旋流计量装置的应用分析

摘要：原油计量的准确性对整个油田的产量评估、国家经济建设和国家能源战略储备都具有举足轻重的作用。通过在分单元和分队计量中应用“旋流分离计量装置”，统计液量计量误差5.48%，油量误差5.2%。为日常的生产经营、开发管理的管理起到了指导作用。

关键词：应用 旋流分离多相计量装置 单井 分队计量 分单元计量

随着精细化管理的不断深入，原油计量的问题不断凸显，一是计量标准不适应。二是计量技术单一，工况适应性差。三是基础建设欠账、计量设施老化。四是管理制度不适应。以上四方面问题严重影响了单井计量的准确度，同时分单元、分队产量以“分”为主，造成了新区评价资料不准，老区开发动态分析失真；开发管理上，单元指标预测不准，经营考核依据不硬的问题，影响了精细化管理进程和原油产量的平稳运行。

一、旋流分离计量装置的技术原理

（一）结构组成

主要由管式旋流分离器、无源气液分离控制器、旋转式计量分配阀组和计量系统四大部分组成（图1）。

（二）技术原理

1.管式旋流分离器

倾角向下的预分离入口段，从切线方向与旋流段垂直管相连，气液两相混合物依靠旋流转动产生的离心力以及气液自身重力实现气液两相的高效分离。密度大一些的液体沿着直管的管壁到了底端，低密度气体到了漩涡的中央，形成一个倒圆锥型的涡流面，从顶部分离出来，从而实现油井气液分离

2.无源气液分离控制

无源气液分离控制部分由气体调节单元、液体调节单元和液位变送控制单元等组成。在无源气液控制器工作状态时，液位变送控制单元中的浮子，一部分被液体浸没，此时无源气液控制器中的液位和压力与管式旋流分离器中的液位和压力几乎相等并保持同步变化，当入口液相流量增大、气相流量减小、压力降低等引起无源气液控制器内液位上升，浮子受浮力作用向上移动，同步带动气体调节单元中气阀开度减小、液相调节单元中液阀开度增大，气流量减小、液流量增大，直至管式旋流分离器中的液位及压力达到新的平衡。当液相流量减小时，原理同上。

3.旋转式计量分配阀组

旋转式计量分配阀组由总汇管、分管、旋转式中心分管、自动选井装置、过滤器、拐阀、球阀等组成（图4）。在由计量系统的控制部分根据设定的计量油井井号、计量时间向旋转式计量分配阀组发出定位指令之后，阀组内的自动选井装置通过控制电机的转动与停止带动旋转中心分管并将中心分管与油井进站管线单独导通，使单井计量装置与需计量的油井管线形成同一密闭通道，并可自动完成计量站各油井的转换，实现单井计量功能。

4.计量系统

计量系统主要包括计量仪表（质量流量计、气体流量计、压力变送器等）、现场终端下位机等硬件及进行数据采集处理、控制、通讯等作用的软件组成。

产出液经过管式旋流分离器后，气相部分由气体流量计进行计量，液相部分由质量流量计进行计量。

通过质量流量计测得液相质量流量、混合密度、温度。结合已知的油、水单相密度，计算出含水率及纯油、纯水的质量。

含水率=水密度×（混合密度-油密度）/（混合密度×（水密度-油密度））；

纯油量=液相质量总量×（1-含水率）；

纯水量=液相质量总量×含水率

二、旋流分离计量装置应用分析

分队、分单元计量统计液量计量误差5.48%，油量误差5.2%。为日常的生产经营、开发管理的管理起到了指导作用。

1.改变了生产运行方式

以往的生产数据通过采油班组量油后逐级上报，间隔一天后才形成数据，当天的生产情况无法及时反映，等确定后已经影响了较多的产量。使用分队计量系统后，厂、矿级管理人员可以随时查看各段时间内的生产数据，根据各级的数据曲线变化，由面及点的快速找出存在问题的采油队，迅速组织人员确定解决，提高生产时率。

2.为各类方案制定提供了精准的油井产量和可靠依据

原来配产方案、产量调整等方案都是依据井口产量核算，但由于掺水、热洗水、水井洗井、人员责任心等问题，井口产量存在不准确的现象，核实产量由于进库原油没有分罐计量，只能核算几个队的共同产量，造成输差太大，无法准确的制定方案，采用分队、分单元计量后，各队、各单元的产量可以通过数据客观、真实的反应，为采油厂的方案制定提供了可靠的依据。

3.减少了原油损失

在过去的管理中，由于许多采油队干线交集，采油队的集输干线出现问题后，特别是夜间发生的问题，通过发现、调查、判断等程序，时间往往过去了几个小时，因原油泄露造成的直接、间接损失较大，采油队只能依靠人员巡线解决问题，但效果并不理想。分队计量投用后，采油厂、各矿、采油队设立产量运行监控室，专人24小时管理，依据月度配产和工作量设定预警值，监控各队即时（每五分钟数据变化）的液量、油量、压力、温度变化，出现预警，监控人员就会第一时间通知有关人员，进行问题分析和原因查找，各级管理人员也可以通过系统，对生产组织、措施效果及时予以跟踪。对于管线泄漏、防止偷盗油，掌握停、开井时间，提高采油时率，减少原油损失起到了关键作用。

4.促进了开发管理信息化水平提高

通过单井、分单元、分队计量等计量数据的实时监测、计量设备的远程控制，加强了油田现场数据监控、资源共享，实现了油田现场生产数据的自动化采集和统一的信息化管理。结合油井井口数据、电参数等通过计算机进行统计、汇总和分析，为技术人员提供了综合生产自动化平台，实现生产分析智能化、管理信息化。

三、结论

通过多年的应用和分析，旋流分离计量装置在单井计量和分队计量中应用数据准确，为开发管理提供了数据支撑，为运行管理提供了实时数据，为生产经营提供了准确依据。

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