蘇里格氣田單井流量計選型優化
發布時間：2023-01-07 20:16:21來源：hseauto.cn來源：..
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蘇里格氣田目前采用高效低成本的開發模式，大量采用了智能化生產管理系統，流量計在生產指揮中發揮重要作用。針對蘇11、蘇53區塊生產的實際特點，結合幾種單井流量計的現場使用效果分析，確定了內錐式流量計作為我區塊生產中使用的主要流量計類型。該流量計具有以下優點：精度高，零部件損壞率低，拆裝方便、勞動量小，安全可靠，在蘇里格氣田蘇11、蘇53區塊現場推廣使用475口井，取得了較好的使用效果。
蘇里格氣田屬于典型的“低滲、低壓、低豐度”氣田，開采難度大，技術要求高。產品以天然氣為主，伴生少量輕質油及地層水。目前我項目部所屬蘇10、蘇11兩個區塊開發方式以直井為主，蘇53區塊以水平井開發為主；目前投產井共計660余口。單井生產的天然氣通過管線在集氣站進行集中增壓后，將天然氣輸送到下游用氣單位。隨著井數的增加，如何及時掌握每口井生產動態，及時處理井場出現的問題，便是工作的重中之重。
井場工藝流程
目前所屬區塊推廣實施的氣井井口智能生產控制系統包括數據采集，無線傳輸，緊急截斷，遠程控制，電子巡井等幾部分組成。其中井口數據采集系統主要包括：流量計、套壓變送器、油壓變送器等設備。流量計等設備采集的數據通過井口RTU遠傳系統，傳回到生產調度中心。通過對數據的監控，可以及時的了解該井的生產狀態和存在的問題。并可根據現場情況及時派出人員進行處理。該系統可及時發現現場異常情況，極大的提高了工作效率和安全性。而生產過程中流量計需提供準確的單井產量，以便于后期地質分析及工藝措施的開展，同時為智能化生產系統提供數據支持。
旋進漩渦流量計簡介
工作原理與結構特征。在入口側安放一組螺旋型導流葉片，當流體進入流量傳感器時，導流葉片迫使流體產生劇烈的旋渦流。當流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。信號經前置放大器放大、濾波、整形轉換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理，最后在液晶顯示屏上顯示出測量結果（瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數據）。其轉換器原理框圖如圖所示：
流量計結構。旋進旋渦流量計主要由殼體、旋渦發生體、傳感器（溫度、壓力、流量入整流器、支架和轉換器構成。結構見下圖。
內錐式流量計工作原理
工作原理。該內錐式流量計是差壓式流量計的一種，當流體連續流經圓形管道內的內錐裝置時，流束將在內錐體處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，于是在內錐體前后產生差壓。流體流速越快，在內錐體前后產生的差壓也就越大。因此可通過測量差壓，來測量流量的大小。因此天然氣在通過流量計腔體時，由引壓管分別連接流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器，測量腔體內天然氣的各項參數，并通過積算儀進行流量測定。
流量計原理對比分析：旋進漩渦流量計在工作時各工作元件需直接接觸天然氣等介質，工作元件受介質的影響較高；一般適合單相流體。而內錐式流量計則通過引壓管連接各工作元件，工作元件靠介質傳導提供各項參數，不直接被流體進行沖擊。
現場流量計使用情況及維修量統計：以蘇10、蘇11區塊2009年份統計數據為準，兩個區塊先后引進3個廠家生產的旋進漩渦流量計，在用的旋進漩渦流量計共計222臺。引進內錐式流量廠家2個，在用流量計共計175臺。
零部件損壞情況統計。更換各種零部件共計175個；其中流量傳感器86個，溫度傳感器27個，壓力傳感器24個，通訊模塊6個，前置放大器17個。
零部件損壞情況統計。更換零部件10個；其中溫度變送器6個，壓力變送器1個，差壓變送器1個，通訊模塊1個。
主要故障表現形式及原因分析：由于蘇里格氣田屬低壓、低滲區域，氣井實現生產均需進行壓裂造縫后方可獲得工業氣流。在生產初期，天然氣中會攜帶壓裂砂和壓裂液進入地面管線中。天然氣在正常生產過程中也會攜帶一定量的地層砂和地層水。因此天然氣中攜帶的水及各種雜質會對流量計產生影響。
旋進漩渦流量計故障表現及原因分析。數據無顯示、或無變化或數據異常。引起此類故障的原因主要有：
流量計漩渦發生體被砂粒打堆變形，漩渦發生體葉片被堵塞，甚至憋壓后將漩渦發生體吹沒。2006年所使用漩渦發生體屬鋁制，材質較軟，易發生此類情況，存在一定安全隱患。2008年改為不銹鋼材質。故障率得到降低，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器被氣流刺穿甚至刺沒，無法正常工作，引起流量不準。
天然氣流量較大時，在流量計腔體內出現節流，所攜帶的水在工作元件表面形成冰面，致使工作元件無法正常工作。
殼體爆裂。殼體爆裂是較為嚴重的安全事故，主要是由于氣井含砂較多，將工作元件刺漏、刺沒，從而導致天然氣進入流量計上殼體，由于上部殼體不承壓，從而導致爆裂。
主板報廢。引起主板報廢的原因主要有：腔體之間密封不嚴，天然氣上竄導致顯示屏電路短路。上部殼體安裝不嚴或出現大的縫隙，由于安裝場地處于戶外，雨水及霧氣進入殼體，導致電路損毀。
數據遠傳無信號。數據遠傳不正常涉及到流量計方面主要是主板損壞，與其它設備的接線不對，通訊協議不支持，電池電力不足。內錐式流量計故障表現及原因分析。數據異常導致該情況的主要原因是各種變送器引壓管出現堵塞。該情況主要出現在冬季。由于天冷，單井流量計未做保溫及加熱措施，導致引壓管內積液產生凍堵情況。或初期壓裂液等雜質進入引壓管內堵塞通道，導致數據不準數據無顯示主要是由于零部件損壞導致。
數據遠傳無信號。主板損壞；通訊協議不支持；電池電力不足。通過對這兩種流量計工作原理和結構組成、使用效果、維修情況及故障原因的分析對比，可以得出結論：內錐式流量計適應蘇里格氣田生產實際，值得推廣。
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