高粘度低產原油單井計量一直是困擾油田原油生產管理的一個未解決的問題。由于計量不準確，費時間，很難做到其管理的科學性和高效率。目前使用的高粘度低產原油單井計量方法是采用傳統的容積法，這種方法對于高粘度低產原油的計量存在著計量誤差大（有時可達到20%），計量時間長（低產井計量一次有時需兩個多小時）的顯著缺點。為了克服上述缺點，我們研制出了液控活塞式小流量計。經現場實驗證明，該液控活塞式小流量計具有良好的應用前景。

    技術參數

    為了適用于高粘度、低產量的偏遠生產井實現快速、準確、自動地進行產液量的計量，我們提出液控活塞式小流量計的技術參數如下：
    流量范圍             1m³/d~10m³/d（水）
    測量誤差             <2%
    工作壓力             0.5MPa~6.0MPa
    原油粘度             200Pa?s~300Pa?s
    工作溫度             -15℃~60℃
    原油體積質量         0.8g/cm³~1.0g/cm³
    原油含氣            <3%
    原油含砂            不確定
    儀器常數標定       （5.8896）

    設計原理與結構

    1. 工作原理和產液量計算^[1]

    液控活塞式小流量計工作原理如圖1所示。

    圖1中，活塞在左死點時，由井口流出的高壓液體使集成液控換向單元5控制的閥1、閥4通，閥2、閥3不通，液體推動活塞向右運動，活塞右邊液缸內的液體輸送到集輸站。活塞行至右死點，由井口流出的高壓液體使集成液控換向單元5控制的閥1、閥4不，閥2、閥3通，液體推動活塞向左運動，活塞左邊液缸內的液體輸送到集輸站。這樣周而復始，用一機械計數器6記下活塞往復的次數，根據液缸的容積就可計算出總產液量。

    液控活塞式小流量計的產液量計算公式為

    2. 結構與工藝設計

    設計工作主要是根據技術參數做詳細的設計計算、結構設計、工藝設計等^[2]。

    設計計算包括流量、強度、摩擦力、計數頻率等的設計計算。

    結構設計包括體積計量單元、液控換向單元、計數方法和超壓保護的設計等。

    工藝設計包括選擇合適的加工工藝，降低開發成本，特別考慮現場適應性，如安裝、防盜、壽命、排砂等。在樣機的制造過程中，采用了缸體和流體通道的整體澆鑄工藝。

    3. 技術關鍵

    （1）結構設計中，在缸體上集成四個液控換向閥，并實現強制換向。
    （2）加工工藝設計中容積缸體、控制缸體流體通道的整體鑄造。
    （3）過壓保護設計中嵌入缸體的過壓保護安全閥。
    （4）采用機械計數器實現流量的累計積數。

    實驗測試

    1. 室內實驗

    室內進行的實驗其工作介質為機油，體積質量0.93g/cm³，實驗溫度為10℃。實驗測得的有關數據經整理見表1^[3]。

    表1 液控活塞式小流量計實驗數據

序號次數時間（min）理論值（L）流量（L）誤差（%）118.583.703.651.3521 3.703.700.0318.003.703.700.041 3.703.751.35517.303.703.700.061 3.703.700.0716.513.703.700.081 3.703.700.0917.833.703.700.0101 3.703.700.0

    計算結果的平均流量為3.70L（1L=10^-3m³）/次，誤差<1.35%，平均誤差為0.27% 。在實驗室的實驗結果較為理想。

    2. 現場實驗

    現場實驗分冬、夏季兩次在勝利油田某采油廠進行。冬季進行的實驗是為了考核儀器的的結構設計是否滿足現場要求，工作的可靠性和耐低溫性能。儀器運行約3個月，實驗證明了該單元設計是合理的，工作可靠，測量準確。夏季進行的實驗，儀器已運行約6個月。本次實驗的目的是進一步考核儀器測量的準確性，長時間工作的可靠性。

    結論

    該流量計體積較，對于低產井特別是間歇出油的油井生產計量，具有一定的使用價值。通過實驗證明該儀器設計合理，結構簡單，安裝方便，運行安全。

    該流量計采用體積連續計量的方法，克服了利用分離器量油不能連續計量的缺陷，滿足預定的技術指標，對于單井計量具有較好的推廣價值。

    參考文獻

    1 趙仕俊.偏置式鉆井往復泵活塞運動特性的計算機分析.石油鉆探技術，1989，（2）
    2 機械工程手冊（第14卷） 機械工業出版社.1982
    3 魯紹曾.現代計量學概論.中國計量出版社.1987