摘要:孔闆流量計(jì) 廣泛應用于石油(yóu)石化行業，是獲取(qǔ)海上油田油井⁉️、氣(qì)井天然氣産量的(de)重要計量工具。但(dàn)在長時間生産運(yùn)行過程中，孔闆流(liu)量計的計量數據(ju)會産生一定的誤(wu)差。産生這些誤差(cha)的原⛷️因很多，通過(guo)對孔闆測量原理(li)的研究，結合現場(chǎng)實際運行情✔️況，分(fèn)析可😍能影響孔闆(pan)流量計計量精度(du)的因素，并在此基(jī)礎🌈上提出相應🔴的(de)工藝流程改進措(cuò)施，以提高天然氣(qi)産量計量的正确(que)率，爲油📧氣井精細(xì)管理提供可靠、正(zhèng)确的數據支持。
1孔(kǒng)闆流量計工作原(yuán)理
　　孔闆流量計具(ju)有結構簡單.安裝(zhuang)簡便.使用可靠等(deng)特點🔞，是海㊙️上油田(tián)油氣井計量時最(zui)常用的流量計。它(ta)是由節流裝置(孔(kong)闆).取壓裝置、緊固(gù)裝置和附件組成(cheng)。孔闆流量⛷️計的工(gong)作原理是利用流(liú)體節流的原理，也(ye)就🈲是當充滿管道(dao)的流體流經管🍓道(dào)内的節流裝置時(shí),流體将在節流件(jian)處形成局🧡部收縮(suō),從而使流體的流(liú)🤟速增加，靜壓力降(jiàng)低，于是在節流件(jiàn)前後産生了靜壓(ya)力差。由于其與流(liu)量存在着--定的函(hán)數關系，流體的流(liú)速越大,産生的壓(yā)差也越大,可通♌過(guò)孔闆前後兩端的(de)取壓裝置将差壓(ya)信号傳送給差壓(ya)變送器,再轉換成(cheng)模拟信号輸出,通(tōng)過遠程的流量計(jì)算儀,實現流體流(liu)量的計量(圖1)。
 
　　這種(zhong)測量流量的方法(fa)以水力學的能量(liàng)守恒定律和流動(dòng)連續性方程爲基(jī)礎。天然氣質量流(liú)量計算基本公式(shì):
 
　　式中:qm爲天然氣質(zhì)量流量;ρ1爲天然氣(qi)在操作條件下.上(shang)🐆遊取壓孔處的密(mi)度,可通過計算或(huò)實測得出;C爲✉️流出(chū)系數;β爲直徑比，β=d/D;d爲(wei)操❗作條件孔闆開(kai)孔直徑;D爲操作條(tiáo)件上遊測量管⁉️内(nei)徑;ε爲可膨脹性系(xi)數;△p爲上下遊取壓(yā)🚩孔位置上所取得(de).的靜壓力差。
　　按天(tian)然氣在操作條件(jian)下和在标準參比(bi)條件下密度與其(qí)溫度、壓力的關系(xì)，并引人與幹空氣(qi)的相對性推導計(ji)算實用公式。天然(rán)氣在标準參比條(tiao)件下的體積流量(liàng)計算實用公式:
 
　　式(shì)中:qvm爲天然氣在标(biāo)準參比條件下的(de)體積流量;Avn爲體積(ji)流量計量系數(其(qi)值視計量單位而(er)定,秒體積💃🏻流量(m³/s)計(ji)量💚系數爲3.179×10-6);E爲漸近(jìn)速度系數;FG爲相對(dui)密度系數;FZ爲超壓(yā)縮系數;Fr爲流♋動溫(wēn)度系數;P1爲孔闆上(shang)遊側取壓孔氣流(liú)絕對靜壓。
　　由上述(shu)公式可以看出,氣(qì)體的體積流量qvn與(yu)孔闆開孔直徑d、上(shang)下遊取壓孔位置(zhi)上所取得的靜壓(yā)力差△p有着密切的(de)關系。
2.1流量計安裝(zhuang)不合理
　　孔闆流量(liàng)計的安裝應符合(he)相應的安裝規範(fàn)。根據🔆GB/T21446--2008《用标準孔闆(pan)流量計測量天然(ran)氣流量》,節流裝置(zhì)應安裝在2段🔴具有(yǒu)等直徑的圓形橫(heng)截面的直管段之(zhī)間,毗鄰孔闆的上(shang)、下遊直管段🆚應符(fú)合一定的技術要(yào)求。一般情況下,海(hai)上油田孔闆安裝(zhuāng)要求爲:毗鄰孔闆(pan)的上遊直管段長(zhǎng)度應爲10D(D爲測量🙇🏻管(guǎn)内徑),下遊直管段(duàn)長度應爲5D。在實際(jì)安裝的過程中基(jī)本可以滿足要求(qiú),但往往--些細節問(wen)題會被忽視，也會(hui)造成安裝誤差，如(ru):直管段⚽内璧粗糙(cāo)度不符🛀合要求,引(yin)起誤差;施工⛹🏻‍♀️人員(yuan)領料、用料不符合(hé)規範,實際安裝管(guǎn)道與設計要求不(bu)符等。
2.2取壓與氣流(liú)異常
　　從地層中開(kāi)采出的原油進人(rén)油井計量分離器(qi)進行油氣水三相(xiang)分離,這一過程中(zhong)，當出現天然氣氣(qì)液分離效果不好(hǎo)或分離器内部結(jie)構件(波紋闆、捕霧(wù)器)故障破損時,也(yě)會産生不利的影(ying)❤️響因素。如:①會使導(dǎo)壓管路、測量腔室(shi)在長時間使用中(zhong)産生積水、積油現(xiàn)象,嚴重的情況下(xia)原油中的油泥及(ji)顆粒也🈲會進入導(dǎo)壓管,發生堵塞,從(cóng)而影響計取壓的(de)正确😘性,造成計量(liàng)誤差(圖2);②在冬季,環(huán)境氣👨‍❤️‍👨溫較低時,有(yǒu)可能會使積液産(chǎn)生凍堵,此時流量(liàng)計也不能真實地(di)反映出孔闆的前(qián)後壓差,造成計量(liàng)數據不正🌈确;③儀表(biao)變送器經過長期(qi)使用,會發生相應(yīng)的零點漂移⛷️，造成(chéng)測量數據偏差。
 
　　依(yī)據GB/T21446--2008《用标準孔闆流(liu)量計測量天然氣(qi)流量》,氣流通過孔(kong)闆的流動應保持(chi)亞音速，是穩定或(huo)僅随時間緩慢變(biàn)化🌐的，應避免脈動(dòng)氣流。當不能滿足(zú)孔闆安裝直管段(duàn)的長度要求時,應(yīng)安❗裝阻流件及流(liu)動調整器,以保證(zhèng)氣流的穩定。
2.3測量(liàng)範圍選擇不合理(li)
　　在正常生産中，由(you)于油藏屬性、地層(ceng)能量、開采方式㊙️等(deng)的不同,每口油井(jing)的生産狀态與産(chan)量也會不同。單--開(kai)口尺寸的孔闆流(liú)量計的計量範圍(wéi)是固定的,一般情(qing)況下常用孔闆💜的(de)量程比爲1:3。實際操(cao)作中,應🈲根據油井(jing)💰的開發生産方案(an)中❌的預測産氣量(liang)或已⭐知産氣量選(xuǎn)擇與之相适🈲應的(de)孔闆進😘行油井的(de)計量。
2.4人員操作及(ji)維護不當
　　對高産(chan)井與低産井的計(jì)量,由于其産氣量(liang)的範圍會超出測(ce)♋量範圍,不可避免(miǎn)的工作就是更換(huan)不同孔徑的孔闆(pan),以确保🌈計量的正(zhèng)确性。人員的一些(xiē)操作失誤💋會直接(jiē)導緻計量數據🔞不(bu)正确。對于該項操(cāo)作有着相應的嚴(yan)格要求:①孔闆喇叭(ba)口的🥰朝向應爲管(guan)線下遊方向;②安裝(zhuang)拆卸孔闆不能使(shi)📞用蠻力或尖🌈銳工(gong)具,避免孔闆變形(xíng)和工作面劃傷;③安(ān)裝密封圈應檢查(cha)有無破損情況;④更(gèng)🌏換下來的孔闆應(yīng)妥善保存，防生鏽(xiù)、防擠壓,運送途中(zhong)避免磕碰。
　　如果單(dan)一孔闆能夠滿足(zu)計量範圍的要求(qiu),則更應該注意定(ding)🏃🏻‍♂️期的檢查與維保(bao)。孔闆長時間未更(gèng)換,受工藝介質沖(chong)刷、腐蝕🤟、雜質堆積(ji)等因素的幹擾,其(qí)工作面易産生沖(chong)刷磨損、孔闆變形(xíng)、工作面結垢等。對(dui)此人員未能及時(shí)檢查發現,也🥵會造(zào)成計量數據的🌈偏(pian)差。
3提高計量精度(du)的措施
3.1優化流程(chéng)減少操作失誤
　　以(yǐ)某海上油田爲例(li),該油田共有油井(jing)數23口,其單井産🍉氣(qi)🤩量分布由低到高(gao)的範圍約爲(3x102)~(9x10*)m'/d。由于(yu)該油田油井産氣(qi)量範圍波動💋較大(dà),單一開口尺寸孔(kǒng)闆的滿刻度量程(chéng)無法滿足單井計(ji)量要求(表1),需要頻(pín)繁更換孔闆。人🔞員(yuán)技能水平的差異(yì)，将不可避免地帶(dai)來操作失誤的情(qíng)況,影響計量精度(dù)。爲此通過對計量(liàng)㊙️分離器生産流程(cheng)進行優化設計,擴(kuo)大孔闆流量計的(de)測量範圍以減少(shao)人員⛹🏻‍♀️直接接觸🐇所(suǒ)引起的操作失誤(wù)。
 
　　通過在原油井計(ji)量分離器氣相出(chū)口增加1路氣相🈲計(jì)量✏️管線和高級 一(yī)體化孔闆流量計(ji) ,實現不同氣量的(de)油井在不拆卸更(gèng)換孔闆的情況下(xià),利用切換流程使(shǐ)用相對應的測量(liang)範圍的孔闆進行(hang)計量。
　　此次改造後(hòu),将2台高級一體化(hua)孔闆流量計分别(bié)裝👉入🈲1.0658in(27.071mm)及2.531in(64.287mm)尺寸的孔(kong)闆,以實現大孔闆(pǎn)和小孔闆對該油(you)田全部油🍉井産🐇氣(qì)量測量範圍的全(quan)覆蓋,操作人員隻(zhi)需開關閥門💁，即可(ke)完成大小孔闆的(de)流程切換,避免了(le)頻繁更換孔闆造(zào)成損壞。在減少人(rén)員工作量與工作(zuo)強度同時，有效提(tí)升了孔闆流㊙️量計(jì)的計量🆚精度(圖3、圖(tu)4)。
 
3.2定期檢查與維保(bǎo)
　　針對上述産生計(jì)量誤差的原因分(fèn)析中可以看出，通(tōng)過✍️對孔㊙️闆流量計(jì)的維護，可以消除(chu)大部分的影響因(yīn)素。例如:①定期對取(qǔ)壓管線以及流量(liang)計腔室的💋積液排(pai)放;②通過拆檢可以(yǐ)及時發現孔闆及(ji)測量腔室淤泥污(wū)垢并及時進行清(qīng)理🈲;③人冬季前相關(guān)管線、儀表附件等(deng)的保溫檢查;④儀表(biao)變送器定期檢查(chá)、排放、标定，消除零(ling)點漂移等因素造(zào)成的誤差。在管理(lǐ)制度上,應建立相(xiang)💁關的程序(周檢、月(yuè)檢、年檢),并及時更(geng)新,加強相關技能(néng)👌培訓,增強員工責(zé)任🍓心。
 
4結論
　　對于新(xīn)投産施工投用的(de)流量計,其測量誤(wu)差産生的原因多(duo)是安裝不規範或(huo)錯誤安裝所緻。對(duì)于已💁長時間投用(yong)的流量✏️計,測量誤(wù)差産生的原因多(duō)是維護不㊙️及時.操(cao)作失誤或工藝👈方(fang)面的💯原因所緻。綜(zong)上所述，通過相關(guan)的分析找出流量(liang)計測量誤差産生(shēng)的原因并采取改(gǎi)善措施,才能保障(zhang)生産正常運💛行。

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