天然氣計量技術(shù)的應用

2004年第33第4期第77OIL FIELD EQUIPMENT2004334)7~78文章編號:1001-3482(2004)4007702天然氣計量技術(shù)的應用王紹忠孫陳清31.勝利油田有限公司海洋石油開(kāi)發(fā)公司山東東營(yíng)2572372.電力管理總公司孤北熱電廠(chǎng)山東東營(yíng)257237關(guān)鍵詞:流量計沃然氣應用中圖分類(lèi)號:TE9文獻標識碼:B勝利埕島油田位于渤海灣南部、萊洲灣西北部量流體的體積流量。進(jìn)λ流量計旳流體通過(guò)旋渦的淺海海域,1993年開(kāi)發(fā),目前共有油井221口氣發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流旋渦流在文丘利管中旋進(jìn)到達井CBC5)口已形成原油年產(chǎn)量200萬(wàn)t天然氣收縮管突然節流使旋渦流加速。在旋渦流產(chǎn)生區域外輸量800萬(wàn)m(主要為伴生氣)的生產(chǎn)規模]。放置壓電傳感器以檢測旋渦流的頻率此頻率信號埕島油田通過(guò)不斷的摸索已形成一套行之有效的經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形后轉化成與流量成正天然氣計量模式。衛星平臺通過(guò)計量分離器、旋進(jìn)比的脈沖信號送往流量積算儀進(jìn)行運算處理。由漩渦流量計進(jìn)行油井伴生氣計量中心平臺和交氣于天然氣密度受溫度、壓力的影響較大為了能準確點(diǎn)利用渦街流量計進(jìn)行交接計量。埕島油田天然氣測量氣體介質(zhì)的體積流量必須同時(shí)跟蹤檢測介質(zhì)生產(chǎn)外輸管網(wǎng)如圖1。的溫度和壓力并將不同工況條件下的氣體流量轉公多衛星平f眾多衛星平f換成標準狀態(tài)下的p=101.325kPaT=293.15K)體積流量。中心一號外卜輸]心二號壓縮外進(jìn)行溫度、壓力補償的氣態(tài)方程為cBG5氣井Vo=V(z,zIp +P. p(To/T)式中,為標準狀況下的體積量m3;n為流量計三站增壓外瓣島預處理站交氣點(diǎn)實(shí)際顯示值mn3為工作狀態(tài)流量計上游測出的圖1埕島油田天然氣管網(wǎng)示意表壓力,Pa;7為標準狀況下的絕對溫度293.15Kp。為當地大氣壓MPa如為標準大氣壓0.101井組衛星平臺天然氣計量原理MPaT為工作狀態(tài)下絕對溫度(273.15+t)K;t埕島油田井組平臺由計量平臺和井口平臺組為工作環(huán)境溫度,℃;z為標準狀態(tài)下的壓縮系數成。井口平臺有2~9口油(水)井計量平臺主要Z為工作狀態(tài)下的壓縮系數。有計量撬塊、加熱、供配電等設施兩平臺之間由棧2中心平臺和交氣點(diǎn)天然氣計量原理橋連接。井組平臺的井口混合液經(jīng)過(guò)氣液分離器分離后液量由質(zhì)量流量計計量氣量由旋進(jìn)旋渦流量埕島油田中心一號平臺外輸的天然氣為貧氣計計量。旋進(jìn)旋渦流量計屬于速度式氣體測量?jì)x分離岀的伴生氣經(jīng)過(guò)電加熱器加熱后直接經(jīng)過(guò)海管表工作時(shí)通過(guò)測量與流量成正比的頻率信號來(lái)測外輸至海三站在海三站天然氣壓縮機增壓計量外飛A4)能降低抽油杄負荷具有一定節能效果。5)該裝置不適用于出砂、稠油井作業(yè)過(guò)程參考中國煤化工中充油泵筒上部嚴禁打管鉗避免造成泵筒變形嚴[1]CNMH(井泵J].油氣田譯叢禁下井管杄攜帶泥砂以免造成磨損、漏失。1996(11)27-30收稿日期20040223作者簡(jiǎn)(1971-)男山東臨沭人工程師1998年畢業(yè)于西南石油學(xué)院現從事生產(chǎn)管理工作。OIL FIELD EQUIPMENT2004Vol.33M4輸中心二號平臺有天然氣壓縮機增壓后計量外輸,用抗震性?xún)x表如,旋進(jìn)漩渦流量計選用TS系列所用計量?jì)x為 Prowirl77型渦街流量計。儀表其雙探頭結構采用雙壓電晶體傳感技術(shù)和電P' twirl工作原理為 Karman渦流。當流體流過(guò)路處理技術(shù)有效地抑制了因壓力波動(dòng)和管道振動(dòng)擋體時(shí)兩邊會(huì )交替產(chǎn)生許多漩渦漩渦頻率與流速對儀表造成旳影響使計量更為準確可靠渦街流量成正比。由漩渦產(chǎn)生的壓力變化通過(guò)擋體上的圓孔計選用具有振動(dòng)補償功能的 Prowirl77型渦街流量傳導至位于擋體內的DsC差動(dòng)電容傳感器上并轉計?，F場(chǎng)安裝時(shí)盡量消減振動(dòng)源影響如在中心換成電信號。傳感器前置放大器不斷將正弦信號轉號平臺壓縮機出口安裝儀表的管線(xiàn)支撐上加裝減振化為與流量成正比的脈沖信號,然后再由變送器墊盡量減少管線(xiàn)振動(dòng)在海三站壓縮機出口管線(xiàn)先〔或流量積算顯示儀)轉變成標準輸岀信號。通過(guò)埋地再在地面流程上安裝氣表這樣振動(dòng)對儀表的流量計算機DXF351對來(lái)自 Prower壓力變送器及影響就會(huì )減到最小。通過(guò)以上措施保證了儀表的溫度變送器的信號作計算處理從而進(jìn)行流量溫壓精度延長(cháng)了儀表壽命儀表達到免維護。補償。漩渦頻率∫為洞街流量計f=S,u/b天然氣壓縮機〓t式中S為斯特羅哈爾數冫為流體流速為為擋體寬埋地管線(xiàn)度流量0~5或圖3海三站天然氣壓縮機出囗氣表安裝流程傳感器4-20面遠程接收器3.3合理選擇儀表量程現在很多氣表所標量程為工況下量程程技微處理器術(shù)人員測算產(chǎn)量時(shí)都使用標況下的產(chǎn)量其關(guān)系為ZPT顯示儀n=z(p2+p2)7式中為工況下的體積流量m3/hm為標準狀態(tài)壓力/溫度傳感器下的體積流量m3/hp為工況下的表壓APap,為圖2 Prower7型渦街流量計工作原理標準大氣壓101.325kPa。為當地大氣壓kPa;T為介質(zhì)的絕對溫度K;為293.15K。DSC傳感器為E+H專(zhuān)利產(chǎn)品帶振動(dòng)補償功在很多情況下技術(shù)人員沒(méi)有意識到工況、標況能可消除任何方向的加速度及高達5001z的振動(dòng)的差異或無(wú)法確切地把握實(shí)際運行工況條件往往影響避免普通渦街流量計(壓電晶體式)對管道振使氣表量程選大或選小造成計量誤差大(量程選動(dòng)產(chǎn)生較大誤差的弱點(diǎn)具有防震防水流沖擊及溫大)或壽命縮短(量程選小)為此我們非常重視儀度突變的功能氣體計量誤差可小于1%。表選型等前期工作與設計部門(mén)密切配合把問(wèn)題消3使用情況分析滅在萌芽狀態(tài)。3.1自動(dòng)溫度壓力補償4工作展望以前選用的旋進(jìn)漩渦流量計無(wú)溫度壓力補償埕島油田從投產(chǎn)至今已形成了一整套天然氣計量氣量必須通過(guò)人工換算導致計量精度偏低從計量管理模式保證了天然氣計量交接工作。下1990年以后選用的氣體計量?jì)x包括旋進(jìn)旋渦流量步為節約平臺占用面積將在現有井組平臺計量模計、渦街流量計均要求帶有溫度和壓力檢測系統及式的基礎上試驗改進(jìn)后的油氣水三相流量計減少微處理器自動(dòng)進(jìn)行溫壓補償及壓縮因子修正并且平臺占用面積提高井組平臺計量精度。配有外輸信號接口能夠輸出4~20mA或0~5V信號氣量讀取實(shí)施遠程自動(dòng)化管理極大地提高了計參考中國煤化工量精度及自動(dòng)化管理水平。CNMHG[1]尚江做海油出廾友抆術(shù)與實(shí)踐M]北京石油3.2儀表防震管理工業(yè)出版社2000海上生產(chǎn)環(huán)境惡劣各類(lèi)生產(chǎn)設備多存在著(zhù)雜散電流及授動(dòng)菱影響儀表應用的不利因素為此選