1.前言
原油生产计量是石油企业一项重要的基础工作,其目的是为企业生产经营科技增油工作提供准确数据,江苏油田试采一厂目前有不同生产规模的原油中转、集输站35个,为准确考核重点生产区块的任务指标完成情况,科学评价技术方案的实施效果提高原油及污水等混合液在生产、储运过程中的计量准确度,2005年4月在曹七及沙七计量站先后引进了两台由美国 Micro Mo-tion公司生产的E系列CM纯油质量流量计(简称CMF)。
2.CMF质量流量计的应用情况
2.1CMF主要技术参数
(1)温度测量范围:125℃;压力测量范围:15MPa
(2) 压力损失≤005MPa;
(3)准确度:0.2%;重复性:002%;
(4)供电电压:220AC;整机功耗:34W。
CMF质量流量计由CMF传感器和LTD3020流量计算机两部分构成CMF传感器采用“U"型管结构使测量介质在传感器内行程明显缩短,直管段要求较低。
2.2CMF工作原理
流量传感器由振动管和安装在振动管端部的电磁驱动线圈温度传感器等部件组成利用科里奥利( coriolis)力原理,直接测量液体的质量流速综合密度及温度三个主要参数。当流体流过振动管时使之产生扭曲扭曲量正比于质量流速振动管的振动频率正比于流体的密度,MVD核心处理器将检测到的频率及温度信号用 Modbus协议方式传递给LTD3020流量计算机,处理并显示相关参数(工作流程见图1)。
.jpg)
LTD流量计算机由山东陆地科技公司研发,在准确测试并输入纯油及污水标准密度后,经过程序运算能用中文显示纯油纯水流量质量含水率等16个参数,具备显示、操作等功能;可通过以太网将TCPP数据发送给上位机,对整个系统实时监控,CMF具有以下特点:
(1)LTD3020流量计算机采用双CPU结构提高了操作稳定性及可靠性具有10Mbps以太网口可直接接入企业、局域或广域网。
(2)采用64位双精度浮点数提高了计量数据计算精度,有效数据位为15位,当总量达到百万吨时,计数误差仅为12.5mg
(3)实现了在线含水率及纯油量的计算,采用了GB1885-1998《石油专用计量表)数据库密度测量准确度<±0.0001g/(m3。
2.3CMF的现场应用及工艺措施完善
CMF在正常使用过程中需向LTD3020流量计算机输入纯油和纯水标准密度,才能准确计量纯油及纯水产量。根据混合液含水率公式,CMF在现场测量时要求混合液中含气量≤5%,否则会导致综合密度下降纯油产量上升,即“气增油”现象增加测量误差。
混合液含水率公式
CMF在使用时就因为混合液中的饱和天然气含量≥5%,导致含水率明显低于实际值。为此技术人员采取了如下措施:
(1)控制进站油液的压力。将站内60m3气液缓冲罐的生产压差由03MPa降低为025Ma,以提高气液分离效果。
2)平稳控制进站油液流量。安装一套外输油泵变频控制系统,利用缓冲罐的液位传感器输岀的(4~20)mA差压信号,控制外输油泵的流量,并具备高、低液位报警功能使缓冲罐液位由以往手动操作改变为自动控制通过此项措施不仅明显降低了混合液中的气、液比,也避免了含气量的波动。
CMF混合液的流量测量误差≤±0,2%,现场主要通过仪表显示与人工化验含水率确定原油计量准确度,确保分队、分区原油计量误差≤±2%。表1是2005年4月在曹七原油中转站,采取上述工艺措施后,连续5天CMF与人工化验含水率比对数据。从比对数据可看出,含水率平均差值<土0.5%,符合计量要求CMF的应用效果分析
(1)CMF纯油质量流量计是目前油田分队、分区主要计量器具能够准确测量并显示纯油纯水标准体积和质量,以及含水率、混合液密度等参数其功能是任何流量仪表所无法替代的在含气量超过额定范围时需采取工艺措施提高气液分离效果,或对输入的纯油、纯水标准密度进行修正,确保准确度满足计量要求。
(2)CMF安装时在测量直管段外侧应加支撑以消除影响传感器测量的应力;同时传感器附近运行的大功率电机和交变磁场,会产生脉冲千扰及共振须远离磁场干扰或安装脉冲衰减器及屏蔽设施。
(3)CMF纯油质量流量计在使用前及转移安装地点后,须进行零流量校正;对于间隙使用的CMF,每次停用前须用80℃左右热水扫线3~5分钟,以防传感器内部结垢和堵塞;传感器和变送器应采用独立电源供电;LTD流量计算机应远离瞹气管线等热源;CM在野外工作场合应做好防雷击措施。