隨著塔河油田的開發(fā)建設(shè)，油田逐步從外延發(fā)展向內(nèi)涵挖潛轉(zhuǎn)移，通過節(jié)能降耗、提益來增加競(jìng)爭(zhēng)力。為此塔河油田評(píng)價(jià)二區(qū)進(jìn)行了原油管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)改造，在T759、T759-1、KZ3、S108-1四口高壓凝析油（氣）井附近試點(diǎn)建造一座高壓凝析油（氣）井閥組計(jì)量站，集中計(jì)量輸送該四口井的高壓凝析油（氣），高壓天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確與否對(duì)此閥組站節(jié)能降耗工作的開展至關(guān)重要。

    1 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的結(jié)構(gòu)

    1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    對(duì)于氣體的計(jì)量，由于其密度受溫度、壓力的影響較大，為了能準(zhǔn)確計(jì)量氣體介質(zhì)的體積流量，必須同時(shí)跟蹤檢測(cè)介質(zhì)的溫度和壓力，并將不同工況下的氣體流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（P=101.325KPA，T=293.15K）的體積流量。隨著科技發(fā)展，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)已由非智能型發(fā)展到智能型，功能進(jìn)一步完善，穩(wěn)定性也進(jìn)一步加強(qiáng)。下面簡(jiǎn)單介紹一下CUYD系列智能旋進(jìn)旋渦氣體流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

    1.2 流量計(jì)的結(jié)構(gòu)

    CUYD型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要由以下四大部件（見圖2-2）組成：①旋進(jìn)旋渦流量傳感器D，又由旋渦發(fā)生體D1、殼體D2、旋渦檢測(cè)組體D3、除旋整流器D4組成；②流量積算儀B，又由外殼B1、溫度接口B2、壓力接口B3、顯示窗口B4、輸出接口B5組成；③溫度傳感器組件C；④壓力傳感器組件A。

    1.3 主要特點(diǎn)

    集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體，可檢測(cè)工作介質(zhì)的溫度、壓力和流量，并進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償和壓縮因子自動(dòng)修正，可直接檢測(cè)氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或飽和蒸氣的質(zhì)量流量；無機(jī)械可動(dòng)件，不易腐蝕、可靠度及穩(wěn)定性好，長(zhǎng)期工作無須維護(hù)。溫度、壓力以及流量等參數(shù)可顯示于LCD屏上，又可用4—20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸出與自動(dòng)化系統(tǒng)接口；機(jī)內(nèi)可憑內(nèi)置電池工作，又可由外接電源供電運(yùn)行；具有防爆功能，可用于有爆炸性危險(xiǎn)的場(chǎng)所。

    2 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)工作原理

    2.1 流量傳感器工作原理

    旋進(jìn)旋渦流量計(jì)屬于速度式測(cè)量?jī)x表。它通過測(cè)量與流量成正比的頻率信號(hào)，來測(cè)量流體的體積流量。進(jìn)入流量計(jì)的流體，通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流，旋渦流在文丘利管中旋進(jìn)，至達(dá)收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速。

    2.2 流量積算儀工作原理

    CUYD型流量計(jì)主要用于氣體的測(cè)量，積算儀中微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。

    氣態(tài)方程如下：Vn=Zn/Zg×（Pg+Pa）/Pn×Tn/Tg×Vg

    式中：Vn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量，Nm³；

    Vg—未經(jīng)修正的體積量，Nm³；

    Zn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；

    Zg—工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；

    Pn—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，101.325KPA；

    Pg—流量計(jì)壓力檢測(cè)點(diǎn)處的表壓，KPA；

    Pa—當(dāng)?shù)卮髿鈮海琄PA；

    Tn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度，293.15K；

    Tg—被測(cè)介質(zhì)的溫度，（273.15+t）K；

    t—被測(cè)介質(zhì)的攝氏溫度，℃。

    根據(jù)以上原理公式得知：Vg、Zn、Zg、Pn、Pg、Pa、Tn、Tg各參數(shù)恒定不變時(shí)，Vn（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量）會(huì)隨著t（被測(cè)介質(zhì)的攝氏溫度）高低而變化[1][2]。

    3 氣體計(jì)量的誤差損失

    以T759閥組站進(jìn)站T759、T759-1、KZ3三口高壓凝析油（氣）井為例，采用法蘭取壓的孔板流量計(jì)，計(jì)算日產(chǎn)氣量如圖3。

    以T759井為例計(jì)算旋渦流量計(jì)的溫度變化影響氣體計(jì)量誤差情況，與采用法蘭取壓的孔板流量計(jì)計(jì)量日產(chǎn)數(shù)據(jù)（12.6km3/d）進(jìn)行對(duì)比，將計(jì)量誤差控制在單位要求±3%以內(nèi)。根據(jù)公式如下：Vn=Zn/Zg×（Pg+Pa）/Pn×Tn/Tg×Vg，設(shè)定：Vg、Zn、Zg、Pn、Pg、Pa、Tn、Tg各參恒定不變時(shí)，在被測(cè)介質(zhì)不同攝氏溫度下，Vn（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量，Nm3）數(shù)據(jù)如圖4、表1和表2。

表1 T759閥組站單井參數(shù)變化表

表2 T759井不同溫度下參數(shù)變化表

    4 結(jié)論

    通過多井次不同溫度的條件進(jìn)行分析后得出以下結(jié)果：

    （1）計(jì)量被測(cè)介質(zhì)的攝氏溫度低于4℃以后易產(chǎn)生水化合物，使管線出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象從而影響計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率；

    （2）計(jì)量被測(cè)介質(zhì)的攝氏溫度高于30℃以后，逐漸接近凝析油的沸點(diǎn)易使凝析油氣化，并影響正常的安全生產(chǎn)；

    （3）計(jì)量被測(cè)介質(zhì)的攝氏溫度在大于15℃小于27℃時(shí)，符合生產(chǎn)有求；

    （4）在塔河油田高壓凝析油（氣）井輸送過程，輸送介質(zhì)溫度會(huì)影響計(jì)量的誤差。

本文出自：智能流量計(jì)