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浅析刮板流量计在高含水含砂原油计量中的应用


文章日期:2017-06-18|阅读数:


随着我国石油的不断开采,目前我国国内油田的开采已经进入到了开采后期,原油中含水量高和含砂量高的现象逐渐被凸显了出来。例如,胜利油田的某采油厂,开采的原油中含水量已经达到百分之六十到九十之间,以往使用的流量计,因为其介质的逐渐改变,出现了在实际使用过程中流量计使用故障。例如,堵塞、轴承磨损流、量计卡住不工作等故障。这种问题的实际出现就致使原油生产的计量工作不能正常进行。所以在实际的原油生产中,选择合适的流量计变得直观中要。

现阶段油田的含水量和含砂量随着油田开采而增加,这样的情况就会造成流量计使用过程中故障的出现。所以选择合适的流量计对开采的原油进行计量就变的非常重要。文章通过分析现阶段计量仪表在原油开采过程中的实际应用情况,选取合适的类型在进行细致的分析。

一、各种类型的原油计量仪在实际应用中的现状

现阶段,原油计量中通常会用到五种计量仪器。如,排量,腰轮、涡轮、弹性刮板、金属刮板流量计等。其中腰轮流量计,在原油开采后的转油站的使用相对较多,而在矿场的实际计量中,则是腰轮流量计、刮板流量计以及涡轮流量计使用的相对较多,具体选择什么样的流量计,还要看其介质条件进行决定。

1.排量流量计和腰轮流量计。

二者都具有容积式流量计的特点,相对的质量性能好、计量的准确程度高。

腰轮流量在含水量较低的原油开采计量过程中,曾经被国内大范围的使用在原油开采的计量中,但是随着原油量的减少,含水量的升高,致使腰轮流量计的缺点被凸显了出来。究其根本原因是因为,腰轮流量计是靠所计量的流动体进行对自身的润滑,因为含水量低的原油是一种特别好的润滑剂。但是这种流量计在高含水高含砂的原油中,流量计在运行过程中,没有进行很好的润滑,进一步加大了流量计构件之间的磨损程度。因为我国目前已经处在原油开采的后期原油中的含水量逐渐增高,砂化率越来越严重,致使了流量计磨损速度的逐渐加快,导致使用故障频频发生,从而增加了流量计的维护费用,直接影响了计量的准确度。

2.弹性刮板流量计。

这种流量计是在上个世界八十年代,由外国引进的计量技术。这种弹性刮板流量计具有三方面的优点。其一,因为刮板的材质是橡胶材料,与流量计的外部壳体之间没有空隙,并且具有很好的弹性密封特性,计量的介质中所含有的砂粒和污物就会被刮板刮走,不会进一步对流量计中的转子产生影响,防砂性能也是相当不错的。其二,其中所使用的橡胶刮板是通过模具铸造而成的,一旦出现问题可以进行更换。其三,橡胶材料在高含水的原油并不容易在刮板上结垢。虽然这种流量计具有很多优点,但是缺点也是不容忽视地。例如,在正常工作状态下产生的压力较大,而在一些相对产量较低的油田就会导致分离器排液不顺利,严重的可能会对原油的实际质量造成影响。

3.涡轮流量计。

因为涡轮流量计具有很好的耐磨性能、耐腐蚀性、良好的抗砂等众多优点。近些年来,部分油田开始引进涡轮流量计在原油的计量上,而相对国产的流量计则没有在这一领域上得到认可。

4.金属刮板流量计。

这种流量计可以长时间的测量在其管道内流经的液体流量,并且还具有计量精准度高、运行过程中平稳、产生的噪音量低、无脉动、液体流量大、使用年限长、能够很好的适用各种粘度的流动体,并且还能够在高含水量和高含砂量的原油中长时间正常运行,而避免发生因为结垢过多而产生的故障。

通过各类型流量计的对比,我们从中不难发现,金属刮板流量计能够更好的使用高含水高含砂区域原油的开采计量。

二、金属刮板流量计简介

1.工作原理。

金属材质的刮板流量计,也是容积式流量计所包含的众多流量计中的一种。流量计的计量室则是由壳体、内部的转子、金属板,三个组成部分所组成,而我们已经知道的容积空腔则作为实际的计量单位。其工作原理是通过刮板流量计内部被测原油从流量计的入口流入到流量计内部时,在其入口和出口之间的区域产生压差,然后由压差推动刮板和转子转动。转子每转一圈就会排出一定量的原油流体,***后通过计算转子的转动次数,进一步得到原油的瞬间流量和***终累计流量。并且这种流量计好带有脉冲发生器,然后通过计算机对其进行相应的处理,进一步实现各种装置进行自动控制。

2.组成结构。

金属刮板流量计是有五个部分组成的,这五个组成部分包括变送器、调整器、脉冲信号发生器、散热管道、流量计数器组成。根据不同的计量需求可以组成一下几种形式。(如图1所示)

3.技术指标。

流量计的精准度是:±0.5±0.2±0.1。流量的范围:通常情况下是其介质的粘度是在0.3-100mPs时每小时流过6-1000m3,一旦介质的粘度超过了100mPs的时候,***大流向就要乘以相应的系数。100-200mPs时所乘以的系数是0.9,200-400mPs时系数是0.8,而400mPs以上时系数是0.7。工程的直径范围是5-30cm,压力值是1.6-6.4MPa,其工作周围的温度应该小于或者等于80℃,直接的压力损失也应该改小于0.08MPa。其特性曲线(见图2所示)

曲线1.jpg

4.技术特点

4.1防砂、防堵塞。

在实际的运行过程中,刮板想要进入到计量腔内部以前,就要通过刮砂装置,使用离心力去除刮板前段的砂结垢,确保在计量工作正常进行中不会出现因为夹砂而堵塞流量计的现象,进一步提升计量的可靠程度。因为在流量计的壳体内部装置了皮托管,能够有效的使用旋转时惯性力形成迎背面之间的压力差,从而把在客体内部沉积的砂吸出计量的腔体,从而实现自身清洗的目的从而提升流量计的可靠运行。

4.2稳定性好。

金属刮板流量计量腔使用的不锈钢并且是全封闭的滚动轴承,这种轴承不需要使用原油介质进行润滑,相对转动的阻力就会减小,能够让流量计在精度水平高、噪音量低、高含水、高含砂量的状态下,持续稳定的运行。并且这种流量计内的计量腔体是一个非常规则、完整的环形体积,能够保证在计量过程中保持稳定状态,确保工作运行时输出的流量稳定,被测介质不会因为通过流量计而受到影响,保证输出后呈现流线型的流态。

流量计的铝合金刮板通过有效的处理手段,使其具有的氧化膜的厚度可以达到60-250微米,其维氏硬度也可达到400-1500。因为其质地密实、紧密,硬度性能好也增强了流量计的抗腐蚀性,从而增加了流量计的使用年限。

4.3优点。

通过大量的实验数据和实际应用情况证明,金属刮板流量计具有以下多个方面的优点。

首先,其结构具有一定的先进性,并且结构设计的合理科学进一步加强了防砂的性能,尤其是在高含水、高含砂的原油计量中,优质的表现就被凸显了出来。其次,在计量运行过程中,运行状态保持平稳、产生的噪音小、运行可靠度高,有效的降低了因为故障维修所产生的经济支出。再次,金属流量计计量的精准度高、产生的误差小,具有非常良好的稳定性能,所以是目前阶段比较适合高含水、高含砂量的原油计量的流量计。

三、结语

总而言之,金属刮板流量计以其独特的设计、优越的性能、良好的使用情况,可以使用的范围非常大等诸多优点,使其在高含水、高含砂的原油计量中被凸显出来,有效的解决了其他流量计可能会出现的故障,大大的减少了因为故障而产生的维修费用,也使计量工作的效率有效的提升,对我国处在油田开发后期的计量使用有一定的推广价值。



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