本文主要介紹了簡易孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，工作原理及安裝要求在桃2區(qū)塊生產(chǎn)過程中的應(yīng)用情況，并分析了影響孔板流量準(zhǔn)確性的因素及制作安裝時(shí)應(yīng)該注意的一些問題。

1、引言：
  目前我廠單井計(jì)量均采用旋進(jìn)漩渦流量計(jì).由于其價(jià)格較高、量程范圍相對(duì)較小.且在運(yùn)行中受氣井工況(產(chǎn)液)及外界環(huán)境條件變化的影響.計(jì)量偏差較大、故障率較高直接影響著現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)二因此在桃2區(qū)塊開展了簡易孔板流量計(jì)應(yīng)用試驗(yàn)以優(yōu)選出適合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的計(jì)量裝置及儀表。

2、簡易孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理及安裝要求：
2.1、簡易孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)：
  簡易孔板流量計(jì)是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成二節(jié)流件采用簡易孔板.孔板孔徑為(11.21mm-29.9mm).差壓變送器范圍0一40hPa，輸出信號(hào)4-20mt1.供電電源12VDC。
2.2、工作原理：
  充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置.在節(jié)流件附近造成局部收縮.流速增加.在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。

圖1孔板流量計(jì)工作原理

2.3、單井流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳：
  將差壓變送器信號(hào)接人RTU進(jìn)行差壓采集計(jì)量壓力采用井口油壓的壓力值.由于井口無溫度測(cè)量儀表.計(jì)量夏季溫度采用系統(tǒng)自設(shè)溫度12°C;.冬季溫度采用系統(tǒng)自設(shè)溫度6°C。在集氣站上位機(jī)采集到單井?dāng)?shù)據(jù)之后計(jì)算流量.在集氣站站控上集成孔板流量計(jì)監(jiān)控畫面.即做出瞬時(shí)流量和歷史數(shù)據(jù)畫面.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示并存儲(chǔ).自動(dòng)生成報(bào)

圖2孔板流量計(jì)站控系統(tǒng)報(bào)表
2.4、安裝要求：
 (1）差壓變送器引壓管方向:差壓變送器導(dǎo)壓管安裝方向必須與水平面保持垂直。
 (2)孔板流量計(jì)的孔板方向不能安裝錯(cuò)誤.孔板法蘭上標(biāo)示“H'’為高壓端.為氣體的進(jìn)口.標(biāo)示為“L".為低壓端.為氣體的出口.安裝流程圖如下圖所示:

圖3簡易孔板流量計(jì)安裝流程圖

3、2010年簡易孔板流量計(jì)試驗(yàn)情況：
   2010年.我廠在桃2-9-18、桃2一2一21等6口單井先后開展了簡易孔板流量計(jì)與旋進(jìn)漩渦流量計(jì)性能對(duì)比試驗(yàn)二試驗(yàn)中.在井口截?cái)嚅y和下游閘閥之間先安裝旋進(jìn)漩渦流量計(jì).再在旋進(jìn)漩渦流量計(jì)下游串聯(lián)一臺(tái)孔板流量計(jì)二為改善孔板計(jì)量裝置安裝、運(yùn)行條件.以提高其運(yùn)行的準(zhǔn)確可靠性.針對(duì)部分重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化、改進(jìn)二    (1)安裝位置:將計(jì)量裝置安裝于井口水平管段上(遠(yuǎn)離井口針閥、緊急截?cái)嚅y等陰流件).并利用水平工藝管段作為流量計(jì)的計(jì)量直管段(遠(yuǎn)大于前10D、后5D計(jì)量直管段配置).以***大限度改善計(jì)量介質(zhì)流眾。
    (2)取壓管路:將原水平安裝、管徑較小的取壓管路改為垂直安裝、加粗處理(。18mm).并盡可能縮短取壓管長度.以有效防止管線積液、凍堵;簡易孔板流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝情況如下圖所示:    注:下圖為配置進(jìn)口差壓變送器(羅斯蒙特3051)的簡易孔板流量計(jì);下圖為配置國產(chǎn)雙法蘭差壓變送器的簡易孔板流量計(jì)。   試驗(yàn)初期.經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)雙法蘭差壓變送器(西安安森、西安華恒.精度等級(jí)0.5級(jí))質(zhì)量不過關(guān).變送器故障率高.現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)變送器零漂大、顯示差壓死值、變送器顯示零等.導(dǎo)致計(jì)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定二***后選用進(jìn)口差壓變送器(羅斯蒙特3051.精度等級(jí)0.1級(jí))后.簡易孔板流量計(jì)運(yùn)行較為穩(wěn)定二通過與井口串聯(lián)的智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì)數(shù)據(jù)比對(duì).二者偏差較小.平均約為2.6%。

圖4進(jìn)口羅斯蒙特差壓變送器 圖5國產(chǎn)安森差壓變送器

    經(jīng)過6個(gè)月的試驗(yàn).通過合理優(yōu)化、簡化簡易孔板計(jì)量裝置.使流量計(jì)的計(jì)量精度得到了基本保證.且運(yùn)行穩(wěn)定、冬季運(yùn)行未發(fā)現(xiàn)孔板、儀表凍堵.價(jià)格相對(duì)便宜、維護(hù)管理較為簡單.基本可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。

表1分類表

3.1、2011年桃2區(qū)塊簡易孔板流量計(jì)運(yùn)行情況：
   為進(jìn)一步解決引壓管凍堵問題.2011年對(duì)簡易孔板流量計(jì)引壓管再次進(jìn)行改造.引壓管做的粗而短( 18mm)，取壓閥用球閥取代針閥，并選擇垂直向上安裝，有效地預(yù)防了引壓管凍堵問題。2011年在桃2區(qū)塊對(duì)已損壞的華海、福鑫、蒼南、航天等流量計(jì)進(jìn)行更換，安裝46套簡易孔板流量計(jì)，對(duì)簡易孔板流量計(jì)的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確性及冬季運(yùn)行情況進(jìn)行進(jìn)一步考察。

圖6改造后的簡易孔板流量計(jì)
3.1.1、計(jì)量穩(wěn)定性：
  分別選取產(chǎn)氣量在0.5萬方、1.0萬方、2.0萬方三口單井在4天同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析二

圖7  0. 5萬方以下流量計(jì)運(yùn)行情況及曲線 圖8  1. 0萬方以上流量計(jì)運(yùn)行情況及曲線圖 圖9  2. 0萬方以上流量計(jì)運(yùn)行情況及曲線圖 
    通過流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性可以看出，簡易孔板流量計(jì)在氣量0.5萬方以上的時(shí)候運(yùn)行平穩(wěn)，計(jì)量準(zhǔn)確，接近核產(chǎn)氣量二而氣量在0.5萬方以下時(shí)由于單井帶液量大、含固體雜質(zhì)多等原因，對(duì)流量計(jì)計(jì)量影響較為嚴(yán)重，計(jì)量數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度大二3.1.2計(jì)量準(zhǔn)確性    選取了產(chǎn)氣量在2.0萬方的一口單井某一時(shí)期進(jìn)行了準(zhǔn)確性分析(表2）。

    注:2012-1-5計(jì)量偏差較大，由于氣量流態(tài)不穩(wěn)定造成    通過流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性可以看出，簡易孔板流量準(zhǔn)確，跟核產(chǎn)氣量平均偏差3.43%，接近核產(chǎn)氣量.1.3冬季運(yùn)行過程中流量計(jì)凍堵情況    雖然現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)已全部做了保溫，但冬季運(yùn)行過程中前后發(fā)現(xiàn)有4臺(tái)簡易孔板流量計(jì)發(fā)生凍堵現(xiàn)象二其中有:桃2_6_3、桃2_17_21、桃2_6,_10、桃2_6,_14二桃2_6,_3井因差壓變送器引壓管水平安裝，致使導(dǎo)壓管取壓口凍堵，剩余3口井都是單井含液量大，孔板流量計(jì)截流造成變送器下取壓口凍堵。

4、造成計(jì)量偏差的原因斗：
4.1、計(jì)量介質(zhì)條件影響：
  井口天然氣未經(jīng)氣液分離，成份復(fù)雜、流態(tài)不穩(wěn)定，難以滿足計(jì)量裝置對(duì)計(jì)量介質(zhì)的基本要求;斗.2計(jì)量裝置配套標(biāo)準(zhǔn)較低    單井計(jì)量裝置加工精度較低，安裝方式不規(guī)范(垂直安裝于井口針閥下法蘭處)且無計(jì)量直管段，必然導(dǎo)致較大的系統(tǒng)誤差;斗.3流量計(jì)算方式粗略    簡易孔板流量計(jì)，采用遠(yuǎn)程讀取井口壓

表2示意表

力、差壓、溫度數(shù)據(jù)，并依據(jù)站控自編程粗略計(jì)算井口流量，可靠性較低。在計(jì)量程序中對(duì)溫度、密度等進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。 基于上述原因，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員在單井流量計(jì)算程序中，引人流量修正系數(shù)(依據(jù)實(shí)際偏差系數(shù)，確定修正系數(shù))對(duì)各單井計(jì)量數(shù)據(jù)修正，實(shí)現(xiàn)氣井的相對(duì)準(zhǔn)確計(jì)量。

5、目前存在的問題：
   (1)井口差壓變送器數(shù)據(jù)正常，桃2-1站站控系統(tǒng)及中心站流量數(shù)據(jù)通訊故障，經(jīng)常出現(xiàn)丟包、通訊中斷現(xiàn)象。
   由于桃2-1站采用無線網(wǎng)橋，單井?dāng)?shù)據(jù)采集均通過視頻服務(wù)器，由于視頻服務(wù)器連續(xù)采集數(shù)據(jù)，占用帶寬較大，且單井供電系統(tǒng)無風(fēng)機(jī)，經(jīng)常造成單井饋電、電壓不穩(wěn)，網(wǎng)橋無法正常工作，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包、通訊中斷等情況。冬季運(yùn)行過程中存在凍堵問題二雖然按照要求簡易孔板流量計(jì)全部做了保溫，但由于單井產(chǎn)液現(xiàn)象，致使流量計(jì)冬季運(yùn)行凍堵現(xiàn)象無法避免。

6、結(jié)論：  
  簡易孔板開展試驗(yàn)應(yīng)用以來近4個(gè)月，未發(fā)生差壓變送器損壞、孔板磨損等情況二簡易孔板流量計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定、價(jià)格相對(duì)便宜、維護(hù)管理較為簡單，基本可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要簡易孔板流量計(jì)量程比窄，不適用于流量變化較大的場(chǎng)合;  
   對(duì)于每天產(chǎn)氣量5000方/天以下的單井，由于孔板孔徑太小(小于l10mm)，節(jié)流嚴(yán)重，易造成孔板凍堵，而且計(jì)量誤差較大，穩(wěn)定性較差，因此建議5000方以下的氣井建議選取DN32D的旋進(jìn)漩渦流量計(jì)(量程范圍60-1440m3/d)進(jìn)行計(jì)量。
   對(duì)于產(chǎn)液量較大的井，不適合安裝簡易孔板，容易造成簡易孔板流量計(jì)引壓管凍堵。