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双螺旋容积式流量计在原油计量中的应用分析与


文章日期:2018-05-26|阅读数:


摘要:针对大庆油田高含水和含聚原油流量计故障率高的问题,在分析原油计量应用现状的基础上,提出使用一种稳定性较好的新型容积式流量计,即双螺旋容积式流量计。通过现场应用,对此流量计的现场检定数据、使用性能等方面进行了全面的分析和研究,以确保油田仪表系统的准确、平稳运行,降低企业维护成本。

  大庆油田高含水驱、注聚合物驱、三元复合驱的采油现状,导致含沙及含聚等杂质逐年增多,造成转油站目前所使用的腰轮流量计、金属刮板流量计磨损严重、转子卡堵、使用寿命逐年缩短等情况越来越突出。因此,如何提高原油计量准确度,同时降低原油流量计故障率,减少维修、维护费用,从而降低原油生产成本,显得格外重要。

1、现状:

目前,金属刮板流量计和腰轮流量计使用较多,频繁出现故障,通过对这两种流量计的使用状况进行分析,存在高故障率的原因:近年来,各采油区域含水率不断升高,原油携带泥沙、泥浆量增加,使腰轮流量计轴和轴套偏心,轴套碎裂;采出液含有聚合物、三元化合物等容易使铸铁和普通合金钢体产生腐蚀和结垢的现象,造成这两种类型原油流量计磨损情况严重,转子间、刮板间的间隙相对增大,漏失量增多,致使原油流量计误差超差情况较多,影响原油计量。

2、节能双螺旋容积式流量计:

2.1、工作原理:

双螺旋流量计的核心部件是1对螺旋转子,螺旋转子的截面似斜腰子状,2个螺旋转子大小相同,曲线形状相同,旋转方向相反,分别为左螺旋转子、右螺旋转子。螺旋转子被固定在转子轴上,当液体从正方向流经转子时带动转子转动,转子与测量室壳体将流入的被测液体分割成已知体积的“液块”并排出,由于计量腔的容积是一个固定值,所以,被测液体的流量与螺旋转子的转数成正比,转子的转数通过安装在其中一个转轴上的正齿轮转动切割磁电式传感器的磁力线,从而产生正弦脉冲信号,信号被智能流量转换器采集并处理,即通过与转子轴联接的变速机构,出轴密封机构和精修度修整器,将旋转的次数减速后传递到计数器,积算体积流量。当流量计的积算误差超过规定时,可以借助精度修正器直接调整[1] 。双螺旋容积式流量计的理论流量计算公式如下:

qf=n V(1)

式中:qf——工况下的体积流量,m3/h;

n——旋转体的转速,r/s;

V——旋转体每转一周所排流体的体积,m3/r。

2.2、双螺旋流量计结构:

双螺旋容积式流量计主要由壳体、双螺旋转子、驱动齿轮、齿轮箱、出轴密封机构、精度修正器、计数器等组成(图1)。

图1 节能双螺旋容积式流量计结构

 

3、流量计应用情况:

腰轮流量计、刮板流量计、双螺旋流量计材质及技术特性见表1。

表1 流量计材质及技术特性

3.1、使用情况:

针对厂腰轮流量计和刮板流量计故障率高的情况,在南三一联合站安装使用双螺旋容积式流量计1台,在相同工况条件下,与原有的刮板、腰轮流量计对比(3种流量计精度等级都为0.2级),利用厂体积管在线检定,3种流量计的检定数据见表2。

表2 3种流量计检定数据

经过厂体积管现场在线检定,在相同工况条件下,对比3种流量计的检定参数,双螺旋流量计的基本误差***小,重复性***好。并且该双螺旋流量计自2013年9月22日安装使用1年(2个检定周期)无维修,而其他2种流量计各维修校正1次。

3.2、维修情况:

双螺旋流量计投入联合站使用1年时间里无维修,厂现有金属刮板和腰轮流量计180多台,由于现采出液(高含沙、含水、含聚合物)造成每年这2种流量计大修至少22次,1台流量计维修成本在9000元左右,每年维修费用大约20万元,增加了油田生产成本。而双螺旋容积式流量计的结构材质在3种流量计中是***好的,有效减少大修次数,无形中节约油田生产成本。

4、结束语:

1)双螺旋容积式流量计的材质为不锈钢材质,耐腐蚀性极强,具有防沙功能,允许被测液体含有少量微细固体颗粒。

2)双螺旋容积式流量计螺旋转子的独特设计,使流量计流量范围比刮板和腰轮流量计的流量范围提高约30%,并且误差***小,重复性***好。

3)由于在每个流量计上只用1对(2个)转子,与刮板、腰轮流量计相比,体积和重量约减少了60%~70%,同时流量计的底座设计有4个万向轮,搬运、拆卸、安装非常方便。

4)双螺旋容积式流量计应用在转油站计量上,当液体流过计量腔时,1对螺旋转子作等速旋转,保证排量均衡无脉动,震动及噪声很低;结构简单、精巧,便于维护,直接啮合式的螺旋转子接触部分无滑动,减少齿轮间的机械磨损,采用不锈钢材质,使用寿命长。



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