氣田從單井開(kāi)采到多井開(kāi)采和集輸過(guò)程中, 均會(huì)涉及濕氣計(jì)量, 即使在計(jì)量前端都配備有分離器, 但由于工況條件 (壓力、溫度) 的變化, 經(jīng)分離后的氣體中還是不可避免地含有液體, 易在導(dǎo)壓管上、下游淅出液體, 在導(dǎo)壓管或儀表腔室內(nèi)形成液柱, 產(chǎn)生一定的附加壓力, 將影響差壓式流量計(jì)的準(zhǔn)確度, 通過(guò)在導(dǎo)壓管加沉降器, 經(jīng)過(guò)再次氣液分離, 確保流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度得到有效改善。

美國(guó)雪佛龍公司對(duì)濕氣計(jì)量的試驗(yàn)研究結(jié)果表明: (1) 用孔板流量計(jì)測(cè)量氣體流量, 當(dāng)氣體中夾帶少量液體時(shí), 流量測(cè)量不確定度偏高, 測(cè)量的濕氣流量隨β的增加而減少, 在比為0.7時(shí), 測(cè)得的流量偏差為-1.7%; (2) 當(dāng)少量液體時(shí), 在比為0.5時(shí)表明孔板性能較好, 但是將夾帶在孔板上游脫出, 以獲得***佳的計(jì)量性能; (3) 用舊的孔板流量計(jì)測(cè)量濕氣, 流量計(jì)量值將降低3%[1]。中石油計(jì)量測(cè)試研究所對(duì)濕氣計(jì)量研究結(jié)果表明:在特定現(xiàn)場(chǎng)條件下對(duì)用于濕氣測(cè)量的一臺(tái)孔板流量計(jì)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)測(cè)試, 測(cè)試結(jié)果表明, 濕氣測(cè)量存在約3%的正偏差[2]。

川西氣田差壓式流量計(jì)安裝方式有三種:種是在導(dǎo)壓管上端安裝, 常用于流量計(jì)算機(jī)和SGQ化一體化差壓式流量計(jì);第二種是在導(dǎo)壓管下端安裝, 常見(jiàn)于流量比對(duì)用的核查儀;第三種是流量計(jì)與導(dǎo)壓管直接安裝, 如QJT01一體化差壓式流量計(jì)。

流量計(jì)在導(dǎo)壓管上端安裝誤差理論分析圖如圖1所示。

根據(jù)液體力學(xué)原理, 可得出以下公式:

根據(jù)公式 (3) 可以得出濕氣條件下, 差壓式流量計(jì)在導(dǎo)壓管上端安裝時(shí), 差壓、流量運(yùn)行的幾種情況:

(1) 當(dāng)時(shí), 濕氣條件下測(cè)得的差壓比干氣條件下測(cè)量的差壓值偏高, 流量比干氣條件下測(cè)得的流量偏大。

(2) 當(dāng)時(shí), 濕氣條件下測(cè)得的差壓比干氣條件下測(cè)量的差壓值偏低, 流量比干氣條件下測(cè)得的流量偏小。

(3) 當(dāng), 濕氣條件下測(cè)得的流量與干氣條件下測(cè)量的流量相同。

同理, 可以推出濕氣條件下, 差壓式流量計(jì)在引壓管下端安裝時(shí), 差壓、流量運(yùn)行的幾種情況:

(1) 當(dāng)時(shí), 濕氣條件下測(cè)得的差壓比干氣條件下測(cè)量的差壓值偏高, 流量比干氣條件下測(cè)得的流量偏大。

(2) 當(dāng)時(shí), 濕氣條件下測(cè)得的差壓比干氣條件下測(cè)量的差壓值偏低, 流量比干氣條件下測(cè)得的流量偏小。

(3) 當(dāng)時(shí), 濕氣條件下測(cè)得的流量與干氣條件下測(cè)量的流量相同。

當(dāng)流量計(jì)與導(dǎo)壓管直接安裝, 流量計(jì)不受導(dǎo)壓管、儀表腔室液柱的影響, 但易受測(cè)量管內(nèi)液體的波動(dòng), 在引壓管處形成脈動(dòng)流, 影響計(jì)量準(zhǔn)確度。

大邑配氣站氣質(zhì)干凈, 不含液, 通過(guò)在進(jìn)氣管線流量計(jì)算機(jī)加沉降器后計(jì)量與出氣管線流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行比對(duì) (大邑配氣站只有一條進(jìn)氣管線和一條出氣管線) , 通過(guò)65 min的流量比對(duì), 進(jìn)氣管線流量計(jì)算機(jī)與出氣管線流量計(jì)算機(jī)的流量誤差-3 m, 流量相對(duì)誤差為-0.0 6%, 說(shuō)明在干氣條件下, 加沉降器不會(huì)影響流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度。

聯(lián)4高壓氣質(zhì)中含有一定的凝析油, 在聯(lián)4井站高壓裝置計(jì)量系統(tǒng)排污閥接口并聯(lián)連接SGQ流量核查儀, 經(jīng)過(guò)6 d的流量比對(duì), 流量核查儀比流量計(jì)算機(jī)偏低2.88%;可見(jiàn), 濕氣計(jì)量不適合作流量比對(duì), 且核查儀在導(dǎo)壓管下端安裝, 一般流量偏低。

選擇氣質(zhì)含液的聯(lián)4井站, 取壓裝置采用孔板閥, 差壓式流量計(jì)在引壓管上端安裝, 流量核查儀與沉降器的安裝如圖2所示。

流量計(jì)算機(jī)每隔8 h進(jìn)行一次導(dǎo)壓管排液, 沉降器每天排一次液, 流量計(jì)算機(jī)與流量核查儀比對(duì)數(shù)據(jù)如圖3所示。

從圖3中可以看出, 流量計(jì)算機(jī)每次排液后, 差壓及流量相對(duì)誤差***小, 隨著時(shí)間的增加, 含液氣體在導(dǎo)壓管內(nèi)淅出液體, 形成附加壓力, 造成差壓虛高, 從而引起流量偏高;同時(shí), 可以看出, 含液氣體對(duì)靜壓影響可以忽略不計(jì), 可見(jiàn), 濕氣計(jì)量對(duì)所測(cè)的差壓及流量的準(zhǔn)確度影響極大。

聯(lián)4高壓流量計(jì)算機(jī)、流量核查儀的交接量與新場(chǎng)配氣站聯(lián)4高壓接收量的流量誤差如圖4所示。

從圖4以看出, 聯(lián)4高壓流量計(jì)算機(jī)與聯(lián)4高壓接收量之間流量波動(dòng)較大, ***大日輸差在6%左右, 通過(guò)加沉降器, 聯(lián)4高壓流量核查儀與聯(lián)4高壓接收量之間輸差較平穩(wěn), 保持在2%左右, 說(shuō)明通過(guò)安裝沉降器, 對(duì)濕氣計(jì)量準(zhǔn)確度有明顯改善。

在新26井一級(jí)分離后計(jì)量裝置導(dǎo)壓管上加沉降器后與流量核查儀相連, 一、二級(jí)計(jì)量均采用QJT01流量計(jì), 流量、溫度變化趨勢(shì)如圖5所示。

從圖5中可以看出, 積液初期流量相對(duì)誤差較小, 隨著沉降器積液的增多, 沉降在沉降器內(nèi)的液體易對(duì)差壓信號(hào)產(chǎn)生脈動(dòng)干擾, 流量相對(duì)誤差變化幅度加大, 因此, 沉降器要按時(shí)排液, 一般沉降器每日排1~2次液, 可避免沉積在沉降器內(nèi)的液體對(duì)流量的擾動(dòng);由于QJT01取壓口向下, 水平安裝不會(huì)在導(dǎo)壓管及儀表腔室內(nèi)形成液柱, 因此, 流量計(jì)水平安裝對(duì)濕氣計(jì)量有一定改善。

(1) 加密計(jì)量系統(tǒng)排液周期, 對(duì)含液較少的氣體有明顯改善, 對(duì)含液較多的氣體計(jì)量改善不明顯。

(2) 在導(dǎo)壓管上加裝沉降器后計(jì)量, 對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度改善明顯, 但必須加強(qiáng)對(duì)沉降器排液, 避免沉降器液體沉積較多時(shí), 會(huì)對(duì)氣流形成脈動(dòng)干擾。

(3) 改善氣質(zhì)條件:①對(duì)氣量較小的交接計(jì)量點(diǎn)加裝分離器和自動(dòng)疏水閥;②對(duì)集氣量大的交接計(jì)量點(diǎn)加裝脫水裝置, 目前采氣廠主要采用三甘醇脫水和分子篩脫水等工藝技術(shù)。