1. 您好,三暢儀表官方網站歡迎您!

      單位換算|官方微信|加入收藏|聯系三暢

      智能電磁流量計

      新聞資訊

      聯系我們

      熱門文章

      電磁流量計在原油分線計量系統中的設計及應用評價

      來源:作者:發表時間:2019-10-22 15:58:18

      一、概況
      隨著油田的不斷開發,聯合站來液越來越復雜,區塊越來越多,用傳統的取樣化驗含水率以及利用流量計計量液量、油量,不僅工作量大,而且人為因素大、測量時間長,給生產管理、考核、配產等都帶來了很大的不便。為了摸清各個區塊、不同來油管線的產液量、產油量情況,提高生產的積極性,便于集中管理、提高效率以及方便地質工作者進行數據分析,我們采用了技術先進、精度高、質量可靠的遠程實時監控原油分線計量系統(以下簡稱“原油分線計量系統”),實現了原油在集輸過程中液量、油量、水量、含水率的在線自動檢測計量,有效地解決了各采油站來油計量存在的問題。
      二、原油分線計量系統的原理及結構
      原油分線計量系統運用電子學、計算機技術、機械制造、通信技術、流體力學等綜合集成,主要由以下三部分構成。
      (一)FGH系列原油含水率自動監測儀
      FGH系列原油含水率自動監測儀(簡稱FGH含水儀)由γ射線源、探頭傳感器、變送器、數據采集接口板等主要部件組成。該監測儀是利用原油和水對γ射線吸收能力的差別原理研制的,對于能量一定的γ射線,在穿透介質時,它的強度γ衰減與介質的成分、密度和厚度有關。利用低能放射源钚238(Pu238)發出的γ射線穿過油水混合物,根據油、水介質對射線的吸收系數的不同計算轉換含水率。具體計算如下:總計數為N0的γ光子通過厚度為L的被測介質,被介質吸收一部分后計數為Nx,其吸收規律滿足:Nx=N0e-μxL。FGH含水儀構成與原理圖如圖1所示。帶二次表頭的含水儀實物如圖2所示。
      20191022155914.jpg
      μx是混合介質的綜合線性吸收系數,因此μx必然與油、水混合物的不同體積含量有關。使用光子探測器將Nx計數準確測量,再配以各種形式的數據獲取處理系統(配套系統),就可以計算輸出混合介質中的含水率。FGH含水儀必須豎直自下而上安裝在被測管線上;壓力變送器為可選配件;若來液溫度變化較大(超過15℃),則為了提高精度必須安裝溫度變送器進行溫度修正。分線計量系統工藝流程如圖3所示。
      20191022155926.jpg
      SKZN系列旋轉電磁流量計是針對傳統電磁流量計的升級改造,主體由主體殼、轉子、偏心軸承、中心軸、上下分流箱、上端蓋和磁力聯軸器等組成,如圖4所示。其工作原理是:計量腔由筒形入口腔和出口腔組成,兩腔同體,入口腔和出口腔之間嵌接著隔板,以防止被測液體由入口直接流入出口。在隔板上下兩端裝有上、下分流箱,分別對稱開有一個進油孔和出油孔,通入計量腔,形成進出油通道,當被測液體通過上、下分流箱的進油孔和出油孔流入、流出時,在壓差的作用下將轉子浮起,并推動轉子在計量腔內做旋轉運動。在轉子運動過程中,與殼體內壁之間形成不間斷的周期性變化的容積室,當轉子和殼體的結構尺寸一定時,排出液體的體積量與轉子的轉速成正比。轉子經輸出軸帶動發訊器工作,將轉子的轉速以脈沖信號形式傳給智能指示器的CPU進行編碼處理后,液晶顯示器會準確指示液體的流量值。同時,流量脈沖信號或數字信號還可以直接遠傳至二次儀表或計算機,實現了流量測量的自動控制和準確計量。
      20191022155934.jpg
      HGS-F數據采集系統采用818數據采集器,數據采集量是脈沖量、A/D(模擬/數字)量,軟件采用“組態王”組態軟件,算法通過VB語言編寫,算法精致、速度快,它本身不會影響工業控制計算機的任何其他處理功能。由遠程實時監控系統包括FGH含水儀、SKZN系列旋轉電磁流量計、HGS-F數據采集系統,可形成完整的原油在線計量和動態管理系統,實現各類生產報表數據、圖形曲線等文件的顯示和打印。
      三、原油分線計量系統的技術特點
      原油分線計量系統是一種非接觸自動在線測量儀表,自動化程度高,測量對象多,采用標準化高可靠性的硬件產品,并采用高集成化程度的系統軟件平臺。該系統測量精度高,穩定可靠;FGH含水儀與油水的混合狀態無關,根據γ射線的基本特性,射線直接與介質分子中的原子發生相互作用,所以油和水對γ射線的吸收與油水組成狀態無關,不影響儀表的全量程測量;該系統實現全量程線性化在線連續自動測量,在全量程內保持線性刻度,便于定期校驗;配置工業計算機,能完成所有組態任務;各站通過光纜聯網,數據隨時上傳;系統隨時可隨意擴充、引入現場總線;結構簡單,安裝使用方便,使用壽命長。
      四、原油分線計量系統的應用
      風城油田作業區稀油聯合站擔負著夏子街、烏33、烏36、烏5區塊來油處理任務。夏子街采油站來油在夏子街轉油站初處理后管輸至聯合站,烏33、烏36、烏5區塊來油沒有初處理,經過分離器分離后計量。在分離器的出口管線上分別安裝了一套FGH含水儀和電磁流量計。通過工藝改造,分別對采油、來油分析計量后進沉降罐。可隨時對流量計進行校對與調整,從而保證儀表計量的準確性和可靠性。改造前、后工藝流程分別如圖5(a)、圖5(b)所示。
      20191022155944.jpg20191022155954.jpg
      稀油注輸聯合站原油分線計量系統改造后已經使用2個月,現將2個月分線計量的數據與傳統大罐計量的數據對比,并進行了含水跟蹤分析,總結如下。
      (一)分線計量液量與大罐計量液量對比分析分線計量液量與大罐計量液量對比分析如圖
      6、圖7所示。
      20191022160003.jpg
      分線計量液量是由流量計讀出,而大罐計量液量數據是每天進站油量/密度+排水量。由圖6可以看出,分線計量與大罐計量出的液量基本一致,由2個月數據分析,分線計量平均每天液量為2609.5m3,大罐計量平均每天液量為2670.2m3,大罐計量液量比分線計量液量平均每天多約60m3。誤差平均保持在-50~70m3之間,平均液量誤差控制在2.2%內。
      (二)分線計量油量與大罐計量油量對比分析
      分線計量油量=流量計計量液量×(1-含水率)×密度,大罐計量油量=大罐標定系數×液位高度。
      由圖8可以看出,分線計量與大罐計量出的油量基本一致,由2個月計量數據分析,分線計量平均每天油量為863.8t,大罐計量平均每天油量為896.6t,大罐計量油量比分線計量油量平均每天多32.8t。
      20191022160018.jpg
      由圖9可以看出,大罐計量油量比分線計量油量平均每天多32.8t,平均油量誤差控制在3%以內。
      (三)分線計量油量與外輸量數據對比
      由2個月分線計量與大罐計量出的油量以及外輸量數據對比分析得出,分線計量油量為51830t,大罐計量油量為53796t,外輸量為57771t。外輸量減去轉油量(近3000t),即為54771t。平均每天分線計量油量為863.8t,平均每天大罐計量油量為896.6t,平均每天外輸量為912.8t。也就是說平均每天分線計量油量比外輸量少49t。分線計量油量與外輸量數據對比如圖10所示。
      20191022160027.jpg
      (四)烏爾禾及夏子街來油含水分析
      通過近2個月夏子街、烏爾禾來液含水分析可知,分線計量含水值與化驗室化驗值基本一致,誤差基本在-1%與+1%之間波動,如圖11所示。
      20191022160037.jpg
      五)應用效果
      稀油注輸聯合站自2010年5月安裝原油分線計量系統以來,到目前儀器運行良好。計量準確率達到了要求。
      (1)儀器檢測比較準確,誤差較小,真實反映了采油隊的產量情況,實現了進站原油的含水、液量、油量、水量的在線自動連續監測計量。
      (2)自動化程度高,操作運行全自動化,簡易直觀。可選擇在線顯示產液量、產水量、含氣量、含水量的瞬時、班、日、月和年的報表。
      (3)可有選擇地在線顯示時、日、月的原油含水變化趨勢圖和產油量、產水量累計值。測量數據可儲存一年,可查閱歷史記錄,并可有選擇地自動儲存,自動打印,節約了大量的手工勞動。
      五、原油分線計量系統產生的效益
      (1)建立原油分線計量系統,自動化控制技術水平得到了全面提升,可以安全可靠地實現生產工藝流程,減少人為因素帶來的誤差,保證了盤庫的準確性,以及原油含水、污水水質的達標等。同時減輕了操作人員的勞動強度,提高了工作效率和效益。
      (2)建立遠程實時監控原油分線計量系統,上級領導可以及時方便地了解掌握采油隊生產情況,更有效地指導調節生產。
      (3)建立遠程實時監控原油分線計量系統,能更加有效地管理和調節分離器的運行情況,使分離器更加安全高效地運行。
      六、運行中存在的問題及下一步建議
      (一)存在的問題
      該系統在運行中,我們發現該系統存在若干問題,影響其正常運行:
      (1)由于分離器來液管線存在問題,使烏33、烏36和烏5來液不能完全分開計量。
      (2)由于稀油含水較高,致使過濾器經常結垢堵塞,且原油含雜質多,也會使過濾器經常堵塞,因此增加了操作人員的工作量。
      (3)由于高含水來油沒有一個標準的化驗含水的方法,導致校對FGH含水儀困難,儀器測量誤差較大。
      (二)下一步建議
      (1)對分離器進行改造,最好在分離器前端加一個來液過濾器。
      (2)實現分線計量數據的網絡連接,充分利用分線計量的數據服務于生產。
      (3)完善制度、規范管理,認真做好分線計量裝置的運行管理,加強保養,提高儀表的平穩性和運行率。
      七、結論
      稀油注輸聯合站建立原油分線計量系統,較好地實現了各采油隊的計量工作,避免了人工檢測工作量大、誤差大的現象,極大地提高了集輸系統的生產效率,取得了良好的經濟效益和社會效益。
      掌上啪啪啪