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油田地区影响天然气流量计计量精度的因素
点击次数:646 发布时间:2015-10-29

  在采油现场,天然气流量计由于其无机械转动部件,耐腐蚀,稳定性高,易安装维护等特点,主要应用在单井计量,外输气量交接,自耗气量统计等。
由于气量较大,如果天然气流量计存在较大误差,会对单井生产动态分析,外输气量结算,自耗气的管理等方面造成非常大的影响,因此,及时总结出天然气流量计计量精度的影响因素,不仅有助于提高气体计量的准确性,更便于采油管理者对气体计量进行管理。
1、天然气流量计结构和工作原理
1.1  结构
天然气流量计主要由旋涡发生器、 压力传感器、温度传感器、整流器、智能流量积算仪、信号检测器等组成。如图1 。

1.2  工作原理:
天然气流量计壳体剖面呈两头较大,中间略小的形状。入口侧的收缩段内有一组导流叶片用于强制产生旋涡流,出口侧有一个整流器用于消除旋涡流,使流体恢复轴向流动。当流体通过流量传感器入口进入流量传感器时,流体受到螺旋形叶片的影响进行旋转,在旋涡发生体内形成旋涡流体在管中旋进,形成涡流, 当旋涡流体遇到收缩段时突然沿着中心轴加速,在进入扩散段后,流体速度突然减慢,受回流作用影响进行二次旋转,形成旋进涡流。此时流体的旋转速度不受流体物理性质影响,并且在相应的范围内与流体的速度成良好的线性比。如图 2。
该流量计的两个压力传感器通过前置放大器将检测的电荷信号进行放大、滤波等处理变成与流速成正比的脉冲信号,并将这些信号传送给积算仪,积算仪中的微处理器将干扰信号删除,按照气态方程进行温压补偿,修正压缩因子,对流量信号进行计数处理。

2、影响天然气流量计计量精度的因素
2.1  流量计型号的影响
为了不出现大马拉小车的现象,应在安装流量计前要选择合适量程仪表,保证实际流量处于流量计所要求的流量范围之内 ; 因为如果介质流量低于下限流量时,由于介质流速过低,无法保证精度,甚至可能存在无法检测到流速现象, 而当流量高于流量上限时,容易产生信号丢失、 信号漏计等现象。 影响计量精度。
根据输气量和介质可能达到的温度和压力范围,估算出体积流量范围,在压损允许下,尽量选小口径。
2.2  流量计管线入口直管段过窄的影响
在安装完流量计后的采油站中,有些流量计入口直管段过窄,直管段内径小于气流量计腔体内径,当产气过多时,天然气仍不能及时从细管段排走,造成流量计入口管线内压力逐步增加,现场计量值比实际值要偏低。
2.3  计量直管段内存在杂物的影响
由于焊缝管材时容易在焊接处有焊碴残留在管内或者出砂气井由于气体分离不彻底夹杂部分沙粒等影响,造成计量直管段内壁粗糙,流体的阻力上涨,从而改变了流体的流向,造成流体流束和管道轴线不平行,流体在流量计内的流动特性发生变化,流量计计量值因此偏低。
2.4  温度的影响
流量计工作情况受温度制约较大,要想流量计正常工作,必须在合适的温度范围内。一旦环境温度不适合,比如冬季,在保温措施不完善的情况下,不仅使流量计计量误差较大,还会对流量计内部部件造成损坏。
2.5  气体含液的影响。
油井生产的气液两项经分离器简单分离后,进入流量计计量。当分离器分离效果不好时,天然气中会携带出一定的液量,俗称的气管线充油现象。当天然气中的液量在管道中聚集成液流,液气两相流同时流过流量计时,流量计显示的流量则远低于实际值。
同时如果流量计壁内、旋涡发生器或检测元件探头表面被油吸附,检测元件收到的信号就是不准确的值,流量计显示的结果也会生影响。
经过现场应用分析,该流量计于较纯净的气体计量。要保证流量计计量准确,提高计量精度,还必须注意以下几个问题 :
(1) 正确选择表量程。勿使实际流量超出流量计流量范围。
(2) 按照说明书的推荐的方法安装。入口直管段不宜过窄,直管段内壁应光滑,更不能有台阶,磨平连接法兰的焊缝。
(3) 保持流量计所在环境合适,尽量将流量计安装在房间内,保持流量计环境相对稳定。
(4) 及时清流量计所在管线。为了不影响计量精度,应定期清理管线,保持管道通畅无杂物。

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