的量程比窄）造成运行时响声大；另外，容积式流量计体积大、质量大、机械部件多也造成了维修维护难度大、费用高。如何更好地解决容积式流量计的不足，就需要在实践中不断分析研究，探索从计量方式上进行改变。

1容积式流量计

1.1概况

目前，某矿12座中转站中有14台容积式流量计在用，其中最大口径的是∮250mm的，在405#、150#、807#、111#应用；其次是∮200mm的容积式流量计应用在其它中转站。其计量精度不受流体状态的影响，流量计前后不需要直管段，无论测量高粘度或低粘度液体，均可在较大范围内保证高精度，及高耐用性，高精确度。因而应用多年，并已经形成一套较为成熟的管理维护机制，如“在线修复”、“QC”方法降维修费用”等，为生产控制、生产决策提供了有效的支持。

1.2存在问题

（1）故障率高。从年初到现在，我矿小修42台次，大修10台次。共52台次，平均每年每台维修近4次。

（2）维修难度大。因其体积庞大，每次大修，起码要上一个维修班，倒链是必备工具，难度稍大，就得用吊车。工期最短也需两天。若有配件需到外单位加工，则既延长工期，更增加了维修费用。

（3）维护费用高。容积式流量计小修一次需2000余元、大修费用每台次约15000元，大小修合计23万余元。即我矿每年需要23万多元才能维持中转站的正常液量计量。

（4）量程范围窄。某矿各中转站应用的都是大口径的容积式流量计。其中， A6#、A7#、A8#中转站容积式流量计已经出现量程小的问题，具体表现为齿轮箱易损坏，噪声大；A3#、1A2#、A4#、A5#现用双流量计。

（5）计量精度降低快。今年检定的容积式流量计中，A1#、A2#检前误差已达4%，磨损严重。

2解决对策

2.1解决在用容积式流量计故障问题

（1）降低工况条件的影响。在原油计量过程中，由于流程、技术、管理等方面原因，不可避免会出现流量的波动，造成转子在转动过程中忽快、忽慢，同时，流量的波动还会使进出口压力差发生变化，此时，流过流量计间隙渗漏的液量也就跟着发生变化，从而影响到流量计计量精度。所以在原油集输生产过程中应将外输原油温度、压力、流量等变化控制在精度要求的范围内，以降低由此引起的误差。流量计操作时必须做到：在启动流量计运转时应按要求先慢慢打开入口阀，确认没有渗漏再缓慢打开出口阀，观察表头计量器运行是否正常，同时监听流量计运转有无杂音。如无异常，则应调节出口阀，使流量计在所需的流量范围内运行。避免先开出口阀使流量计转子瞬间倒转卡死，防止忽然打开进口阀门，流量过大使流量计进口处压力突变，带动过率器内的杂质进入流量计产生转子卡死现象。在流量计投运时，如前后压差已超过0.2MPa，没有启动运转，则应停止投运，查明原因排除故障。运行时先关进口阀，后关出口阀。

（2）做好流量计周期检定、维护保养。周期检定总原则：流量计标定时采用的原油的物性最好与实液的物性相近，必要时还要进行参数修正，最好具备实液标定条件。a完善流量计检定装置，条件允许时，应采用体积管对流量计实行在线检定；b改善现场环境条件，使流量计运行时的工况与检定时的工况基本相一致；c检定流量计时，液体的粘度应尽量与流量计实际测量液体的粘度基本相一致；d检定液的温度与实际测量液的温度差控制在±5℃以内，否则要进行温度修正；e流量计工作压力高于检定压力1.0MPa时，应进行压力修正，原油介质在管道或流量计内任意一点的压力应高于原油饱和蒸汽压，对于易汽化的液体，在流量计的下游应有一定的背压。维护保养：①每年给输出密封轴加注一次黄油，加强，减小磨损，延长输出密封轴使用寿命。②经常检查过滤器是否堵塞，每半年至少清洗一次过滤网。③每半年应对齿轮变速箱，精度修正器和表头检查一次，并对齿轮部分清洗。④当表头油杯中的油减少到四分之一时，应及时添加，以防表头卡死或损坏。⑤每年随流量计检定时，对脉冲发讯器进行一次检测，平时也应加强对脉冲发讯器的监测，以确保计量精度。⑥经常仔细检查流量计的运行情况，发现有异常现象应及时停运检修。为了确保以上规程和制度落实到实处，要求各中转站和联合站加强监督检查和技术培训，提高全矿原油流量计的管理应用水平。

2.2引进能够满足现场需求性能较好的新型流量计

为适应高含水期介质的变化，更好地解决在用容积式流量计的不足，我们决定从计量方式上寻求改变，采用速度式流量计。但速度式流量计的精度与稳定性是否可靠，决定了其是否可以替代容积式流量计进行中转站液量计量。2007年8月8日，我们在A5转油放水站安装了LHS-200螺旋流量计。安装前，我们对其进行了检定。该流量计测量原理采用螺旋体、涡轮旋转方式，结构设计采用内置镇流部件一体化，安装在光滑轴上的螺旋转子在流体推动下转动，转子上的叶片扫过检出装置时，检出装置产生一个电脉冲信号，在一定的流量范围内，电脉冲信号的数量与流量成正比。流量转换器对电脉冲信号进行处理、运算，显示管道内的流体流量。具有现场累积总量和瞬时流量显示，同时具有模拟或脉冲信号输出，失电数据保护，参数遥控设置等功能。测量范围1.2～1200 m3/h，口径∮25～250mm，结构简单，本体、转子均为不锈钢，轴承为硬质合金，运动部件少，对流量计前后直管段要求不高，水平配管即可；体积小，重量轻、安装、拆卸方便。速度式流量计在某转油放水站的现场应用，见图1、图2。

图1 井口液量与流量计读数对比图 图2三点流量下的精度曲线

3对比评价

油田高含水开发后期，以及技术的不断更新，使容积式流量计作为中转站集输液量计量器具的适应性逐渐减弱。

3.1 流量

各站应用的都是大口径的腰轮流量计，其中，A3#、A5#、A2#、A6#是一站用两台。假若我们要在A3#中转站换用螺旋流量计，以其250-700m3/h的量程来算，它可以适应日外输16800m3液量的中转站的液量计量，只要安装一台LHS-200螺旋流量计，就完全可取代现有的两台LLQ-II250腰轮流量计来计量每天的11000m3液量了。

3.2维护管理

目前，水、气的计量中，以磁电感应来获取流量信息的流量计都有所应用，如涡街流量计、电磁流量计、旋进旋涡气体流量计等。这种流量计内外信号传递没有运动部件，不必担心渗漏；体积小，重量轻，便于拆卸检定；提供可被计算机处理的信号，利于实现自动控制。无或很少运动部件，不易损坏；有故障时，处理程序，操作步骤都很简单。例如，某矿水电队各注水站共有21台此类流量计，投产五年来未发生过停产故障；发生数显电路故障7次，且很快被免费修复。但在中转站液量计量上，只是数月前，某#中转站装的这台螺旋流量计，才使局面有所改观。如果能就此普及，则每年节省的用于中转站流量计上的维修工作量，费用是相当可观的。

3.3 节能

螺旋流量计前后无压差，减小了泵的耗电量（见附3），应用前后，外输液单耗节电0.018kwh，，每kwh电是1元钱，现在140#放水转油站每天的液量超过7000m3，则年可节电0.018*7000*365=45990元。

4结束语

原油计量本身就是一项复杂的技术，其计量精度受各方面影响因素很多。结合新型仪表计量技术，使原油集输计量更趋合理，满足油田生产计量的要求。速度式流量计应用于原油集输的时间还很短，磁传感器会不会受应用时间的延长和温度而影响测量的精度；另外在脱气效果不理想的场所，计量精度将会降低（相对与容积式流量计将会使误差大得很多）；以及叶轮上是否会结垢的问题，还需要我们继续在现场应用中做长期观察。从目前在某转油放水站的应用效果看，速度式流量计对目前的中转站液量计量的适应性很好，可以做为未来中转站液量计量器具更新的一种选择。

参考文献：

[1]赵若江.现代企业计量工作指导手册[A].北京：中国标准出版社，2005.