幾種原油流量計的原理與應(yīng)用
發(fā)布時間：2023-03-12 21:56:51來源：hseauto.cn來源：..
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目前，油田開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入高含水期，原油開采難度越來越大，生產(chǎn)任務(wù)逐年緊張，針對原油計量的環(huán)節(jié)，如何進(jìn)一步強化原油計量工作，提高原油計量的準(zhǔn)確性，降低計量儀器儀表的誤差和維修次數(shù)，減少設(shè)備的維護(hù)成本，將成為我們最重要的攻關(guān)課題。原油計量的流量計的主要有早期的腰輪流量計、改進(jìn)的防沙腰輪流量計、最新的金屬刮板流量計等幾種類型，
1 腰輪流量計的原理與使用
腰輪流量計作為容積式流量計量中的典型，常用于計量管線中連續(xù)通過的液體流量。腰輪流量計具有廉價的制造成本、結(jié)構(gòu)原理設(shè)計簡單、安裝使用維修方便、使用壽命長等特點，廣泛用于油田開發(fā)初期低含水的原油產(chǎn)量計量。
腰輪流量計的工作原理是，當(dāng)被測原油流經(jīng)流量計的腔體，在負(fù)壓的作用下，腔體的進(jìn)出兩端會出現(xiàn)壓差，通過壓力的驅(qū)動作用，機體內(nèi)的轉(zhuǎn)子便會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。另外，通過轉(zhuǎn)子上一對旋轉(zhuǎn)齒輪，使兩個轉(zhuǎn)子交替進(jìn)行轉(zhuǎn)動。由于流量計的內(nèi)腔容積是定值，被計量的液體流量應(yīng)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)成正比關(guān)系，通過計算旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，從而實現(xiàn)計量，其結(jié)構(gòu)原理如下圖：
圖1 結(jié)構(gòu)原理圖
油田開發(fā)初期，由于開采原油的含水普遍偏低，采出的地下原油對計量裝置有較好的潤滑作用，可以增加流量計內(nèi)部元件的運轉(zhuǎn)周期，腰輪流量計不僅具有傳輸平穩(wěn)、噪音小，而且計量的精準(zhǔn)度很高。近年來，隨著地下開采原油含水率逐年升高、原油中聚合物的含量也越來越高，整個原油組分的變化導(dǎo)致物理性質(zhì)改變，原本的潤滑作用也逐漸失效。此外，采出地下原油中攜帶有大量的作業(yè)施工殘余的泥漿和泥沙等雜質(zhì)逐漸增多，這些雜質(zhì)在輸送到流量計時，將在腔內(nèi)逐漸形成沉積，由于沉積的泥沙對連續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子形成不間斷的摩擦，嚴(yán)重?fù)p壞計量元件，最終導(dǎo)致流量計的損壞。
為降低和避免流量計的磨損現(xiàn)象，延長流量計的運轉(zhuǎn)周期和使用壽命，保障全廠各站、庫的原油生產(chǎn)平穩(wěn)輸送和精確計量，我們要求各站庫的原油流量計安裝過濾裝置，并對過濾裝置定期進(jìn)行清洗處理，確保原油流量計正常平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，精確計量。
2 防沙腰輪流量計原理與使用
由于普通的腰輪流量計已經(jīng)無法滿足油田開采原油的穩(wěn)定和長期計量，在其基礎(chǔ)上，通過對結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計和改進(jìn)，內(nèi)部主要元件選用最新材質(zhì)的抗磨高強度的高端復(fù)合材質(zhì)，其耐磨性能是普通元件的2倍多。防沙腰輪流量計和普通腰輪流量計的工作原理是一樣的。
為進(jìn)一步提高腰輪流量計的防沙作用和耐磨性能，通過在含沙量較高的轉(zhuǎn)油站庫現(xiàn)場試用，防沙腰輪流量計取得較好的應(yīng)用效果。
3 金屬刮板流量計原理與使用
金屬刮板流量計不僅體積小，而且具備防沙結(jié)構(gòu)，計量工作時，工作元件只為兩個窄小的刮板，與其他計量方式相比，元件的工作接觸面積大大降低，這樣就大大降低和避免發(fā)生卡、堵的概率。此外傳動部件采用了不銹鋼高性能材質(zhì)，軸承元件采用密封式的滾珠軸承，具有高效的耐水、耐磨性能。其工作原理如下圖：
隨著三次采油技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，采出原油中聚合物的含量不斷增多，致使采出原油攜帶泥沙等異物的能力進(jìn)一步加大，由于過濾裝置的存在，這些雜質(zhì)在過濾器前端逐漸堆積沉淀，日積月累的作用下，往往沉積雜質(zhì)最終會沖破過濾器中的過濾網(wǎng)進(jìn)入腰輪流量計機體，造成轉(zhuǎn)子卡、堵等現(xiàn)象，對站庫轉(zhuǎn)油計量工作造成嚴(yán)重影響。為此，我們采用金屬刮板流量計進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用試驗。通過與腰輪流量計對比，刮板流量計更具有防卡、防堵的特點，異物造成計量腔內(nèi)轉(zhuǎn)子卡死的情況明顯減少，流量計的維修周期明顯延長，故障概率明顯降低。但個別站庫采出原油中因為含沙量大，刮板表面的防護(hù)層短時間被磨損掉，其內(nèi)部磨損程度將進(jìn)一步加快，最終會損壞刮板及轉(zhuǎn)子元件。所以，生產(chǎn)廠家在選用和制造刮板部件材質(zhì)還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。
4 結(jié)論與認(rèn)識
通過原油流量計現(xiàn)場實際應(yīng)用、檢修情況分析，我們可以得出以下結(jié)論：
（1）在原油低含水或者水驅(qū)站庫轉(zhuǎn)油站，采用普通的腰輪流量計完全可以滿足計量的要求。
（2）在高含水的站庫轉(zhuǎn)油站，為減小卡堵情況的發(fā)生建議應(yīng)用金屬刮板流量計。
（3）在采出原油含聚量較高、或者原油中泥沙較多的站庫轉(zhuǎn)油站，為降低計量儀器儀表的磨損，建議應(yīng)用防沙腰輪流量計。
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