摘要(yào)：水下流量計 的安(ān)裝和回收技術是(shì)水下流量計設計(ji)的關鍵技術之😘一(yi)。對于國内而言,水(shuǐ)下流量計的研究(jiū)剛剛起步,水下流(liu)量計的安裝回收(shou)技術仍然是一個(gè)空白,研究水下流(liu)量計安裝與回收(shou)👅技術是實現水下(xià)流量計國産化的(de)必經之路。介紹了(le)當下水下流量計(jì)安裝與回收🎯技術(shù)的研究現狀和方(fāng)法,以及不同安裝(zhuang)位置(水下🚩采⭕油樹(shù)、管彙、跨接管)水下(xià)流量計安裝與回(huí)收的通用技術手(shǒu)段。
　　水下流量計的(de)安裝回收技術是(shi)水下流量計設計(jì)過程中必須面對(duì)的難題。盡管水下(xià)流量計設計的🔴初(chu)衷是在設計壽命(ming)👈周期内實現免維(wei)修,但從國内外實(shi)際應用的㊙️情況來(lái)看,要實現完全🚩免(mian)維修是很難的。首(shou)先🍓是水下環🌈境的(de)複雜🔱性,流量計安(an)裝到水下後需要(yào)克服海水靜壓、介(jiè)質内壓以及高溫(wen)帶來的機械強度(dù)和密封性能上的(de)考驗,還要抵抗海(hai)水和介質腐🧡蝕以(yǐ)及不可預見的突(tū)發💞情況(如地震、海(hai)嘯等)。其次是流量(liang)計❤️本身的複雜性(xìng)。多💞相流的測量異(yì)常複雜，其技術難(nán)度👉之高至今仍是(shi)世界範圍内科學(xué)界的難題。要👈實現(xian)多相流的測量,需(xū)要一-套實時的數(shu)據采集系統來采(cǎi)集🌈原始數據,然後(hòu)将采集🧡到的數據(jù)傳送至流量計算(suan)機，由流量計算機(ji)對數據進行處♻️理(lǐ),轉換成可用的生(shēng)産數據，然後再将(jiang)這些可用的數據(ju)上傳至地面控制(zhi)中🌍心。整個過程還(hái)📞需要一套完整的(de)機械系統和💜通訊(xun)控制系統來支撐(cheng)。任何一個環節出(chū)現問⚽題都會導緻(zhì)流量計無法正常(cháng)工作。而流量計安(an)裝在幾百甚至幾(ji)千米的深水中,很(hen)難進行人工幹預(yù)。因此,除了通過設(shè)計手段提高水下(xià)流量計的可靠性(xìng)之外,水下流量計(jì)的回收以及回收(shou)以後的二次安裝(zhuāng)是水下流量計設(she)計的一個重要環(huán)節和關鍵技術🌈。
1可(kě)可收式水下流量(liàng)計的研究現狀
　　早(zǎo)在1995年,國外就有水(shui)下流量計在水下(xia)管彙安裝應用的(de)🏃報道,該流量計安(an)裝在一個獨立的(de)回收模塊中，可在(zai)不中斷生産的條(tiao)件下實現回收"。1996年(nián)Framo可回收式水下流(liu)量計☁️在澳大利亞(ya)EastSpar項目實現了應用(yòng),該流量計爲一個(ge)桶裝結構,可實現(xiàn)整體回收。到目前(qian)爲止,國際上形成(chéng)了以斯倫貝謝、艾(ài)默生🥰、FMC爲主的水下(xià)🐇流量計供應格局(ju),這3家公司占據了(le)整個多相🙇🏻流量計(ji)90%以上的市場份🚶‍♀️額(e)"。
　　目前國際上主要(yào)的回收方式有2種(zhǒng),一種是電子艙回(huí)收,即單♉獨回收電(dian)子艙模塊(SRC,SubseaRe-trievableCanister);另--種是(shì)整體回收式,即将(jiāng)整個流量計模塊(kuài)集🐆成到外部結構(gòu)上(CBV,ChokeBridge.Version)。電子模塊可回(huí)收式流量計是一(yī)種将所有電子元(yuán)件、通訊和控制系(xi)統集成到一個可(kě)回收的模塊内,所(suǒ)有的🚩元件及相應(ying)的接頭都有充分(fèn)冗餘設計的水下(xià)流量計。在工作時(shí),電子模塊可以通(tōng)過ROV快速接入整個(gè)流量計,而👌不需要(yao)專門的送人工具(ju)，也不需要關斷流(liú)體或是停止整個(gè)采油過程，從而避(bi)免了因爲回收更(geng)換模塊時造成額(e)外的花費。
　　整體模(mo)塊式流量計CBV是一(yi).種将所有模塊集(ji)成到一-起,然後☎️整(zheng)體‼️安裝、整體回收(shōu)的流量計4。該類型(xíng)的水下流量計保(bao)留了同SRC類型相同(tóng)的電子元件的冗(rong)餘♌設計,但将電子(zi)模塊固定安裝在(zai)整個流量計裝置(zhi).上,回收時通過回(huí)收🤩整個流量計來(lai)實現。此類型的🐪多(duo)相流量計一-般直(zhi)接安裝至管道或(huò)計量模塊上,其安(ān)裝和回收皆是通(tōng)過管道或計量模(mo)塊一并進行。
2水下(xia)流量計的安裝與(yu)回收技術
2.1水下流(liú)量計的安裝位置(zhì)
　　水下流量計是水(shuǐ)下流量計量的核(he)心部件,其安裝位(wei)置取決于具體的(de)應用方式和水下(xià)生産設施的整體(ti)布局。水下流量計(ji)的安裝位置大緻(zhi)可以分爲采油樹(shù)❄️、管彙和💃🏻跨接管🔱3種(zhong),如圖1所示。
 
　　水下流(liu)量計的安裝位置(zhì)與流量計的具體(tǐ)應用和設備🏒尺寸(cun)🌈有⭐關。采用單井計(jì)量方式的流量.計(ji)可以✔️安裝在采🈲油(yóu)樹🌏上、連接的💯跨接(jiē)管上或鄰近的管(guan)彙.上進行❄️連續測(ce)量。間斷🐕測量可以(yǐ)在管彙，上通過選(xuǎn)井計量來完成,此(ci)時👨‍❤️‍👨由于一台流量(liàng)計需要測量不同(tóng)介質性質⁉️的多個(gè)油井,因此流量計(jì)需要包含多個油(yóu)井的PVT數據。單井計(ji)量可以給出每口(kou)井的連續的生産(chǎn)數據,有利于油田(tian)的生産管☎️理和優(you)化，同時🍉提高了整(zhěng)個計量系統的可(kě)靠性,但所需要的(de)流量計數量較多(duo),增加了油田開發(fā)的成本。選井計量(liàng)方式成本較低,但(dàn)無🔴法獲得🐕單井的(de)連續測量數據，且(qie)一旦流量計發生(sheng)故障,與之相連的(de)所有油井的計🤩量(liang)都無法進行”。因此(ci),具體采用哪種計(ji)量方式需要根據(ju)油田生産的實際(jì)需要和單台流🌈量(liàng)計的成本而定。
　　對(duì)于選擇水下流量(liàng)計計量的油井,在(zài)水下生産設施布(bu)局中💁應㊙️考慮水下(xia)流量計或電子回(huí)收模塊的安裝和(he)回🐉收路徑以及對(duì)應的機械和電氣(qì)接口。對于安裝在(zài)采油♻️樹和跨接管(guan)上的流量計而言(yán),流量💜計回收可🍉能(neng)隻會影響局部生(shēng)産,但是如果回收(shōu)管彙單元,若沒有(you)旁通則可能需要(yào)關閉多口井,因此(cǐ)管彙安裝的流⛹🏻‍♀️量(liàng)計一般需要🈲考慮(lü)旁通設計,保證在(zài)流量計關停和啓(qi)動狀态下都能夠(gòu)滿足最大産量🍓的(de)要求。
　　流量計上下(xia)遊流體的流型和(he)流向也是決定流(liu)量計🔱安裝位置時(shi)所要考慮的一一(yi)個因素,這主要與(yu)流量計所采用的(de)計量技術有關,如(ru)有的流量計需要(yao)考慮上下遊直管(guǎn)段以保證穩定的(de)流型,有的流量計(jì)的計量性能受到(dao)流體流向的影響(xiang),在設計流量計安(an)裝位置時應當有(yǒu)所考慮。此外,腐蝕(shí)和侵蝕作用、化學(xué)藥劑注人點、管道(dao)規☔格、臨近節流點(diǎn)🙇‍♀️等都有可能對👉流(liu)量計的計量性能(neng)産生影響,也是設(she)計🚶‍♀️中需要考慮的(de)因素。
2.2基于采油樹(shù)的安裝與回收
　　一(yī)般而言,安裝至采(cǎi)油樹的水下流量(liàng)計都有其專📐用的(de)配❄️套💁設施,通常與(yǔ)采油樹的油嘴組(zǔ)合在一起,形成㊙️采(cǎi)油🚶‍♀️樹的⁉️流量控制(zhì)模塊。另外，流量計(jì)可以連接到節流(liú)閥上,同水下節流(liu)閥✏️一起安裝回收(shou)。基于核心計量部(bù)件,可以設計相應(yīng)的安裝接口,同水(shuǐ).下節流閥安裝在(zai)一-起,轉接至采油(you)樹對應安裝位置(zhì)🔅，實現通過ROV進行水(shui)下的安裝及回收(shou)操作(圖2)。
 
　　如圖2所示(shì),将流量計模塊通(tong)過法蘭連接的方(fāng)式固定安裝至節(jiē)流閥整體裝配上(shàng)形成流量控制模(mó)塊,通過節流閥連(lian)接器與采油樹相(xiang)連。流量控制模塊(kuài)上一般對應有ROV操(cāo)作手🔞柄、操作💃接口(kǒu)等,以滿足水下操(cāo)作的要求。導向筒(tong)🤩和導向柱設計用(yòng)于流量計在安裝(zhuāng)過程中實現與采(cǎi)油✂️樹的準确對接(jiē)。在安裝時，通過吊(diao)耳将流量計下放(fàng)至水下安裝位置(zhi)附近,通過ROV操作手(shou)柄調整流量計的(de)位置,使導向筒與(yǔ)導向✉️柱對接。安裝(zhuāng)工具具❄️有緩沖裝(zhuang)置,可以保.護流量(liàng)控💯制模塊不受大(da)的沖擊👨‍❤️‍👨,待流量控(kong)制單元與采油樹(shù)🏃‍♂️精準對接,即可操(cao)作ROV接口實現鎖緊(jǐn)。回收時設置兩🛀🏻端(duan)隔離後,通過ROV操作(zuò)實現解鎖,如圖3所(suo)示。
 
　　采用這種設計(ji)時,流量計廠商需(xu)要與采油樹廠商(shāng)進👌行有效😘的技術(shu)溝通,進行聯合設(she)計,保證流量計連(lián)接接口及空㊙️間位(wei)置相匹配。
2.3基于跨(kua)接管的安裝與回(huí)收
　　當采油樹沒有(yǒu)可以回收的油嘴(zui)模塊,或是節流閥(fá)等相應結構不允(yǔn)許相應布置時,水(shui)下流量計可以安(ān)裝在采💃🏻油樹同管(guan)彙連👌接的跨接管(guan)上。如圖4所示,位于(yú)跨接管的流量計(jì)可以在跨接管制(zhi)造和初安裝時采(cǎi)用法蘭進行連接(jie),将流量計模塊和(hé)跨接管一起下放(fàng)安裝和回收。法🔞蘭(lan)連接的流量計接(jie)口可以簡化拆卸(xiè)和重裝,也可以采(cai)用焊接的方式,将(jiāng)流量計直接焊接(jiē)在跨接管上以減(jiǎn)輕跨接管的重量(liàng)。但由于跨接管的(de)安‼️裝回收需要吊(diào)裝能力較大的支(zhi)持船,并⛹🏻‍♀️可能導緻(zhì)其他一些問題,所(suo)以一般在跨接管(guǎn)上的流量計出現(xian)問題,基本就會棄(qi)置而不進行維護(hù)。由于水下流量計(jì)電子模塊出現故(gù)障.的概率比較大(da)，若采取這種方式(shì)進行安裝回收,一(yī)般會設計電子模(mó)塊可回收的結構(gou),将流量計上容易(yì)發生失效的複雜(zá)結構都集成在可(kě)回🐅收模塊中,而固(gu)定安裝的部分則(zé)應該盡量簡化,以(yǐ)提高整個裝置🆚的(de)可靠性。
 
2.4基于管彙(hui)的安裝與回收
　　采(cai)用管彙安裝的方(fāng)式需要針對流量(liàng)計模塊設計對應(yīng)的模塊🌈送入工具(ju)、導向定位設備、軟(ruǎn)着陸工具、過載👈工(gōng)具以及其他配套(tao)工具來滿足流量(liàng)計安裝和回收的(de)要求。在流量🚶計模(mó)塊外部設計一個(ge)整體的配套安裝(zhuang)工具,并提供ROV操作(zuo)的接口和水下的(de)連接器部分,如圖(tú)5所示。送人工具可(kě)以通♻️過ROV進行操作(zuò)🈲和控制,一般部署(shu)在修井船和鑽探(tan)設備:.上，含有軟🔴着(zhe)陸系統和解鎖、鎖(suǒ)緊裝置,通過操作(zuo)ROV接口,可以實現水(shuǐ)下流量計底部連(lian)接器與固定安✉️裝(zhuang)在管彙.上🐉的連接(jiē)接口的鎖緊和解(jie)鎖。當✏️流量計解鎖(suo)出❌現故障時,可以(yǐ)通過過載工具✏️進(jin)行緊急解鎖,以保(bao)證流量計解鎖裝(zhuang)☀️置卡死的情況🥰下(xia),能夠實現緊急回(huí)收。
 
　　同時在管彙，上(shàng)設計對應的水下(xia)安裝所需連接結(jie)構、導向🛀及指示設(she)計、模塊布置等，如(ru)圖6、圖7、圖8所示,通㊙️過(guò)專門的工具實現(xian)🌈流量計模塊的獨(dú)立整體安裝和回(huí)收。其中,連🌂接結構(gòu)與流量計下部的(de)連接器相⛷️連,導向(xiang)結構用于流🚩量計(jì)下放安裝過程中(zhong)的導向與定位,通(tōng)過指示設計可以(yǐ)确認流量🏃計定位(wei)是否正确,以及解(jiě)鎖🤟和鎖緊操作是(shi)🔴否完成。
 
3結束語
　　水(shuǐ)下流量計是水下(xià)生産系統的重要(yao)組成部分，對☁️于流(liu)量💋的監控和流動(dong)保障具有重要意(yi)義。在國外公司技(jì)術壟斷的局面下(xia),通過技術創新,掌(zhang)握水下流量計🈲的(de)設計核心技術對(duì)我國水下裝備的(de)國産化進程具有(you)重要推🥰動作用。水(shui)下流量計✌️的安裝(zhuāng)與回收技術是水(shuǐ)下流量計😍設計過(guo)程中的關鍵技術(shu)🤞,是水下流量計❤️國(guo)産化必須攻克的(de)技術難題。根據水(shui)下流量計的回收(shōu)方式,可以将可✉️回(huí)收式的水下🈚流㊙️量(liang)計分爲整體回收(shōu)式和電子艙回收(shōu)式2種,其具體的安(an)裝和回收設計與(yǔ)流量計的實際應(ying)用位置有關,對于(yu)安裝在水下采油(you)樹、跨接管和管彙(huì)位置🏒的流量計,其(qí)安裝和回收設計(jì)各不相同。因此,在(zài)進😄行水下流量計(ji)設計時,宜采用👣模(mó)🤩塊化設計的理念(nian),将流量計核心計(ji)量部件和安裝‼️回(huí)收📐模塊獨立開來(lái),這樣才能保證在(zai)不同的位置進⛱️行(háng)安裝和回收,流量(liàng)計的核心計量部(bu)件不發生變化,提(ti)高水下流量計對(duì)不同應用場景的(de)适應性。

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