大慶油田高含水驅(qū)、注聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)的采油現(xiàn)狀,導(dǎo)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(jì)、金屬刮板流量計(jì)磨損嚴(yán)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(jì)量準(zhǔn)確度,同時(shí)降低原油流量計(jì)故障率,減少維修、維護(hù)費(fèi)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(jì)和腰輪流量計(jì)使用較多,頻繁出現(xiàn)故障,通過對(duì)這兩種流量計(jì)的使用狀況進(jìn)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(jì)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(jì)磨損情況嚴(yán)重,轉(zhuǎn)子間、刮板間的間隙相對(duì)增大,漏失量增多,致使原油流量計(jì)誤差超差情況較多,影響原油計(jì)量。

2、節(jié)能雙螺旋容積式流量計(jì)：

2.1、工作原理：

雙螺旋流量計(jì)的核心部件是1對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子,螺旋轉(zhuǎn)子的截面似斜腰子狀,2個(gè)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(dāng)液體從正方向流經(jīng)轉(zhuǎn)子時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),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(jì)量腔的容積是一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)軸上的正齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁電式傳感器的磁力線,從而產(chǎn)生正弦脈沖信號(hào),信號(hào)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(jī)構(gòu),出軸密封機(jī)構(gòu)和精修度修整器,將旋轉(zhuǎn)的次數(shù)減速后傳遞到計(jì)數(shù)器,積算體積流量。當(dāng)流量計(jì)的積算誤差超過規(guī)定時(shí),可以借助精度修正器直接調(diào)整[1] 。雙螺旋容積式流量計(jì)的理論流量計(jì)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(jì)結(jié)構(gòu)：

雙螺旋容積式流量計(jì)主要由殼體、雙螺旋轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)齒輪、齒輪箱、出軸密封機(jī)構(gòu)、精度修正器、計(jì)數(shù)器等組成(圖1)。

3、流量計(jì)應(yīng)用情況：

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

3.1、使用情況：

針對(duì)廠腰輪流量計(jì)和刮板流量計(jì)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(jì)1臺(tái),在相同工況條件下,與原有的刮板、腰輪流量計(jì)對(duì)比(3種流量計(jì)精度等級(jí)都為0.2級(jí)),利用廠體積管在線檢定,3種流量計(jì)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(duì)比3種流量計(jì)的檢定參數(shù),雙螺旋流量計(jì)的基本誤差***小,重復(fù)性***好。并且該雙螺旋流量計(jì)自2013年9月22日安裝使用1年(2個(gè)檢定周期)無維修,而其他2種流量計(jì)各維修校正1次。

3.2、維修情況：

雙螺旋流量計(jì)投入聯(lián)合站使用1年時(shí)間里無維修,廠現(xiàn)有金屬刮板和腰輪流量計(jì)180多臺(tái),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(jì)大修至少22次,1臺(tái)流量計(jì)維修成本在9000元左右,每年維修費(fèi)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(jì)的結(jié)構(gòu)材質(zhì)在3種流量計(jì)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(jì)的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì),耐腐蝕性極強(qiáng),具有防沙功能,允許被測液體含有少量微細(xì)固體顆粒。

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

3)由于在每個(gè)流量計(jì)上只用1對(duì)(2個(gè))轉(zhuǎn)子,與刮板、腰輪流量計(jì)相比,體積和重量約減少了60%~70%,同時(shí)流量計(jì)的底座設(shè)計(jì)有4個(gè)萬向輪,搬運(yùn)、拆卸、安裝非常方便。

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