大慶油田高含水驅(qū)、注聚合物驅(qū)、三元復合驅(qū)的采油現(xiàn)狀,導致含沙及含聚等雜質(zhì)逐年增多,造成轉(zhuǎn)油站目前所使用的腰輪流量計、金屬刮板流量計磨損嚴重、轉(zhuǎn)子卡堵、使用壽命逐年縮短等情況越來越突出。因此,如何提高原油計量準確度,同時降低原油流量計故障率,減少維修、維護費用,從而降低原油生產(chǎn)成本,顯得格外重要。

1、現(xiàn)狀：

目前,金屬刮板流量計和腰輪流量計使用較多,頻繁出現(xiàn)故障,通過對這兩種流量計的使用狀況進行分析,存在高故障率的原因:近年來,各采油區(qū)域含水率不斷升高,原油攜帶泥沙、泥漿量增加,使腰輪流量計軸和軸套偏心,軸套碎裂;采出液含有聚合物、三元化合物等容易使鑄鐵和普通合金鋼體產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢的現(xiàn)象,造成這兩種類型原油流量計磨損情況嚴重,轉(zhuǎn)子間、刮板間的間隙相對增大,漏失量增多,致使原油流量計誤差超差情況較多,影響原油計量。

2、節(jié)能雙螺旋容積式流量計：

2.1、工作原理：

雙螺旋流量計的核心部件是1對螺旋轉(zhuǎn)子,螺旋轉(zhuǎn)子的截面似斜腰子狀,2個螺旋轉(zhuǎn)子大小相同,曲線形狀相同,旋轉(zhuǎn)方向相反,分別為左螺旋轉(zhuǎn)子、右螺旋轉(zhuǎn)子。螺旋轉(zhuǎn)子被固定在轉(zhuǎn)子軸上,當液體從正方向流經(jīng)轉(zhuǎn)子時帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)子與測量室殼體將流入的被測液體分割成已知體積的“液塊”并排出,由于計量腔的容積是一個固定值,所以,被測液體的流量與螺旋轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)成正比,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過安裝在其中一個轉(zhuǎn)軸上的正齒輪轉(zhuǎn)動切割磁電式傳感器的磁力線,從而產(chǎn)生正弦脈沖信號,信號被智能流量轉(zhuǎn)換器采集并處理,即通過與轉(zhuǎn)子軸聯(lián)接的變速機構(gòu),出軸密封機構(gòu)和精修度修整器,將旋轉(zhuǎn)的次數(shù)減速后傳遞到計數(shù)器,積算體積流量。當流量計的積算誤差超過規(guī)定時,可以借助精度修正器直接調(diào)整[1] 。雙螺旋容積式流量計的理論流量計算公式如下:

q_f=n V(1)

式中:q_f——工況下的體積流量,m³/h;

n——旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速,r/s;

V——旋轉(zhuǎn)體每轉(zhuǎn)一周所排流體的體積,m³/r。

2.2、雙螺旋流量計結(jié)構(gòu)：

雙螺旋容積式流量計主要由殼體、雙螺旋轉(zhuǎn)子、驅(qū)動齒輪、齒輪箱、出軸密封機構(gòu)、精度修正器、計數(shù)器等組成(圖1)。

3、流量計應(yīng)用情況：

腰輪流量計、刮板流量計、雙螺旋流量計材質(zhì)及技術(shù)特性見表1。

3.1、使用情況：

針對廠腰輪流量計和刮板流量計故障率高的情況,在南三一聯(lián)合站安裝使用雙螺旋容積式流量計1臺,在相同工況條件下,與原有的刮板、腰輪流量計對比(3種流量計精度等級都為0.2級),利用廠體積管在線檢定,3種流量計的檢定數(shù)據(jù)見表2。

經(jīng)過廠體積管現(xiàn)場在線檢定,在相同工況條件下,對比3種流量計的檢定參數(shù),雙螺旋流量計的基本誤差***小,重復性***好。并且該雙螺旋流量計自2013年9月22日安裝使用1年(2個檢定周期)無維修,而其他2種流量計各維修校正1次。

3.2、維修情況：

雙螺旋流量計投入聯(lián)合站使用1年時間里無維修,廠現(xiàn)有金屬刮板和腰輪流量計180多臺,由于現(xiàn)采出液(高含沙、含水、含聚合物)造成每年這2種流量計大修至少22次,1臺流量計維修成本在9000元左右,每年維修費用大約20萬元,增加了油田生產(chǎn)成本。而雙螺旋容積式流量計的結(jié)構(gòu)材質(zhì)在3種流量計中是***好的,有效減少大修次數(shù),無形中節(jié)約油田生產(chǎn)成本。

4、結(jié)束語：

1)雙螺旋容積式流量計的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕性極強,具有防沙功能,允許被測液體含有少量微細固體顆粒。

2)雙螺旋容積式流量計螺旋轉(zhuǎn)子的獨特設(shè)計,使流量計流量范圍比刮板和腰輪流量計的流量范圍提高約30%,并且誤差***小,重復性***好。

3)由于在每個流量計上只用1對(2個)轉(zhuǎn)子,與刮板、腰輪流量計相比,體積和重量約減少了60%~70%,同時流量計的底座設(shè)計有4個萬向輪,搬運、拆卸、安裝非常方便。

4)雙螺旋容積式流量計應(yīng)用在轉(zhuǎn)油站計量上,當液體流過計量腔時,1對螺旋轉(zhuǎn)子作等速旋轉(zhuǎn),保證排量均衡無脈動,震動及噪聲很低;結(jié)構(gòu)簡單、精巧,便于維護,直接嚙合式的螺旋轉(zhuǎn)子接觸部分無滑動,減少齒輪間的機械磨損,采用不銹鋼材質(zhì),使用壽命長。