靶式流量计在原油计量中的密度修正

作者:日新流量 来源:www.rixinflow.com 发表时间:2015-09-09 阅读:942次

容积式流量计号称无争议计量,用于原油贸易交接,但不适用于计量未经彻底处理的原油。未彻底处理的原油含有泥沙杂质,易造成容积式流量计卡堵或磨损。经过探讨和实践,靶式流量计可以有效解决这一问题。

      靶式流量计的计量原理为:在圆形测量管中心与流束垂直方向上设置一个靶板,流体沿靶板周围的环型间隙流过,由于流体的流动在靶板产生作用力,流体的流量与靶板所受作用力的平方根成正比。通过检测作用力的大小即可计算出流量。在靶式流量计中流体经靶板周围的环形空间流过,流通空间大,克服了容积式流量计的缺陷,不会被泥沙卡堵。同时靶式流量计界限雷诺数低(2000~4000),可以用于较高粘度介质的计量。因此靶式流量计是比较适用于计量原油的。

      2 靶式流量计的密度修正

      根据靶式流量计的计量原理,流体的体积流量与流体密度的平方根成反比。对于计量纯净单一的液体,温度一定时,密度不发生变化,不会产生计量误差。而原油由于含水量的变化而导致密度的变化,会产生一定的计量误差。误差太大时,需要进行修正。

      2.1 含水原油的密度计算

      虽然对流体密度的测定简单快捷,但现场提供的常常是原油的含水率而不是密度。从油田的资料和报表很容易查到详细的含水率记录,因此有必要由含水率换算密度。

      原油与水互不相溶,在管道中,游离水与原油分层存在,乳化水以微小颗粒状存在。原油含沙量一般很小,可以忽略不计。因此,油水混合液的密度是简单的代数相加的关系,即:

      ρH=Psρs+(1- Ps) ρY

      式中:ρH——混合液密度,g/cm3;
               ρs——水密度,ρs=1.0 g/cm3;
               ρY——原油密度,ρY=0.80~0.95 g/cm3;
               Ps——含水率,%。

      2.2 计量误差计算

      根据原油含水率的波动范围计算计量误差,决定是否对流量计进行修正,用什么方法修正。

      集油站、转油站外输原油含水率相对稳定,波动在±5%以内,误差较小,一般不需要修正。如:某集油站某一时期原油含水30%~40%时,按含水35%(密度0.916)标定流量计。含水30%时(密度0.909)误差最大,由于流量与密度平方根成反比,则误差为:

      (0.909-2- 0.916-2)/0.909-2=0.356%

      选用精度1级的流量计,则总的计量误差为:

      ±1.0035×1.01=±1.0136

      即误差为±1.36%。

      实际计量精度可达到1.5级,用于油田内部结算已足够。

      随着油田开采时间的增加,原油含水量逐渐上升。有些场合含水量无法控制,波动较大,如单井计量。这些情况就需要进行密度修正。

      2.3 密度修正方法

      2.3.1 直接标定(硬修正)

      根据含水原油的实际密度进行标定,一般流量计的标定需要标准装置。而靶式流量计除了使用标准装置外,还可现场进行干式标定,即采用砝码挂重法,这种方法方便易行。在采用干式法检定时,首先根据以下公式计算出各流量点所作用于靶板上的力F

      F =(Q/C)2/ρ

      上式中系数C由生产厂提供,ρ可根据原油的含水量计算或实际测得。用户可利用公式依次计算出仪表流量范围内瞬时流量Q与介质作用于靶上的力F间相对应的关系值,从而对仪表进行标定。这样流量计的读数就是实际的流量。

      2.3.2 人工修正(软修正)

      人工检测原油密度或原油含水率,修改仪表系数。

      流量计按水密度ρ=1.000 g/cm3进行标定,仪表系数为C,根据含水率计算出实际密度ρ,再根据密度计算出(或查表)密度修正系数Kρ=1/ρ1/2。把仪表系数改为KρC,这样流量计的读数就是实际的流量。也可用流量计的读数乘以Kρ得出实际流量。

      2.3.3 实时修正

      靶式流量计与在线式检测仪表(密度计或含水分析仪)和智能二次仪表(或计算机)配套进行密度修正,同时还可分别显示油、水总量。原理和计算同人工修正。目前尚未见到一体化的密度修正流量计,需要用户自行组合配置,方法类似于气体计量的温压补偿,不再赘述。这种修正方法适用于计量精度要求高,含水量波动幅度大、波动频繁的场合。

      3 结论

      靶式流量计结构简单,无可动部件,维护使用方便,克服了容积式流量计的结构缺陷,不会被泥沙卡堵。是一种较为理想的原油计量仪表。用户可根据对计量精度的要求和含水量变化的幅度与频度,选择合适的方式进行密度修正,用以弥补含水量的变化造成的计量误差,保证计量精度。

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