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    2019-03-22 11:18:33

    [摘要]文章对油田企业联合站大排量污水计量中存在的难题进行了分析,并将靶式流量计应用于实际生产中,对解决油田大排量污水计量具有一定的参考价值。

    油田生产中,采出液经过联合站处理,每天产生大量的工业污水,以孤岛采油厂为例,目前全厂共8座污水处理站,年处理、外输污水4600万m㎡,年外排污水400余万m2。为了保持地层能量的平衡,必须将这些污水进行回注,为此孤岛采油厂先后投资几千万建成东水西调管网,利用各种能够利用的报废井进行污水回注。对每口井进行合理的配注是油田生产中的一个关键环节,污水计量的准确与否就成为一个关键问题。由于以前安装的污水流量计庞大笨重,长期以来不能定期拆卸标定,计量的数据基本不能参考,加上注聚多年来污水的腐蚀、脏污程度及粘性成分越来越多,造成污水难以准确计量,影响污水回注量的准确调配,给日常管理、生产调节、污水量考核等带来不便。同时,导致总液量无准确数据,存在地质产水量、污水处理量和注水量三者不吻合现象,影响了相关开发方案的编制和实施,影响降液、控污、稳油等注采调整方案的实施。

    1污水流量计存在的问题

    油田在用的大口径污水流量计主要有老式的涡轮流量计(电子水表)、旋涡流量计、电磁流量计,电磁流量计使用量最大,分布在各联合站污水外输计量、注水站进罐计量及注水泵进口计量上,生产厂家也较杂,安装流程、方式也很杂,许多不符合计量要求,缺乏专业的管理,不能定期进行检定维护,计量准确性难以保证。

    (1)涡轮流量计由于磨损严重,整体拆卸标定麻烦,维修困难,目前已基本淘汰。

    (2)旋涡流量计受油、聚合物等粘稠物体影响较大,同样存在整体拆卸标定麻烦、维修困难等问题,无法保证数据的真实性。

    (3)电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。电磁流量计计量准确的一个前提是管线内磁场均匀,电磁流量计内壁易结油,将电极覆盖住,磁感应强度发生改变,管线内磁场分布不均匀,导致计量不准。影响电磁流量计准确性的另一个重要原因是:原油从产出到处理过程中添加的各种化学药剂对污水介电常数的影响,改变了电导率,影响电磁流量计的磁场,造成一定的计量误差。

    2靶式流量计在污水计量中的应用

    2.1原理

    靶式流量计在测量管中心同轴放置一块圆形靶板,当流体冲击靶板时,靶板上受到一个力F,它与流速V、介质密度p和靶板受力面积A之间关系式如式(1)所示。

    image.png

    式中:F为靶板上受的力,N;CD为阻力系数;p为流体密度,kg/m2;V为流体流速,m/s;A为靶板受力面积,m2。

    image.png

    2.2影响因素

    靶式流量计结构简单,受力元件靶板采用不锈钢材料,耐磨耐腐蚀,不受介质物性的影响。从公式中可以看出,靶板面积一定,阻力系数一定,影响因素只有流体工矿密度,受温度的影响,流体密度发生变化,可通过实际测量得到流体工矿密度。

    查资料得知,清水在1个大气压下,其密度值如表1。水温变化引起的流体密度变化引入的计量误差如表2。

    image.png

    一般污水水温在40℃~50℃,经过修正,可确保计量准确。

    2.3标定

    流量计使用前送山东省大流量标定站进行标定,得到流量系数值,使用一段时间后,如怀疑不准,可通过干式标定与出厂数据比对,调整流量系数,这种干式标定只需配备砝码即可进行,简单易行。因靶式流量计检测的是水流对靶片的冲击力,与干式标定时砝码加在靶杆上的力有一定的正比例对应关系,所以靶式流量计产生变差后,砝码对应的流量变化与实流标定数据的变化是一致的,只需修正到出厂干式标定的数值即可实现流量计的准确标定。

    image.png

    2004年4月我们在孤二联试用DN300靶式流量计一台,效果较好,2005年在全厂推广使用17台,全部采用插入式靶式流量计,拆卸方便,通过几个月的运行情况看,效果较好,全厂每天产生的污水量有了一个比较准确的数据,为下一步管理区污水考核奠定了基础。

    3结论

    我们可以看出,靶式流量计在油田污水计量方面有其独到的优越性,一方面能满足计量准确性的要求,另一方面拆卸方便,易于实现定期的标定,确保整套系统量值传递的准确可靠。因此,我们认为在目前情况下靶式流量计比较适合油田大流量污水的计量。



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