智能流量计量表在高压凝析油（气）井的应用

随着塔河油田的开发建设，油田逐步从外延发展向内涵挖潜转移，通过节能降耗、提高效益来增加竞争力。为此塔河油田评价二区进行了原油管网节能技术改造，在T759、T759-1、KZ3、S108-1四口高压凝析油（气）井附近试点建造一座高压凝析油（气）井阀组计量站，集中计量输送该四口井的高压凝析油（气），高压天然气计量的准确与否对此阀组站节能降耗工作的开展至关重要。

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。

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。

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。

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。

表1 T759阀组站单井参数变化表

表2 T759井不同温度下参数变化表

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。