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    智能流量計在油田生產中的應用
    發布時間:2021-7-27 08:23:01

    摘要:文章通過對智能流量計結構、工作原理的分析,并與機械式流量計進行了一系列對比試驗,得出了智能流量計不論計量精度,還是適應性均優于機械式流量計的結論。在中原橋口油田的大范圍推廣使用智能流量計獲得了成功,并積累了一套智能流量計的選型、安裝、使用經驗與方法,為油田注水計量儀表的更新換代找到了可行之路。
      注水開發是油田開采中后期的主要開采方式,而注水量計量與控制的準確與否,直接關系到注水開發的效果。長期以來,中原油田注水計量絕大部分使用的是機械傳動直讀式流量計,由于該種流量計的適應性較差、精度和操作者水平較低等諸多原因,造成流量計易損壞、維修停產時間長、計量不準確等問題,注水量隱性超注、欠注現象時有發生,給中原油田這種小型復雜斷塊油田的精細注水開發帶來諸多不利的影響,大量超注造成油井發生水串、水淹,破壞了地層油水系統的平衡,增加了采出油的含水量,降低了原油采收率,減少了水驅動用儲量,縮短了穩產期,而且,超注、高含水原油的去水處理、卡堵水作業和注采系統的調整都導致了采油成本的大幅度提高;隱性欠注,使該見效的油井未見效,降低了原油采出率。如何連續、可靠、準確計量注水量,及時掌握注水動態成為困擾注水管理工作者的一大難題。
    1計量儀表的選型
      為了較好地解決以上問題,從1989年開始,我們引進了智能流量積算儀,在采油一廠進行了試點,部分解決了計量問題引起了一定的促進作用,1991年又在采油六廠部分注水井站推廣應用了同系列的產品(見表1)。
     
      但由于當時產品技術水平的限制及其它原因,后5又改用高壓干式水表計量,走了一段回頭路.。
      1998年,我們選中了LXQ-C系列智能流量計,該系列流量計采用全新的設計理念,其一次儀表基本上無磨損部件,減小了出現故障和造成損壞的概率,二次儀表參數可分段現場設置,理論上提高了計量精度,其性能基本滿足了中源油田精細注水開發的要求,并能適應未來發展的需要。
    2智能流量計的結構與工作原理
    2.1結構
      智能流量計由智能流量積算儀和旋轉流量變送器兩大部件組成。智能流量積算儀由傳感器探頭、液晶顯示器等主要部件組成,旋球流量變送器由殼體和表芯組成。
    2.2工作原理
    (1)旋球流量變送器工作原理
      流體通過起旋器產生穩定旋渦,帶動不銹鋼空心小球沿固定的旋轉半徑作圓周運動,小球轉數與流量成正比,使用特制的傳感器探頭測量該小球沿圓周運動的旋轉圈數,來間接測量液體的流量。
    (2)智能流量積算儀工作原理
      傳感器探頭測得信號N經過前置放大器放大、濾波、整形后變成脈沖信號最后送往智能流量積算儀中的微處理器進行運算處理,微處理器按照預置程序工作,即微處理器根據單位時間內的脈沖信號數量,先計算輸入信號的頻率,再由信號頻率f決定儀表系數K,頻率f(Hz)與儀表系數K(脈沖數/m)按以下計算:
     
      當頻率在0與ƒ之間時,儀表系數按K計算。當頻率在ƒ1與f:之間時,儀表系數K按Kr計算以此類推,.當頻率大于ƒ8時,按K:計算。然后,”微處理器再根據計算公式:流體體積V=N/K計算并顯示出相應的累計與瞬時流量。
    式中N為脈沖數;K為系數,脈沖數/m3。
    3現場應用
    3.1安裝工藝技術要點
    (1)水質惡劣、雜質較大時,表前應裝配ZG型過濾器。
    (2)為了保證流量計計量準確,流量計前不得有節流裝置。
    (3)新投用的管道由于在施工中內部殘留有泥沙、焊渣等雜物,使用前須先取出表芯,沖洗管道干凈后再裝上表芯,以免雜物損壞流量計內部零件。
    (4)待殼體與管道安裝完畢,再裝上智能流量積算儀,可避免因管道安裝時敲擊劇烈震動,而降低儀表靈敏度。
    3.2現場實驗情沉
      1998年7月,在采油六廠橋口油田3#、11#采油站配水間各安裝了一套測試流程,對LXQ-C智能流量計的精確度、適應性、抗震性等主要技術性能指標進行了測試,試驗期為一年。測試情況如下。
    (1)精確度
    ①對比實驗
    a測試流程:注水泵站→注水管網→配水匯管→上流閥門→高壓干式水表→渦輪流量計→智能流量計→流量調節閥→標準容器(14m3)。
    b測試情況:試驗所用計量儀表都為同精度等級的新表,被測儀表處于同一條測試流程的同一壓力環境下工作,流速大小用下流的流量調節閥平穩控制。
    c測試數據:
     
    d結論:通過測試比較,智能流量計的計量精度高于其它計量儀表。
    ②流量.誤差關系
    a測試流程:注水泵站→注水管網-配水匯管→上流閥門→智能流量計→流量調節閥→標準容器(14m)。
    b測試數據:
     
    c結論:選用智能流量計時,不能單純以管道直徑來確定流量計口徑,要注意流量計的流量范圍是否符合實際使用要求,并以經常使用在接近常用流量到分界流量之間為宜。此時,流量計計量的精確度最高。
    (2)適應性
    ①流體介質:注水介質由清水改為污水后,運行正常,拆開流量計觀察,內部結構部件腐蝕程度很低。
    ②抗震性:為了測試儀表的抗震性能,我們把智能流量計安裝在距注水泵站約20m的配水間,在該配水間有明顯來自泵站的震動感(約4~5級),在此環境中,智能流量計工作正常,連續運行一年后,將該表拆下送檢,校驗結果證明誤差在允許范圍之內。
    ③耐高壓:儀表長時間在流體介質壓力達24.5~38MPa的環境中運行,未出現任何事故,各部件的動靜密封點滲漏率也很低。
    ④表芯更換:清洗、誤差調整、鑒定流量計時須要拆卸表芯,更換表芯操作的難易,關系到注水井停注時間的長短。長期的實踐證明,該型流量計更換表芯操作簡單、。速度快
    ⑤可靠性:連續使用一年多,故障率很小,未出現整機損壞現象,可靠性高,使用壽命長。
      推廣應用實踐表明,該智能流量計是油田注水計量較為理想的新型流量儀表,是機械式水表的更新換代產品。

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