摘要:孔闆流量計(ji) 廣泛應用于石油(you)石化行業，是獲取(qǔ)海上油田油井、氣(qì)井天然🧡氣🈲産量的(de)重要計量工具。但(dàn)在長時間生産運(yun)行過❌程中，孔闆流(liú)量計的計量數據(ju)會産生一定的誤(wu)差。産生這些誤差(chà)的原因很多，通過(guo)對孔闆測量原理(li)的研究，結合現場(chang)實際運行情況，分(fen)析可能影響孔闆(pan)流量計計量精度(dù)的因素，并在此基(jī)礎👌上提出相應的(de)工藝流程改進措(cuò)施，以提高天🙇‍♀️然氣(qi)産量計量的正确(que)🍓率，爲油氣井精細(xi)管理提供可靠、正(zhèng)确的數據支持。
1孔(kong)闆流量計工作原(yuán)理
　　孔闆流量計具(ju)有結構簡單.安裝(zhuang)簡便.使用可靠等(děng)特點🌈，是☂️海上油田(tian)油氣井計量時最(zui)常用的流量計🔴。它(tā)是🌈由節流裝置(孔(kǒng)闆).取壓裝置、緊固(gu)裝置和附件組成(cheng)。孔闆流量🍉計的工(gong)作原理是利用流(liú)體節流的👈原理，也(yě)就是當充滿管道(dao)的流體流經管道(dào)内的節㊙️流裝置時(shí),流體将在節流件(jiàn)處形成局部收縮(suō),從而使流體的流(liú)⛱️速增加，靜壓力降(jiang)低，于是在節流件(jian)前後産生了靜壓(yā)力差。由于其與流(liu)量存在着--定的函(hán)數🔴關系，流體的流(liu)速越大,産生的壓(yā)差也越大,可通過(guò)孔闆前❌後兩端的(de)取🏃🏻‍♂️壓裝置将差壓(ya)信号傳送給差壓(ya)變送器,再轉換成(chéng)模拟信号輸出,通(tōng)過遠程的流量計(jì)算儀,實現流體流(liú)量的計量(圖1)。
 
　　這種(zhong)測量流量的方法(fa)以水力學的能量(liàng)守恒定律和流動(dong)連續性方程爲基(ji)礎。天然氣質量流(liu)量計算基本💞公式(shì):
 
　　式中:qm爲天然氣質(zhì)量流量;ρ1爲天然氣(qi)在操作條件下.上(shang)遊取壓📞孔處的密(mì)度,可通過計算或(huò)實測得出;C爲流出(chū)♍系數;β爲直徑比，β=d/D;d爲(wèi)操作條件孔闆開(kāi)孔直徑;D爲操作條(tiáo)件上遊測量管内(nèi)徑;ε爲可膨脹💯性系(xì)數;△p爲上下遊取壓(yā)孔位置上所取得(dé).的靜壓力差。
　　按天(tiān)然氣在操作條件(jiàn)下和在标準參比(bi)條件下密🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度與其(qi)溫🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度、壓力的關系(xì)，并引人與幹空氣(qì)的相對性推導計(jì)算實用公式。天然(rán)氣在标準參比條(tiao)件下的體積流量(liang)計算實用公式:
 
　　式(shi)中:qvm爲天然氣在标(biāo)準參比條件下的(de)體積流量;Avn爲體積(ji)流量計㊙️量系數(其(qí)值視計量單位而(er)定,秒體積流量(m³/s)計(jì)量系數爲3.179×10-6);E爲漸近(jin)速度系數;FG爲相對(duì)密度系🏃‍♂️數;FZ爲超壓(yā)縮系數;Fr爲流動溫(wēn)度✂️系數;P1爲孔闆上(shang)遊側取壓孔氣流(liu)絕對靜壓。
　　由上述(shu)公式可以看出,氣(qi)體的體積流量qvn與(yu)孔闆開孔直徑😘d、上(shang)👅下遊取壓孔位置(zhi)上所取得的靜壓(yā)力差△p有着密切的(de)關🤞系。
2.1流量計安裝(zhuang)不合理
　　孔闆流量(liang)計的安裝應符合(hé)相應的安裝規範(fàn)。根據GB/T21446--2008《用标🔴準孔闆(pǎn)流量計測量天然(ran)氣流量》,節流裝置(zhì)應安裝⛱️在2段具有(yǒu)等直徑的圓形橫(héng)截面的直管段之(zhī)間,毗鄰孔闆的上(shàng)、下遊直管段應符(fu)合一定的技術🛀要(yao)求。一般💛情況下,海(hai)♻️上油田孔闆安裝(zhuang)要求爲:毗鄰孔闆(pǎn)的上遊🤟直管段長(zhang)度應爲10D(D爲測量管(guǎn)内徑),下遊直管段(duàn)長度應爲5D。在實際(ji)安裝的過程中基(jī)本📐可以滿足要求(qiú),但往往--些細節問(wèn)題會被忽視，也會(huì)造成安裝誤差，如(rú):直管段内璧粗糙(cao)度不符🏃🏻‍♂️合要求,引(yin)起誤差;施工人員(yuán)領料、用料不符合(he)規範,實際安裝管(guan)道與設計要求不(bú)符等。
2.2取壓與氣流(liú)異常
　　從地層中開(kai)采出的原油進人(ren)油井計量分離器(qì)進行🈲油氣水三相(xiàng)分離,這一過程中(zhōng)，當出現天然氣氣(qi)♍液分✌️離效果不好(hao)或分離器内部結(jie)構件(波紋闆、捕霧(wu)器)故障破損時,也(ye)會産生不利的影(ying)響因素。如:①會使導(dǎo)壓管路、測量腔室(shì)在長時間使用中(zhong)産生積水、積油現(xian)象,嚴重的情況下(xia)原油中的油泥及(jí)顆粒也會進入導(dǎo)壓管🈲,發生堵塞,從(cong)而👣影響計取壓的(de)正确性,造成計量(liàng)誤差(圖2);②在冬季,環(huán)境氣❓溫較低時,有(you)可能會使積液産(chan)生凍⁉️堵,此時流量(liang)計也不能真實地(di)反映出孔♉闆的前(qian)後壓🏃🏻差,造成計量(liang)數據不正确;③儀🚶‍♀️表(biao)變送器經過長期(qī)使用🏃🏻‍♂️,會發生相應(ying)的🔞零點漂移👣，造成(cheng)測量數據偏差。
 
　　依(yi)據GB/T21446--2008《用标準孔闆流(liú)量計測量天然氣(qi)流量》,氣流通過孔(kong)闆的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流👉動應保持(chi)亞音速，是穩定或(huo)僅随時間緩慢變(bian)化的，應🏃‍♀️避免脈動(dong)氣流。當不能滿足(zu)孔闆安裝直管段(duàn)的長度要求時,應(ying)安裝阻流件及流(liu)動調整器,以保♍證(zhèng)氣流的穩定。
2.3測量(liàng)範圍選擇不合理(lǐ)
　　在正常生産中，由(yóu)于油藏屬性、地層(céng)能量、開采方式等(děng)的不同,每口油井(jing)的生産狀态與産(chǎn)量也會不同。單--開(kai)口尺寸的孔闆流(liú)量計的計量範圍(wei)是固定的,一般情(qing)況下常用孔闆的(de)量程比爲1:3。實際操(cāo)作中,應🐆根據油井(jing)的開發生産方案(an)中的預測産氣量(liàng)或已知産氣量選(xuǎn)擇與之相适應的(de)孔闆進行油井的(de)計👈量。
2.4人員操作及(jí)維護不當
　　對高産(chan)井與低産井的計(ji)量,由于其産氣量(liang)的範圍🈚會超🈲出🏃測(cè)量範圍,不可避免(mian)的工作就是更換(huan)不同孔徑的孔闆(pǎn),以确保計量的正(zhèng)确性。人員的一些(xiē)操作失誤會直接(jiē)🙇🏻導緻計量數據不(bú)正确。對于該項操(cāo)作有着相應的嚴(yan)格⛱️要求:①孔闆喇叭(ba)口的朝向應爲管(guan)線下遊方向;②安裝(zhuang)拆卸孔闆不能使(shǐ)用蠻力或尖☁️銳工(gong)具,避免孔💘闆變形(xíng)和工作面劃傷;③安(an)裝密封圈應檢查(chá)有♊無破損🔆情況;④更(gèng)換下來的孔闆應(yīng)妥善保☁️存，防生鏽(xiu)、防擠壓,運送途中(zhōng)避免磕碰🌐。
　　如果單(dān)一孔闆能夠滿足(zu)計量範圍的要求(qiú),則更應該注意定(dìng)🛀期的檢查與維保(bǎo)。孔闆長時間未更(gèng)換,受⭐工藝介質沖(chòng)刷、腐蝕、雜質🈲堆積(ji)等因素的幹擾,其(qí)工作面易産生沖(chòng)刷磨損、孔闆變形(xíng)、工作面結垢等。對(dui)此人員未能及時(shi)檢查發現,也會造(zao)成計量數據的🔞偏(piān)差。
3提高計量精度(dù)的措施
3.1優化流程(chéng)減少操作失誤
　　以(yi)某海上油田爲例(lì),該油田共有油井(jing)數23口,其單井産💰氣(qi)量分☔布由低到高(gāo)的範圍約爲(3x102)~(9x10*)m'/d。由于(yu)該油田油❓井産氣(qi)量範圍波動較大(dà),單一開口尺寸孔(kǒng)闆的滿刻度量程(chéng)無法滿足單井計(ji)量☎️要求(表1),需要頻(pín)繁更換孔闆。人員(yuan)技能水平的差異(yi)💔，将不可避免地帶(dai)來操作失誤的情(qíng)況,影響計量精度(du)。爲此通過對計量(liang)分離器生産流程(chéng)進行優化設計,擴(kuo)大孔闆流量計的(de)測量範圍以減少(shao)人員直接接觸所(suo)引起的操作失誤(wù)。
 
　　通過在原油井計(jì)量分離器氣相出(chū)口增加1路氣相計(jì)量管線🚶‍♀️和高級 一(yī)體化孔闆流量計(jì) ,實現不同氣量的(de)油井在不拆卸更(geng)換孔闆的情況下(xia),利用切換流程使(shǐ)用相對應的測量(liang)範圍的孔闆進行(hang)計量。
　　此次改造後(hou),将2台高級一體化(hua)孔闆流量計分别(bie)裝入1.0658in(27.071mm)及2.531in(64.287mm)尺⭐寸的孔(kong)闆,以實現大孔闆(pǎn)和小孔闆對該油(yóu)田全部油井産氣(qi)量測量🏃範圍的全(quan)覆蓋,操作人員隻(zhī)需開關閥門，即可(kě)完成大小孔闆的(de)流程切換,避免了(le)頻繁更換孔闆造(zào)成損壞。在減少人(rén)員工作量與工作(zuò)強度同時，有效提(tí)升了孔闆流量計(jì)的計量精度(圖3、圖(tu)4)。
 
3.2定期檢查與維保(bǎo)
　　針對上述産生計(ji)量誤差的原因分(fèn)析中可以看出♈，通(tong)過對孔❓闆流量計(jì)的維護，可以消除(chu)大部分的影響因(yin)素。例如:①定期對🏃取(qǔ)壓😘管線以及流量(liàng)計腔室的積液排(pai)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼放;②通過✌️拆檢可以(yi)及時💃發現孔闆及(ji)測量腔室淤泥污(wu)垢并及時進行清(qīng)理;③人冬季前相關(guān)管線、儀表附件等(deng)的保溫檢查🔅;④儀表(biao)變送器定期檢查(chá)、排放、标定，消除👣零(líng)點漂移等因素造(zào)成的誤差。在👈管理(li)制度上,應建立相(xiang)👣關的程序(周檢、月(yue)檢、年檢),并及時更(geng)新,加強相關技能(neng)培訓,增強員工責(ze)♌任心。
 
4結論
　　對于新(xīn)投産施工投用的(de)流量計,其測量誤(wù)差産生的㊙️原因多(duo)📐是安裝不規範或(huo)錯誤安裝所緻。對(dui)于已✔️長時間投用(yòng)的🐉流量計,測量誤(wù)差産生的原因多(duō)是維護不及時.操(cāo)作失誤或工藝💛方(fāng)面的原因所緻。綜(zōng)上所述，通🐆過相關(guan)的分析找出流量(liàng)計測量誤差産生(sheng)的原因并采取改(gai)善措♻️施,才能保障(zhang)生産正常運🍓行。

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