幾種原油流量計(jì)的原理與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2023-03-12 21:56:51來(lái)源：hseauto.cn來(lái)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(lái)越大，生產(chǎn)任務(wù)逐年緊張，針對(duì)原油計(jì)量的環(huán)節(jié)，如何進(jìn)一步強(qiáng)化原油計(jì)量工作，提高原油計(jì)量的準(zhǔn)確性，降低計(jì)量?jī)x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(jì)量的流量計(jì)的主要有早期的腰輪流量計(jì)、改進(jìn)的防沙腰輪流量計(jì)、最新的金屬刮板流量計(jì)等幾種類型，
1 腰輪流量計(jì)的原理與使用
腰輪流量計(jì)作為容積式流量計(jì)量中的典型，常用于計(jì)量管線中連續(xù)通過(guò)的液體流量。腰輪流量計(jì)具有廉價(jià)的制造成本、結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、安裝使用維修方便、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛用于油田開發(fā)初期低含水的原油產(chǎn)量計(jì)量。
腰輪流量計(jì)的工作原理是，當(dāng)被測(cè)原油流經(jīng)流量計(jì)的腔體，在負(fù)壓的作用下，腔體的進(jìn)出兩端會(huì)出現(xiàn)壓差，通過(guò)壓力的驅(qū)動(dòng)作用，機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)子便會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，通過(guò)轉(zhuǎn)子上一對(duì)旋轉(zhuǎn)齒輪，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子交替進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。由于流量計(jì)的內(nèi)腔容積是定值，被計(jì)量的液體流量應(yīng)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)成正比關(guān)系，通過(guò)計(jì)算旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)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(duì)計(jì)量裝置有較好的潤(rùn)滑作用，可以增加流量計(jì)內(nèi)部元件的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，腰輪流量計(jì)不僅具有傳輸平穩(wěn)、噪音小，而且計(jì)量的精準(zhǔn)度很高。近年來(lái)，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(lái)越高，整個(gè)原油組分的變化導(dǎo)致物理性質(zhì)改變，原本的潤(rùn)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(jì)時(shí)，將在腔內(nèi)逐漸形成沉積，由于沉積的泥沙對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子形成不間斷的摩擦，嚴(yán)重?fù)p壞計(jì)量元件，最終導(dǎo)致流量計(jì)的損壞。
為降低和避免流量計(jì)的磨損現(xiàn)象，延長(zhǎng)流量計(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和使用壽命，保障全廠各站、庫(kù)的原油生產(chǎn)平穩(wěn)輸送和精確計(jì)量，我們要求各站庫(kù)的原油流量計(jì)安裝過(guò)濾裝置，并對(duì)過(guò)濾裝置定期進(jìn)行清洗處理，確保原油流量計(jì)正常平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，精確計(jì)量。
2 防沙腰輪流量計(jì)原理與使用
由于普通的腰輪流量計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足油田開采原油的穩(wěn)定和長(zhǎng)期計(jì)量，在其基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)，內(nèi)部主要元件選用最新材質(zhì)的抗磨高強(qiáng)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(jì)和普通腰輪流量計(jì)的工作原理是一樣的。
為進(jìn)一步提高腰輪流量計(jì)的防沙作用和耐磨性能，通過(guò)在含沙量較高的轉(zhuǎn)油站庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)試用，防沙腰輪流量計(jì)取得較好的應(yīng)用效果。
3 金屬刮板流量計(jì)原理與使用
金屬刮板流量計(jì)不僅體積小，而且具備防沙結(jié)構(gòu)，計(jì)量工作時(shí)，工作元件只為兩個(gè)窄小的刮板，與其他計(jì)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(dòng)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(guò)濾裝置的存在，這些雜質(zhì)在過(guò)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(huì)沖破過(guò)濾器中的過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入腰輪流量計(jì)機(jī)體，造成轉(zhuǎn)子卡、堵等現(xiàn)象，對(duì)站庫(kù)轉(zhuǎn)油計(jì)量工作造成嚴(yán)重影響。為此，我們采用金屬刮板流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)。通過(guò)與腰輪流量計(jì)對(duì)比，刮板流量計(jì)更具有防卡、防堵的特點(diǎn)，異物造成計(jì)量腔內(nèi)轉(zhuǎn)子卡死的情況明顯減少，流量計(jì)的維修周期明顯延長(zhǎng)，故障概率明顯降低。但個(gè)別站庫(kù)采出原油中因?yàn)楹沉看?，刮板表面的防護(hù)層短時(shí)間被磨損掉，其內(nèi)部磨損程度將進(jìn)一步加快，最終會(huì)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(shí)
通過(guò)原油流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(kù)轉(zhuǎn)油站，采用普通的腰輪流量計(jì)完全可以滿足計(jì)量的要求。
（2）在高含水的站庫(kù)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(jì)。
（3）在采出原油含聚量較高、或者原油中泥沙較多的站庫(kù)轉(zhuǎn)油站，為降低計(jì)量?jī)x器儀表的磨損，建議應(yīng)用防沙腰輪流量計(jì)。
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