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智能流量计在油田生产中的应用
发布时间:2021-7-27 08:23:01

摘要:文章通过对智能流量计结构、工作原理的分析,并与机械式流量计进行了一系列对比试验,得出了智能流量计不论计量精度,还是适应性均优于机械式流量计的结论。在中原桥口油田的大范围推广使用智能流量计获得了成功,并积累了一套智能流量计的选型、安装、使用经验与方法,为油田注水计量仪表的更新换代找到了可行之路。
  注水开发是油田开采中后期的主要开采方式,而注水量计量与控制的正确与否,直接关系到注水开发的效果。长期以来,中原油田注水计量绝大部分使用的是机械传动直读式流量计,由于该种流量计的适应性较差、精度和操作者水平较低等诸多原因,造成流量计易损坏、维修停产时间长、计量不正确等问题,注水量隐性超注、欠注现象时有发生,给中原油田这种小型复杂断块油田的精细注水开发带来诸多不利的影响,大量超注造成油井发生水串、水淹,破坏了地层油水系统的平衡,增加了采出油的含水量,降低了原油采收率,减少了水驱动用储量,缩短了稳产期,而且,超注、高含水原油的去水处理、卡堵水作业和注采系统的调整都导致了采油成本的大幅度提高;隐性欠注,使该见效的油井未见效,降低了原油采出率。如何连续、可靠、正确计量注水量,及时掌握注水动态成为困扰注水管理工作者的一大难题。
1计量仪表的选型
  为了较好地解决以上问题,从1989年开始,我们引进了智能流量积算仪,在采油一厂进行了试点,部分解决了计量问题引起了一定的促进作用,1991年又在采油六厂部分注水井站推广应用了同系列的产品(见表1)。
 
  但由于当时产品技术水平的限制及其它原因,后5又改用高压干式水表计量,走了一段回头路.。
  1998年,我们选中了LXQ-C系列智能流量计,该系列流量计采用全新的设计理念,其一次仪表基本上无磨损部件,减小了出现故障和造成损坏的概率,二次仪表参数可分段现场设置,理论上提高了计量精度,其性能基本满足了中源油田精细注水开发的要求,并能适应未来发展的需要。
2智能流量计的结构与工作原理
2.1结构
  智能流量计由智能流量积算仪和旋转流量变送器两大部件组成。智能流量积算仪由传感器探头、液晶显示器等主要部件组成,旋球流量变送器由壳体和表芯组成。
2.2工作原理
(1)旋球流量变送器工作原理
  流体通过起旋器产生稳定旋涡,带动不锈钢空心小球沿固定的旋转半径作圆周运动,小球转数与流量成正比,使用特制的传感器探头测量该小球沿圓周运动的旋转圈数,来间接测量液体的流量。
(2)智能流量积算仪工作原理
  传感器探头测得信号N经过前置放大器放大、滤波、整形后变成脉冲信号最后送往智能流量积算仪中的微处理器进行运算处理,微处理器按照预置程序工作,即微处理器根据单位时间内的脉冲信号数量,先计算输入信号的频率,再由信号频率f决定仪表系数K,频率f(Hz)与仪表系数K(脉冲数/m)按以下计算:
 
  当频率在0与ƒ之间时,仪表系数按K计算。当频率在ƒ1与f:之间时,仪表系数K按Kr计算以此类推,.当频率大于ƒ8时,按K:计算。然后,”微处理器再根据计算公式:流体体积V=N/K计算并显示出相应的累计与瞬时流量。
式中N为脉冲数;K为系数,脉冲数/m3。
3现场应用
3.1安装工艺技术要点
(1)水质恶劣、杂质较大时,表前应装配ZG型过滤器。
(2)为了保证流量计计量正确,流量计前不得有节流装置。
(3)新投用的管道由于在施工中内部残留有泥沙、焊渣等杂物,使用前须先取出表芯,冲洗管道干净后再装上表芯,以免杂物损坏流量计内部零件。
(4)待壳体与管道安装完毕,再装上智能流量积算仪,可避免因管道安装时敲击剧烈震动,而降低仪表灵敏度。
3.2现场实验情沉
  1998年7月,在采油六厂桥口油田3#、11#采油站配水间各安装了一套测试流程,对LXQ-C智能流量计的精度、适应性、抗震性等主要技术性能指标进行了测试,试验期为一年。测试情况如下。
(1)精度
①对比实验
a测试流程:注水泵站→注水管网→配水汇管→上流阀门→高压干式水表→涡轮流量计→智能流量计→流量调节阀→标准容器(14m3)。
b测试情况:试验所用计量仪表都为同精度等级的新表,被测仪表处于同一条测试流程的同一压力环境下工作,流速大小用下流的流量调节阀平稳控制。
c测试数据:
 
d结论:通过测试比较,智能流量计的计量精度高于其它计量仪表。
②流量.误差关系
a测试流程:注水泵站→注水管网-配水汇管→上流阀门→智能流量计→流量调节阀→标准容器(14m)。
b测试数据:
 
c结论:选用智能流量计时,不能单纯以管道直径来确定流量计口径,要注意流量计的流量范围是否符合实际使用要求,并以经常使用在接近常用流量到分界流量之间为宜。此时,流量计计量的精度高。
(2)适应性
①流体介质:注水介质由清水改为污水后,运行正常,拆开流量计观察,内部结构部件腐蚀程度很低。
②抗震性:为了测试仪表的抗震性能,我们把智能流量计安装在距注水泵站约20m的配水间,在该配水间有明显来自泵站的震动感(约4~5级),在此环境中,智能流量计工作正常,连续运行一年后,将该表拆下送检,校验结果证明误差在允许范围之内。
③耐高压:仪表长时间在流体介质压力达24.5~38MPa的环境中运行,未出现任何事故,各部件的动静密封点渗漏率也很低。
④表芯更换:清洗、误差调整、鉴定流量计时须要拆卸表芯,更换表芯操作的难易,关系到注水井停注时间的长短。长期的实践证明,该型流量计更换表芯操作简单、。速度快
⑤可靠性:连续使用一年多,故障率很小,未出现整机损坏现象,可靠性高,使用寿命长。
  推广应用实践表明,该智能流量计是油田注水计量较为理想的新型流量仪表,是机械式水表的更新换代产品。

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