旋进旋涡流量计量表计量稠油

1前言

国内原油计量仪表广泛采用的膜轮、罗茨流量计是有转动部件流量计，这些流量计对高粘原油进行在线计公存在许多问题。由于稠油出砂严重，有转动部件流量计容易卡死，相应的维护工作量大，运行成本较高。虽然超声波流量计无转动部件，由于测量范圈有限，只能测量纯介质、易导电的污水或清水，对导电性差的枯稠原油无法计量，因而不适用于稠油计量.稠油计量引入的质量流量计虽然计量精度较高，但由于稠油为注蒸汽开采，进入计量装置的液体含汽量大，时常影响稠油计量，而且该仪表价钱较昂贵.针对这些问题，重油公司在前几年分线分队计量的墓础上.同西安中航流量技术研究所共同试验研制了旋进旋涡流量计。旋进旋涡流量计无转动部件，是一种差压式流量计量仪表，二次仪表采用了单片机技术，降低了分队分线计量成本，而且流量计结构简单、维护方便、计量差较小，能够满足稠油计量要求。2006年在92#站试验2台，2008年在新建六区稠油处理站推广应用5台，取得了较好的效果.

2稠油计量条件

（1）稠油计量特点

六~九区稠油粘度2000~100000mPa. s（20℃）不等，原油密度为0.92-0.98g/cm'，平均含水为87%,油田注热汽出砂严重，造成稠油携砂，携

带杂质进入集物处理系统。

（2）稠油计量状况

稠油开采工艺采用二级布站方式，油井产出液先进计量站60m'罐，再由计量站箱油泵抢送到原油处理站，这样势必造成原油处理站来液不均匀。在稠油处理站设计时，计量仪表的选型仍然依照稀油设计标准，选用的流量计为容积式流量计.此流量计主要是利用介质流动时产生的能量来带动流量计计数.流量计的轴承润滑方式为自润滑方式，很容易造成流量计被稠油携带杂质卡死或轴承偏磨，造成流量计停转。

稠油油藏的性质（油藏胶结情况差，出砂严重）及油品性质（粘度大、环烷成份多）决定了稠油的计量不能应用常规有转动计量仪表进行计量，如萝茨、腰轮等流量计。

注汽强度高又会造成油井出砂严重，况且稠油的携砂能力又强，将砂子从井口带到地面，经过单井管线→60m'罐→泵→集油干线→进入原油处理站，此时砂子为细粉砂同稠油裹抉在一起，易造成砂卡。为了防止砂卡，选择目数较密的过滤网装在流量计前的过滤器中清除砂子，但是由于旅网选择太细，连稠油也过不去了，造成管线弊压.影响生产正常进行。为此，重油公司先后采用了离心式流量计及质量流量计进行原油计量，但由于离心式流盈计未解决好导压管的砂堵问题，未被采用。

质量流量计能够解决稠油的分线计量问题，但由于稠油枯度大，为了改善采油效果，有时采油队在采油管线内拌少量的蒸汽，这部分蒸汽到了原油处理站对质量流量计影响较大，若蒸汽量短时间内超过1o%，将使质量计无法正常计量。因此有稠油计量仪表的选型需考虑稠油为开式流程生产、泵输原油.采油区来液不均、.波动大、同时枯度大、温度高、油井出砂严重、含水高的特点对仪表进行选型。

3旋进旋涡流量计的选用

智能旋进旋涡流量计，具有以下特点:

（1）具有宽量程计量功能。

（2） 旋进旋涡流量计，在流量测，过程中，能快速跟踪流体的工况变化，正确完成有关参数的检测和运算，自动倏正流量测量偏差，精确计量原油流量。

（3） 旋进旋涡流量计的工作型面为光滑弧型面，具有使小固体物质通过其喉径的能力，不易磨损、无转动部件、结构牢固、使用寿命长。

（4） 旋进旋涡流量计，在流体动力学方面的zui佳设计，使它的压力损失降至zui小。

（5） 旋进旋涡流量计，既适用于纯油流量的计量，也适用于油水混合物的流量计量。

（6）可测量显示瞬时流量，单月只计流量和总累计流量，还可测量显示流体的温度、比重和差压，是一种多功能的计量仪表。

4旋进旋涡流量计的组成及工作原理

旋进旋涡气体流量计，由型智能流量仪，GKWP原油专用型文丘里管流量传感器，1151DP差压变送器和信号替续器.BQ-T（或BWD-8A）型带保护套的温度变送器等组成，见图1.

旋进旋涡流量计是一种差压式流量计。当充满管道的流体从前直管段流经文丘里管流量管时，在文丘里管的收敛段，流束将逐渐收缩，从而使流速增大，静压力降低。于是，在文丘里流量管入口处和喉部之间便产生压力降，即差压△P=PA1-PA2，流量愈大，差压就越大.这个压力差值的数值与流体的运动速度及密度有关，呈一定的函数关系，加上温度补偿，测出差压的大小即可知道流体的流量值.即在流体测量过程中，信号替续器将原油隔离，并将文丘里流量计传感器检侧到的原油差压信号传输到差压变送器。差压变送器感测文丘里流量传感器送来的差压信号△P；温度变送器感侧文丘里管前方的温度T,:压力按给定值计算，上述各参数经变送器转换为直流信号（（4~2OmA,DC），并传输到智能流量仪。智能流量仪不断地巡回采集这些参数，精确计算各相关参数和流值，并将运算结果送到仪表面板上的显示窗中显示出来。

即:流体流过文丘里流量传感器的标准体积流量为:

5安装调试及技术性能指标

为保证旋进旋涡流量计的准确度和工作的可靠性，安装调试时应注意:

（1）前直管长度:一般L1>18D，后直管长度:L2=（4~8）D。

（2）前直管上的取压孔（Ф9）应从文丘里上游端面量起1D处钻制，要求管内壁面处应无卷边和毛刺，焊接前直管上的取压管嘴时，保证管内璧面处平滑无焊凸。在安装GKWP型文丘里流量传感器时，不要让焊渣、垫片落入前直管内。注意清除流量传感器前直管段内的杂物，以防撞击损伤文丘里喷嘴的内型面.影响测量精度.

（3）如果原油中含有较多砂粒，应在前直管的上游加装分离器。且在前直管的末端加装排污口。

（4）要求取压信号管应无外漏.

（5）校对变送器的物入量与输出量的变换关系。

（6）校对智能流量仪。

（7）检查测量系统各部分的连线及接地是否正确.确认无误，方可投入试运行。开始运行后.观察流量计的功能是否正常.

旋进旋涡流量计的主要技术指标:

（1）工作压力:PG=O~2MPa;

（2）工作温度:Τ1:一20~100℃；

（3）原油文丘里流量传感器的口径:D=150mm;

（4）喉径d=75mm;

（5）计量精度等级<±2.5%;

（6）智能流量计具有掉电保持功能，停电时可将月票计DQ和总票积流量Q的数值保存下来，

（7）智能流量仪.可选配RS232（或RS485）输出接口，便于和计算机测控系统联网使用。

6影响计量精度的因素及采取措施

6.1影响因素

（1）安装不符合要求;

（2）引压系统出现故障，不能将信号准确传送到差压变送器，

（3）流量传感器的管径与前直管段的管径不一致.

（4）流体密度、流量变化较大及变送器量程迁移等;

（5）现场标定误差等因素。

6.2采取措施

（1）严格按流量计安装要求安装流量计，同时严格施工质量，定时排污，防止导压管系统出现故障。

（2）根据实大小，正确选用适合管径的流量计.使流量计工作在zui佳测量范围内。

（3）为消除现场标定误差，应测量多组数据求算术平均值，使流量修正系数更符合实际，减少标定教据误差对测量结果的影响。