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智能流量计在高压凝析油(气)井的应用

发布时间:2014-09-16  浏览:1067次  字号:  

    1 旋进旋涡流量计的结构

    1.1 结构特点

    对于气体的计量,由于其密度受温度、压力的影响较大,为了能准确计量气体介质的体积流量,必须同时跟踪检测介质的温度和压力,并将不同工况下的气体流量转换成标准状态下(P=101.325KPA,T=293.15K)的体积流量。随着科技发展,旋进旋涡流量计已由非智能型发展到智能型,功能进一步完善,稳定性也进一步加强。下面简单介绍一下CUYD系列智能旋进旋涡气体流量计的结构特点。

    1.2 流量计的结构

    CUYD型旋进旋涡流量计主要由以下四大部件(见图2-2)组成:①旋进旋涡流量传感器D,又由旋涡发生体D1、壳体D2、旋涡检测组体D3、除旋整流器D4组成;②流量积算仪B,又由外壳B1、温度接口B2、压力接口B3、显示窗口B4、输出接口B5组成;③温度传感器组件C;④压力传感器组件A。

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    1.3 主要特点

    集温度、压力、流量传感器和智能流量积算仪于一体,可检测工作介质的温度、压力和流量,并进行自动补偿和压缩因子自动修正,可直接检测气体的标准体积流量或饱和蒸气的质量流量;无机械可动件,不易腐蚀、可靠度及稳定性好,长期工作无须维护。温度、压力以及流量等参数可显示于LCD屏上,又可用4—20mA标准模拟信号输出与自动化系统接口;机内可凭内置电池工作,又可由外接电源供电运行;具有防爆功能,可用于有爆炸性危险的场所。

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    2 旋进旋涡流量计工作原理

    2.1 流量传感器工作原理

    旋进旋涡流量计属于速度式测量仪表。它通过测量与流量成正比的频率信号,来测量流体的体积流量。进入流量计的流体,通过旋涡发生器产生旋涡流,旋涡流在文丘利管中旋进,至达收缩段突然节流使旋涡流加速。

    2.2 流量积算仪工作原理

    CUYD型流量计主要用于气体的测量,积算仪中微处理器按照气态方程进行温压补偿。

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

    式中:Vn—标准状态下的体积量,Nm3

    Vg—未经修正的体积量,Nm3

    Zn—标准状态下的压缩系数;

    Zg—工作状态下的压缩系数;

    Pn—标准大气压,101.325KPA;

    Pg—流量计压力检测点处的表压,KPA;

    Pa—当地大气压,KPA;

    Tn—标准状态下的绝对温度,293.15K;

    Tg—被测介质的绝对温度,(273.15+t)K;

    t—被测介质的摄氏温度,℃。

    根据以上原理公式得知:Vg、Zn、Zg、Pn、Pg、Pa、Tn、Tg各参数恒定不变时,Vn(标准状态下的体积量)会随着t(被测介质的摄氏温度)高低而变化[1][2]。

    3 气体计量的误差损失

    以T759阀组站进站T759、T759-1、KZ3三口高压凝析油(气)井为例,采用法兰取压的孔板流量计,计算日产气量如图3。

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    以T759井为例计算旋涡流量计的温度变化影响气体计量误差情况,与采用法兰取压的孔板流量计计量日产数据(12.6km3/d)进行对比,将计量误差控制在单位要求±3%以内。根据公式如下:Vn=Zn/Zg×(Pg+Pa)/Pn×Tn/Tg×Vg,设定:Vg、Zn、Zg、Pn、Pg、Pa、Tn、Tg各参恒定不变时,在被测介质不同摄氏温度下,Vn(标准状态下的体积量,Nm3)数据如图4、表1和表2。

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表1 T759阀组站单井参数变化表

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表2 T759井不同温度下参数变化表

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    4 结论

    通过多井次不同温度的条件进行分析后得出以下结果:

    (1)计量被测介质的摄氏温度低于4℃以后易产生水化合物,使管线出现冻堵现象从而影响计量数据的准确率;

    (2)计量被测介质的摄氏温度高于30℃以后,逐渐接近凝析油的沸点易使凝析油气化,并影响正常的安全生产;

    (3)计量被测介质的摄氏温度在大于15℃小于27℃时,符合生产有求;

    (4)在塔河油田高压凝析油(气)井输送过程,输送介质温度会影响计量的误差。

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