摘要(yao)：錐形孔闆流(liú)量計 在稠油(yóu)單井注汽中(zhong)的應用，解決(jue)了常規流量(liang)計同時難以(yi)計量蒸汽流(liu)量和幹度的(de)問題，安裝簡(jiǎn)單，操作方便(bian)。該流量計能(néng)實時測量單(dān)井注汽量和(hé)幹度變化，能(néng)夠适應不同(tóng)範圍幹度和(hé)蒸汽的測量(liàng)，給稠油開采(cǎi)地質動态分(fèn)析提供了準(zhun)确可靠的計(ji)量數💋據。根據(ju)蒸汽🏒量的量(liang)程及最大差(cha)壓，爲保證蒸(zhēng)汽流量和幹(gan)度的💁測☀️量精(jing)度，建議最小(xiǎo)流量工作在(zài)最大量程的(de)3%以上。2010年百㊙️重(zhòng)七油田進行(hang)蒸汽驅試驗(yàn)，采收率提高(gāo)了6%。
　　 流量計 測(cè)量誤差大主(zhu)要原因有：①蒸(zhēng)汽在輸送過(guò)程中存在相(xiàng)變，過熱蒸汽(qì)可能變爲飽(bao)和蒸汽，飽和(he)蒸汽可能變(bian)爲汽、液💔兩态(tai)，給計😄量帶來(lái)很大誤差；②在(zai)蒸汽輸送過(guò)程中，去每口(kǒu)注汽井的支(zhi)幹線與輸送(sòng)蒸汽的主幹(gàn)線的管線連(lián)接處，其蒸汽(qì)發生相分離(li)現象，使去每(měi)口注汽井的(de)蒸汽幹度相(xiàng)差很大；③蒸汽(qì)流量計量和(hé)幹度測量屬(shǔ)于多相流測(ce)量技術的一(yī)個分支，在管(guǎn)道輸送的含(hán)水蒸汽，可🙇🏻認(ren)爲是一種氣(qì)液兩相流，在(zai)含水蒸汽中(zhōng)的蒸🛀🏻汽含氣(qì)率（幹度）一般(ban)都在60％～95％，液相由(you)冷凝水構成(chéng)，且在與蒸汽(qi)交替變換，因(yīn)此一般多相(xiàng)流測量裝置(zhi)不📞用于含水(shuǐ)蒸汽幹度的(de)測量；④傳統孔(kong)闆流量計因(yīn)蒸汽溫度高(gao)，降低了孔闆(pǎn)的強度，很💘容(rong)易将孔闆磨(mo)損和打壞，還(hai)容㊙️易在孔闆(pǎn)前端形成堆(dui)積而影響測(cè)量。
　　針對以上(shang)原因，爲保證(zhèng)注入蒸汽質(zhì)量，在新疆油(yóu)田應用了雙(shuāng)參😍數蒸汽流(liú)量計。
1系統結(jié)構及工作原(yuán)理
1.1測量技術(shù)
　　用節流式 差(chà)壓流量計 測(ce)量混相流流(liú)量早在20世紀(jì)40年代已經開(kāi)始，常用的節(jie)流件爲孔闆(pǎn)、噴嘴、文丘裏(lǐ)管、彎頭等，其(qi)中又以孔闆(pǎn)應用最多。混(hun)相流與單相(xiang)流在流量測(cè)量上具有許(xǔ)多不同的特(te)🔞點，如混合物(wu)的密度不易(yi)确定，各相之(zhi)間的流動速(su)度不同，即産(chan)生所謂滑移(yí)，這些都與介(jie)質種類、工作(zuo)狀态（壓力💁和(he)溫度）、流速及(ji)管道狀況‼️等(děng)有關，因此混(hùn)相流的測量(liàng)精度很難提(ti)高。它🐅針對測(cè)量對象采取(qu)專門結構形(xíng)式及數學模(mó)型來解決問(wèn)題。
　　本裝置采(cai)用孔闆噪音(yīn)法測量原理(lǐ)。兩相流流過(guò)節流🔞裝置🚶時(shi)在孔闆兩側(ce)産生差壓噪(zào)音（即差壓脈(mo)動❄️）是兩相流(liu)的固有特⚽性(xing)，與兩相流的(de)流量質量含(han)氣率密度相(xiàng)關。噪音是由(yóu)于相濃度在(zài)空間的随機(jī)分布所引起(qi)的，當流動遇(yù)有阻擋體（例(lì)如孔闆）造成(chéng)擾動時，噪音(yīn)的幅度将進(jìn)一步增強。假(jia)設分散相濃(nóng)度分布的方(fang)差正比于其(qi)平均相濃度(dù)，在不考慮阻(zǔ)擋體擾動的(de)條件下❗，應用(yòng)兩相流分離(li)流理論模型(xíng)論證了節流(liu)裝置差壓方(fang)根噪音的方(fāng)差🐪近似正比(bǐ)于分散相流(liú)🔴量，進而推導(dao)出利用噪音(yin)測量兩相👨‍❤️‍👨流(liú)流♍量的理論(lun)模型。這一論(lùn)證預示了可(kě)以根據簡單(dān)的🐇理論模型(xing)用單一節流(liú)裝置㊙️實現兩(liǎng)相流測量。圖(tú)1爲✌️蒸汽兩相(xiàng)流量計結構(gou)。

1.2流型分析
　　根(gen)據流體的分(fèn)相液速、氣相(xiang)體積分率和(he)不同流型的(de)關系分析，可(kě)以掌握流量(liang)計在現場的(de)運行情況㊙️。以(yi)下🔅對流态進(jìn)行分析，由于(yú)該流量計是(shi)水平安裝的(de)，所以隻分析(xī)水平流型。根(gēn)據流型分類(lèi)，現場蒸汽流(liú)形主要爲分(fèn)層流和霧狀(zhuàng)流，其他流形(xing)很少見，不💚是(shi)主要影響因(yin)素，通過安裝(zhuāng)整流器可以(yǐ)将流态調整(zhěng)規則，降低擾(rao)動性；同時整(zheng)流👉器既有減(jian)小系統噪聲(sheng)的功能，也有(yǒu)使波動更加(jia)平穩，提高計(ji)量精度和減(jian)小流态擾動(dong)的功能。
1.3技術(shu)改進
　　孔闆流(liu)量計應用于(yu)兩相流測量(liang)，隻适應于幹(gan)淨介質。而蒸(zheng)汽溫度很高(gao)，降低了孔闆(pǎn)的強度，蒸汽(qi)中除冷凝水(shuǐ)外還存在髒(zang)💞物，很容易将(jiāng)開孔磨損或(huo)打壞。除對孔(kǒng)闆節流件的(de)銳角有損傷(shang)外，還⚽容易在(zai)孔闆前端形(xíng)成堆積物影(ying)響測量。基于(yú)上述原♉因，經(jīng)過長期室内(nei)及現場試驗(yàn)，研制出耐磨(mó)、自清潔的錐(zhui)形孔🌈闆。
圖2爲(wèi)流體流動方(fāng)向對比圖，圖(tu)3爲改進後的(de)模型和孔闆(pǎn)圖🌈。

2流量(liàng)計算機及工(gong)作原理
圖4爲(wei)流量計算機(jī)原理示意圖(tu)。

　　來自(zi) 壓力變送器(qi) 和差壓（流量(liàng)）變送器的4～20mA直(zhí)流信号經I/V轉(zhuǎn)換變成1～5V直流(liu)電🔞壓信号，再(zài)經A/D變換成數(shù)字量；機内設(she)有實時鍾表(biǎo)🤩，定時采樣得(dé)到🈲的信号經(jīng)數字濾波和(he)估計獲得計(ji)量參數的值(zhi)，按照實用數(shu)學模型便可(kě)求得蒸汽流(liu)量及幹度。
3現(xiàn)場應用
3.1計量(liang)性能測試
　　爲(wei)了檢驗蒸汽(qi)流量計的計(ji)量性能，依據(ju)質量守恒定(ding)律，分☂️析現場(chang)鍋爐供汽和(hé)單井注汽工(gong)藝。新疆油田(tián)百重七🤞油田(tian)安裝了蒸汽(qì)流量計，采用(yong)将鍋爐進水(shuǐ)與蒸汽流量(liàng)計計量😍單井(jing)注汽量進行(hang)比對，以确定(dìng)孔闆流量計(ji)的精度等級(ji)，測量數據見(jiàn)表1。
3.2蒸汽驅試(shi)驗
　　2010年百重七(qi)油田進行蒸(zheng)汽驅試驗，在(zài)25口注汽井上(shang)安裝❤️蒸汽流(liu)量計測量蒸(zhēng)汽流量和幹(gàn)度。在測量控(kòng)制儀上能實(shi)💛時監測注汽(qi)的壓力、溫度(du)和流量參數(shù)，計量性能滿(man)足生産需求(qiú)☀️，給稠油開采(cai)提供了準确(que)可靠的計量(liang)數據，提高了(le)稠油采收率(lü)。2012年在風城油(you)田的SAGD實驗區(qū)應⛹🏻‍♀️用推廣。
3.3提(tí)升稠油采收(shōu)率
　　通過對單(dān)井注入蒸汽(qì)的計量，發現(xiàn)單井吸汽能(neng)力有很♍大差(chà)🈲異，因此蒸汽(qì)計量對稠油(you)開采很有必(bì)要。百重七蒸(zheng)汽驅試驗表(biǎo)明，根據地質(zhi)生産要求控(kòng)制好每口井(jǐng)的注汽量，給(gei)油井動态分(fèn)析提供可靠(kào)的數據，能準(zhǔn)🐇确分析油💃井(jǐng)的情況，改變(biàn)了傳統無控(kòng)制方式注汽(qì)模式。百重七(qī)油田汽驅井(jǐng)試驗後采收(shou)率提高了6%。

4結(jie)論及建議
　　錐(zhui)形孔闆流量(liàng)計在稠油單(dān)井注汽中的(de)應用，解決了(le)常規流✌️量💋計(ji)同時難以計(ji)量蒸汽流量(liang)和幹度的問(wen)題♋，安裝簡單(dān)，操作方便。該(gai)流量計能實(shí)時測量單🔞井(jǐng)注汽量和幹(gàn)度變化🔴，能夠(gou)适應不同範(fàn)圍幹度和蒸(zheng)汽的測⭐量，給(gei)稠油開采地(dì)質🥰動态分析(xi)提供了準确(què)可靠的計量(liang)數據。根據蒸(zheng)汽量的量程(cheng)及最大差壓(yā)，爲保證蒸汽(qì)流量和幹度(du)的測量精度(du)，建議最小流(liu)量工作在最(zuì)大⭐量程的3%以(yǐ)上。
　

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