天然气计量技术的应用

2004年第33第4期第77OIL FIELD EQUIPMENT2004334)7~78文章编号:1001-3482(2004)4007702天然气计量技术的应用王绍忠孙陈清31.胜利油田有限公司海洋石油开发公司山东东营2572372.电力管理总公司孤北热电厂山东东营257237关键词:流量计沃然气应用中图分类号:TE9文献标识码:B胜利埕岛油田位于渤海湾南部、莱洲湾西北部量流体的体积流量。进λ流量计旳流体通过旋涡的浅海海域,1993年开发,目前共有油井221口气发生器产生旋涡流旋涡流在文丘利管中旋进到达井CBC5)口已形成原油年产量200万t天然气收缩管突然节流使旋涡流加速。在旋涡流产生区域外输量800万m(主要为伴生气)的生产规模]。放置压电传感器以检测旋涡流的频率此频率信号埕岛油田通过不断的摸索已形成一套行之有效的经前置放大器放大、滤波、整形后转化成与流量成正天然气计量模式。卫星平台通过计量分离器、旋进比的脉冲信号送往流量积算仪进行运算处理。由漩涡流量计进行油井伴生气计量中心平台和交气于天然气密度受温度、压力的影响较大为了能准确点利用涡街流量计进行交接计量。埕岛油田天然气测量气体介质的体积流量必须同时跟踪检测介质生产外输管网如图1。的温度和压力并将不同工况条件下的气体流量转公多卫星平f众多卫星平f换成标准状态下的p=101.325kPaT=293.15K)体积流量。中心一号外卜输]心二号压缩外进行温度、压力补偿的气态方程为cBG5气井Vo=V(z,zIp +P. p(To/T)式中,为标准状况下的体积量m3;n为流量计三站增压外瓣岛预处理站交气点实际显示值mn3为工作状态流量计上游测出的图1埕岛油田天然气管网示意表压力,Pa;7为标准状况下的绝对温度293.15Kp。为当地大气压MPa如为标准大气压0.101井组卫星平台天然气计量原理MPaT为工作状态下绝对温度(273.15+t)K;t埕岛油田井组平台由计量平台和井口平台组为工作环境温度,℃;z为标准状态下的压缩系数成。井口平台有2~9口油(水)井计量平台主要Z为工作状态下的压缩系数。有计量撬块、加热、供配电等设施两平台之间由栈2中心平台和交气点天然气计量原理桥连接。井组平台的井口混合液经过气液分离器分离后液量由质量流量计计量气量由旋进旋涡流量埕岛油田中心一号平台外输的天然气为贫气计计量。旋进旋涡流量计属于速度式气体测量仪分离岀的伴生气经过电加热器加热后直接经过海管表工作时通过测量与流量成正比的频率信号来测外输至海三站在海三站天然气压缩机增压计量外飞A4)能降低抽油杄负荷具有一定节能效果。5)该装置不适用于出砂、稠油井作业过程参考中国煤化工中充油泵筒上部严禁打管钳避免造成泵筒变形严[1]CNMH(井泵J].油气田译丛禁下井管杄携带泥砂以免造成磨损、漏失。1996(11)27-30收稿日期20040223作者简(1971-)男山东临沭人工程师1998年毕业于西南石油学院现从事生产管理工作。OIL FIELD EQUIPMENT2004Vol.33M4输中心二号平台有天然气压缩机增压后计量外输,用抗震性仪表如,旋进漩涡流量计选用TS系列所用计量仪为 Prowirl77型涡街流量计。仪表其双探头结构采用双压电晶体传感技术和电P' twirl工作原理为 Karman涡流。当流体流过路处理技术有效地抑制了因压力波动和管道振动挡体时两边会交替产生许多漩涡漩涡频率与流速对仪表造成旳影响使计量更为准确可靠涡街流量成正比。由漩涡产生的压力变化通过挡体上的圆孔计选用具有振动补偿功能的 Prowirl77型涡街流量传导至位于挡体内的DsC差动电容传感器上并转计。现场安装时尽量消减振动源影响如在中心换成电信号。传感器前置放大器不断将正弦信号转号平台压缩机出口安裝仪表的管线支撑上加装减振化为与流量成正比的脉冲信号,然后再由变送器垫尽量减少管线振动在海三站压缩机出口管线先〔或流量积算显示仪)转变成标准输岀信号。通过埋地再在地面流程上安装气表这样振动对仪表的流量计算机DXF351对来自 Prower压力变送器及影响就会减到最小。通过以上措施保证了仪表的温度变送器的信号作计算处理从而进行流量温压精度延长了仪表寿命仪表达到免维护。补偿。漩涡频率∫为洞街流量计f=S,u/b天然气压缩机〓t式中S为斯特罗哈尔数冫为流体流速为为挡体宽埋地管线度流量0~5或图3海三站天然气压缩机出囗气表安装流程传感器4-20面远程接收器3.3合理选择仪表量程现在很多气表所标量程为工况下量程程技微处理器术人员测算产量时都使用标况下的产量其关系为ZPT显示仪n=z(p2+p2)7式中为工况下的体积流量m3/hm为标准状态压力/温度传感器下的体积流量m3/hp为工况下的表压APap,为图2 Prower7型涡街流量计工作原理标准大气压101.325kPa。为当地大气压kPa;T为介质的绝对温度K;为293.15K。DSC传感器为E+H专利产品带振动补偿功在很多情况下技术人员没有意识到工况、标况能可消除任何方向的加速度及高达5001z的振动的差异或无法确切地把握实际运行工况条件往往影响避免普通涡街流量计(压电晶体式)对管道振使气表量程选大或选小造成计量误差大(量程选动产生较大误差的弱点具有防震防水流冲击及温大)或寿命缩短(量程选小)为此我们非常重视仪度突变的功能气体计量误差可小于1%。表选型等前期工作与设计部门密切配合把问题消3使用情况分析灭在萌芽状态。3.1自动温度压力补偿4工作展望以前选用的旋进漩涡流量计无温度压力补偿埕岛油田从投产至今已形成了一整套天然气计量气量必须通过人工换算导致计量精度偏低从计量管理模式保证了天然气计量交接工作。下1990年以后选用的气体计量仪包括旋进旋涡流量步为节约平台占用面积将在现有井组平台计量模计、涡街流量计均要求带有温度和压力检测系统及式的基础上试验改进后的油气水三相流量计减少微处理器自动进行温压补偿及压缩因子修正并且平台占用面积提高井组平台计量精度。配有外输信号接口能够输出4~20mA或0~5V信号气量读取实施远程自动化管理极大地提高了计参考中国煤化工量精度及自动化管理水平。CNMHG[1]尚江做海油出廾友抆术与实践M]北京石油3.2仪表防震管理工业出版社2000海上生产环境恶劣各类生产设备多存在着杂散电流及授动菱影响仪表应用的不利因素为此选