幾種原油流量計的原理與應用
發布時間：2023-03-12 21:56:51來源：hseauto.cn來源：..
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目前，油田開發已經進入高含水期，原油開采難度越來越大，生產任務逐年緊張，針對原油計量的環節，如何進一步強化原油計量工作，提高原油計量的準確性，降低計量儀器儀表的誤差和維修次數，減少設備的維護成本，將成為我們最重要的攻關課題。原油計量的流量計的主要有早期的腰輪流量計、改進的防沙腰輪流量計、最新的金屬刮板流量計等幾種類型，
1 腰輪流量計的原理與使用
腰輪流量計作為容積式流量計量中的典型，常用于計量管線中連續通過的液體流量。腰輪流量計具有廉價的制造成本、結構原理設計簡單、安裝使用維修方便、使用壽命長等特點，廣泛用于油田開發初期低含水的原油產量計量。
腰輪流量計的工作原理是，當被測原油流經流量計的腔體，在負壓的作用下，腔體的進出兩端會出現壓差，通過壓力的驅動作用，機體內的轉子便會產生轉動。另外，通過轉子上一對旋轉齒輪，使兩個轉子交替進行轉動。由于流量計的內腔容積是定值，被計量的液體流量應與轉子轉數成正比關系，通過計算旋轉的圈數，從而實現計量，其結構原理如下圖：
圖1 結構原理圖
油田開發初期，由于開采原油的含水普遍偏低，采出的地下原油對計量裝置有較好的潤滑作用，可以增加流量計內部元件的運轉周期，腰輪流量計不僅具有傳輸平穩、噪音小，而且計量的精準度很高。近年來，隨著地下開采原油含水率逐年升高、原油中聚合物的含量也越來越高，整個原油組分的變化導致物理性質改變，原本的潤滑作用也逐漸失效。此外，采出地下原油中攜帶有大量的作業施工殘余的泥漿和泥沙等雜質逐漸增多，這些雜質在輸送到流量計時，將在腔內逐漸形成沉積，由于沉積的泥沙對連續轉動的轉子形成不間斷的摩擦，嚴重損壞計量元件，最終導致流量計的損壞。
為降低和避免流量計的磨損現象，延長流量計的運轉周期和使用壽命，保障全廠各站、庫的原油生產平穩輸送和精確計量，我們要求各站庫的原油流量計安裝過濾裝置，并對過濾裝置定期進行清洗處理，確保原油流量計正常平穩運轉，精確計量。
2 防沙腰輪流量計原理與使用
由于普通的腰輪流量計已經無法滿足油田開采原油的穩定和長期計量，在其基礎上，通過對結構方面的優化設計和改進，內部主要元件選用最新材質的抗磨高強度的高端復合材質，其耐磨性能是普通元件的2倍多。防沙腰輪流量計和普通腰輪流量計的工作原理是一樣的。
為進一步提高腰輪流量計的防沙作用和耐磨性能，通過在含沙量較高的轉油站庫現場試用，防沙腰輪流量計取得較好的應用效果。
3 金屬刮板流量計原理與使用
金屬刮板流量計不僅體積小，而且具備防沙結構，計量工作時，工作元件只為兩個窄小的刮板，與其他計量方式相比，元件的工作接觸面積大大降低，這樣就大大降低和避免發生卡、堵的概率。此外傳動部件采用了不銹鋼高性能材質，軸承元件采用密封式的滾珠軸承，具有高效的耐水、耐磨性能。其工作原理如下圖：
隨著三次采油技術的應用和發展，采出原油中聚合物的含量不斷增多，致使采出原油攜帶泥沙等異物的能力進一步加大，由于過濾裝置的存在，這些雜質在過濾器前端逐漸堆積沉淀，日積月累的作用下，往往沉積雜質最終會沖破過濾器中的過濾網進入腰輪流量計機體，造成轉子卡、堵等現象，對站庫轉油計量工作造成嚴重影響。為此，我們采用金屬刮板流量計進行現場應用試驗。通過與腰輪流量計對比，刮板流量計更具有防卡、防堵的特點，異物造成計量腔內轉子卡死的情況明顯減少，流量計的維修周期明顯延長，故障概率明顯降低。但個別站庫采出原油中因為含沙量大，刮板表面的防護層短時間被磨損掉，其內部磨損程度將進一步加快，最終會損壞刮板及轉子元件。所以，生產廠家在選用和制造刮板部件材質還有待于進一步的改進和完善。
4 結論與認識
通過原油流量計現場實際應用、檢修情況分析，我們可以得出以下結論：
（1）在原油低含水或者水驅站庫轉油站，采用普通的腰輪流量計完全可以滿足計量的要求。
（2）在高含水的站庫轉油站，為減小卡堵情況的發生建議應用金屬刮板流量計。
（3）在采出原油含聚量較高、或者原油中泥沙較多的站庫轉油站，為降低計量儀器儀表的磨損，建議應用防沙腰輪流量計。
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