氣田的井(jǐng)叢控制系統分(fèn)爲井口部(bù)分、彙(huì)管部分(fèn)、注甲醇和注(zhù)緩蝕劑部(bù)分、預留部(bù)分以(yǐ)及分(fèn)散控制系(xì)統dcs組成。井(jǐng)口部(bù)分使用大小(xiǎo)孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì) ，井叢(cóng)運行前(qián)期流量較小(xiǎo)，采(cǎi)用(yòng)小孔闆用(yòng)于檢測流(liú)量，待穩定(dìng)之後，天然氣流(liú)量增(zēng)大，運用大(dà)孔闆用于(yú)檢測(cè)流量。
　　進入(rù)了21世(shì)紀，測(cè)控随着自動化技術(shù)以(yǐ)及(jí)機電一體(tǐ)化的(de)潮流(liú)而有益發展。一般的機電一體(tǐ)化系統是(shì)由傳感系統能(néng)源系(xì)統、信息處(chù)理系(xì)統、機(jī)械(xiè)結構等(děng)部件組(zǔ)成(chéng)的。測(cè)量技術是(shì)機電(diàn)一體化(huà)重(zhòng)要的(de)的組(zǔ)成(chéng)部(bù)分。
工(gōng)程概(gài)況(kuàng)
　　從(cóng)油田(tián)的(de)現(xiàn)狀來看，機(jī)電一體化(huà)技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到廣(guǎng)泛應用的地步(bù)。油田(tián)的自動化程度(dù)越來越高(gāo)，測控(kòng)技(jì)術已(yǐ)經(jīng)在油(yóu)田建(jiàn)設中(zhōng)發揮着(zhe)重要作(zuò)用。
氣田井叢工(gōng)藝原理如圖1所(suǒ)示。
 
　　氣田一個井(jǐng)叢一般包括3口(kǒu)單井。每單井采(cǎi)出的(de)天(tiān)然氣經過注甲(jiǎ)醇和緩(huǎn)蝕劑的處(chù)理(lǐ)後(hòu)，再将處理過的(de)天然(rán)氣(qì)進行節(jiē)流調壓彙(huì)入井叢彙管外輸至(zhì)中央處理(lǐ)廠(cpf)。一(yī)般而言，一(yī)個大(dà)的中央處理廠(chǎng)(cpf)能接(jiē)收30~40個井叢的外輸天然氣(qì)，能接(jiē)收大(dà)概100多口井的外輸天(tiān)然氣。每(měi)口單井采氣樹設置壓力參數檢測設(shè)備，--旦(dàn)井下(xià)的壓(yā)力過(guò)高或者壓(yā)力變化過(guò)于迅速，井(jǐng)下的壓力(lì)變送器将壓力(lì)信号(hào)及時的将(jiāng)井底和井口的(de)壓力參(cān)數上傳(chuán)至井叢控制室(shì)内的分散控制(zhì)系統dcs上。分(fèn)散控(kòng)制系統dcs将(jiāng)會發(fā)出命(mìng)令根據壓(yā)力的(de)升高情況(kuàng)和(hé)變(biàn)化速率，決定關閉井(jǐng)底安全閥，還是井口(kǒu)安全(quán)閥，或(huò)者同(tóng)時關閉井底和(hé)井口安(ān)全閥确(què)保采(cǎi)氣樹的安(ān)全,保(bǎo)證安全生(shēng)産。井下的(de)壓力變送器就像觀(guān)察井下(xià)情(qíng)況的(de)眼睛和耳朵(duǒ)，時(shí)時檢測井(jǐng)下壓(yā)力參(cān)數(shù)的變化(huà)情況，輸送(sòng)出4~20ma的電流信(xìn)号，一旦(dàn)達到危險地極限，及時通知井叢的(de)大(dà)腦-分散(sàn)控制(zhì)系統dcs，由分(fèn)散控制系統dcs,做出判斷(duàn)，并且(qiě)依據所做出(chū)的判斷，來(lái)下達相應(yīng)的指令。流(liú)量計(jì)比選(xuǎn)
　　每單(dān)井井(jǐng)口流量檢測并(bìng)遠傳，高、低流量報警信号(hào)傳入(rù)分散(sàn)控制系統(tǒng)dcs中(zhōng)，如(rú)果流量過(guò)低聯(lián)鎖控(kòng)制節(jiē)流閥，适當的控(kòng)制節(jiē)流(liú)閥的開(kāi)度，保(bǎo)持(chí)流量的(de)穩(wěn)定性(xìng)。
　　各類流(liú)量儀(yí)表都(dōu)有自己的特點(diǎn)。選型(xíng)的目的就(jiù)是爲(wèi)了在衆多的産(chǎn)品中選出适合(hé)工況(kuàng)條(tiáo)件的儀(yí)表。要想選擇最(zuì)佳的(de)儀表，必須(xū)從儀表本身和被測(cè)對象(xiàng)兩方(fāng)面考慮。首先當(dāng)然要(yào)确(què)認(rèn)儀表安裝的必要性(xìng)，工程實際(jì)中是(shì)否真的需要安(ān)裝流(liú)量儀表。确(què)定了(le)必要(yào)性之(zhī)後，如果隻希望知道流體(tǐ)在管(guǎn)道中(zhōng)是否流動(dòng)和大體流量值，采用(yòng)價格(gé)低廉(lián)的流量指(zhǐ)示器(qì)即可(kě)。其次，了解(jiě)流(liú)體的特性和(hé)參數，初選流(liú)量(liàng)測量的方法和(hé)儀表。除了一些(xiē)非常(cháng)明顯不合适的(de)儀表類型(xíng)之外，餘下幾種(zhǒng)方案進行(háng)下一(yī)步深入(rù)的比較。分析主(zhǔ)要(yào)從五個(gè)方面進行的，即儀表的(de)性能(néng)，流體特性(xìng)方面，安裝(zhuāng)條(tiáo)件方面(miàn)，環境(jìng)條件(jiàn)方面(miàn)和經濟因(yīn)素等(děng)。
　　氣體流量計 的(de)種類(lèi)非常(cháng)多，但(dàn)是常用的有以(yǐ)孔闆(pǎn)爲代表的(de)節流裝置，渦街(jiē)，金屬管浮子(zǐ)，旋(xuán)進旋渦和(hé) 氣體(tǐ)渦輪(lún)流量計 。由(yóu)于以(yǐ)上幾(jǐ)種流(liú)量計的(de)原理不(bú)同，所以它(tā)們所測量(liàng)的流(liú)量下(xià)限要求(qiú)不(bú)同，精度不同，價格也(yě)不相同。孔(kǒng)闆流量計(jì)測量氣體時壓力損失大，對流(liú)量(liàng)下限有(yǒu)一定(dìng)要求，它适(shì)用于測量(liàng)精度(dù)要求不高(gāo)，介質(zhì)流量正常(cháng)的場(chǎng)所。
　　 渦(wō)街(jiē)流量計(jì) 對氣(qì)體介質流(liú)量下限有(yǒu)一定要求，如果流量(liàng)正常(cháng)它(tā)的(de)測量精度完全(quán)可以(yǐ)滿足(zú)。
　　 金屬(shǔ)管浮(fú)子流量計 對壓(yā)力有一定(dìng)要求，壓力過小，浮.子(zǐ)将無法(fǎ)工作，它(tā)可以(yǐ)用于測量(liàng)流量較小的介質，但由于的它的管(guǎn)徑最(zuì)大隻(zhī)能做dn150，所以它不(bú)能測量大口徑(jìng)管道氣體(tǐ)流量(liàng)。
　　 旋進旋渦流量(liàng)計 主要用于天(tiān)然氣的測(cè)量，主(zhǔ)要優(yōu)點是沒有機械轉(zhuǎn)動(dòng)部件(jiàn)，不易腐蝕、可靠(kào)度高(gāo)、穩定(dìng)性好，長期工(gōng)作(zuò)無須(xū)維護(hù)。但(dàn)是(shì)旋進(jìn)漩渦(wō)流量計測(cè)量含水、含油、含(hán)沙的(de)天然(rán)氣較(jiào)爲困難，并且測量的(de)高(gāo)流量的天(tiān)然氣顯得力(lì)不從心(xīn)。
　　氣體渦(wō)輪流量計(jì)也是(shì)主要(yào)用(yòng)于天然(rán)氣介(jiè)質測(cè)量是一種(zhǒng)速度式儀(yí)表，對安裝有直管段(duàn)要求。測量(liàng)精度比(bǐ)較(jiào)正确(què)，但是氣體渦輪(lún)流量計裏(lǐ)面有(yǒu)可疑快(kuài)速轉動(dòng)的氣體渦(wō)輪，所(suǒ)以使(shǐ)用時間長(zhǎng)之後，氣體(tǐ)渦輪(lún)容易磨損，造成(chéng)計量(liàng)不準(zhǔn)确。如(rú)果天(tiān)然(rán)氣(qì)介質(zhì)内含有較多的(de)雜質(zhì)，容易損壞(huài)氣(qì)體渦輪(lún)。
　　孔闆，渦街可以用于(yú)各種(zhǒng)口徑管道(dào)氣體介(jiè)質測量，隻是對(duì)流量下(xià)限有一定要求(qiú)，金屬管浮子(zǐ)流量計可用(yòng)于dn150以(yǐ)下管道介質測量。
　　綜(zōng)合以上的(de)考(kǎo)慮以及(jí)的現(xiàn)場實(shí)際情(qíng)況。從氣田井口(kǒu)出來的天(tiān)然(rán)氣，容易(yì)含水、含油(yóu)、含氣(qì)。雜質成分(fèn)比較(jiào)複雜。并且投産(chǎn)初期(qī)天然(rán)氣産量比較小，随着(zhe)逐步(bù)的開發和生産穩定，天然(rán)氣的産量逐(zhú)漸(jiàn)達到峰值，之後(hòu)随着生(shēng)産(chǎn)的進(jìn)一步(bù)深(shēn)入(rù)，井口(kǒu)天然氣産量逐(zhú)漸進(jìn)人(rén)衰(shuāi)竭(jié)期(qī)。也就是(shì)說(shuō)天然(rán)氣産量要(yào)經曆低-高-低(dī)的過程。對(duì)于流量計的(de)算則就非(fēi)常(cháng)困難。因爲每(měi)種流(liú)量計都(dōu)有自己(jǐ)的固定量(liàng)程。如(rú)果用測量低流(liú)量的流量(liàng)計(jì)，那麽天然氣産量達到峰值的時(shí)候，低(dī)流量流量(liàng)計将無法測量(liàng)天然(rán)氣産量。如(rú)果用測(cè)量(liàng)高流量的(de)流(liú)量計，那(nà)麽天然氣産量比(bǐ)較(jiào)小的時候(hòu)，高流量流量計(jì)将計(jì)量不準确(què)或者根本無法(fǎ)計量(liàng)天(tiān)然(rán)氣産(chǎn)量。
孔闆流量計(jì)
　　針對(duì)工程實際(jì)情況，氣田(tián)井叢天然氣流量測量使用了(le)帶兩(liǎng)塊孔闆，可以在(zài)線更換的的孔闆流(liú)量計。小孔(kǒng)闆主要針對生(shēng)産前(qián)期和後期(qī)，天然氣流量比(bǐ)較小的情況。而(ér)大孔闆主(zhǔ)要針(zhēn)對天(tiān)然氣生産(chǎn)達到(dào)峰值，天然氣流量非(fēi)常大(dà)的情況。根據孔(kǒng)闆口(kǒu)徑(jìng)計算公(gōng)式:
qv=cεa/sqr(20p/(1-β4)/ρ1)
其中(zhōng):c一(yī)流出(chū)系數;
e--可膨脹系(xì)數;
a一節流(liú)件開(kāi)孔截(jié)面積，ｍ³;
△p一(yī)節(jiē)流裝置(zhì)輸出的(de)差壓(yā)，pa;
β一直徑比(bǐ);.
ρ1一被測(cè)流(liú)體在(zài)i-i處的(de)密度，kg/ｍ³;
qv一體(tǐ)積流(liú)量(liàng)，m/h.
　　标(biāo)準孔(kǒng)闆的流(liú)出系數(shù)c由裏德一(yī)哈利斯、加(jiā)拉赫(reader-harris/gallagher)公式(shì)确定。在保(bǎo)持管(guǎn)徑不變的情況(kuàng)下，隻需(xū)要改變孔闆的開(kāi)孔尺(chǐ)寸，就可以改變測量(liàng)範圍(wéi)。這樣(yàng)就提高了測量的精度。并(bìng)且巧(qiǎo)妙的躲(duǒ)開了孔闆流量計量程比隻(zhī)有3:1,測量範(fàn)圍窄的問題。雖(suī)然孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)現場安(ān)裝(zhuāng)條件(jiàn)要求(qiú)比較高，需要比(bǐ)較長的的(de)直管段(duàn)，但是氣田井叢的廠區大，能夠提供較(jiào)長的(de)直接(jiē)管段(duàn)。這個(gè)問題可以(yǐ)解決(jué)。孔闆(pǎn)的檢(jiǎn)測件與差壓顯示儀(yí)表(biǎo)之間的(de)引壓管線(xiàn)是比(bǐ)較薄弱的(de)環節(jiē)，比較容易産(chǎn)生(shēng)洩露、凍堵、凍結(jié)及信号失真等故障。選擇(zé)質量(liàng)可靠(kào)的引壓管(guǎn)和電(diàn)纜，并且(qiě)要求現場施工的工人按照(zhào)國家(jiā)的标(biāo)準(zhǔn)安(ān)裝方(fāng)式安裝，避免今(jīn)後運行中(zhōng)的(de)隐患。
結語
　　孔(kǒng)闆流(liú)量計的許多優點在(zài)氣田的井叢可以得以充(chōng)分的展示。易于(yú)複制,簡單,牢固,性能(néng)穩定可靠(kào)，價格(gé)低，使用期限(xiàn)長，标準型的(de)檢測件爲全世(shì)界通(tōng)用，國(guó)際标(biāo)準化組織(zhī)和國(guó)際計(jì)量組織均(jun1)認可(kě)的産品。而(ér)且孔闆(pǎn)無須(xū)個(gè)别校準，維(wéi)護成本很低，對于介(jiè)質的潔淨(jìng)程度要求不是很高(gāo)。這都(dōu)非(fēi)常符合(hé)現場(chǎng)的實(shí)際需(xū)要。大小兩塊孔闆可以(yǐ)實現在(zài)線更換，降低了操作(zuò)難度，降低了維護成(chéng)本。可換孔(kǒng)闆的流量(liàng)計的(de)使用(yòng)，提高(gāo)了計量精度，降(jiàng)低了(le)投資成本。始終可以使孔(kǒng)闆流量計(jì)保持(chí)高效、穩定(dìng)、低成本的(de)運(yùn)行狀态(tài)。

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