油井產層井底流體的計量目前多采用渦輪流量計。但是,響渦輪流量計響應性的因素很多,如何減少或消除響,確保計量的度,是個十分重要的問題。作通過大量實驗和數據回歸分析認為,溫度參數對渦輪的響應值——K值響很大,往往使渦輪頻率響應產生誤差,響了生產井產層流量在線計量的精度。在實驗研究的基礎上,作找出了溫度響的相關系數,為還原數據,并根據不同井況進行相應的流量校正創造了條件。
美家儀器嵌入式系統
溫度對渦輪流量計井下計量參數的響油田生產井各種生產參數計量是生產管理的項基礎性工作。在油田生產參數的計量檢測中,我們注意到溫度、壓力等參數的測量比較容易實現,唯流量的測量為復雜,是個較難測量的參數。
渦輪流量計是檢測流體(液體、氣體)流量的儀器之。由于油氣井產層流體的流量參數受流體本身的溫度、黏度、密度等的響,而且生產井井下實際情況又十分復雜,在測量過程中往往出現井口量油與井下在線計量不致的情況,給生產和管理帶來了麻煩[1]。本文主要研究了不同溫度對渦輪響應值——K值的響,進而在趨勢校正上減小井口計量與井下在線計量的偏差,為工程技術人員提供了種還原數據、校正誤差的方法和手段。
、渦輪流量計的計量原理和響因素
1.基本原理
渦輪流量計是種以動量矩守恒原理為基礎的速度式儀表。當流體沖擊渦輪葉片時,渦輪產生旋轉運動,渦輪的旋轉速度隨流量的變化而變化,進而依據渦輪的轉數求出流量值。計量儀表的計量是通過磁電轉換裝置(或機械輸出裝置)將渦輪轉速變成電沖,送入二次儀表進行計算和顯示,由單位時間電沖數和累計電沖數反映出瞬時流量和累計流量。
2.響因素
渦輪流量計的理想性曲線僅與儀表結構參數有關,與流量變化無關,儀表系數K(響應值)為常數,而實際曲線并非如此。對于實際的渦輪流量計,在啟動時渦輪先要克服軸承的靜摩擦力而后才能轉動[2]。我們將渦輪克服靜摩擦力矩所需的小流量值稱為該渦輪的始動流量值。當通過流量計的流量小于始動流量值時,渦輪不轉動,也無信號輸出;當流量大于始動流量值以后,隨著流量的增加,渦輪的旋轉角速度也將增大。以后,在測量范圍內,流體產生的阻力矩將成為響流量計性的主要因素,相對來說,由軸承間摩擦產生的機械阻力矩就比較小了。流體產生的阻力矩對渦輪的響又分為如下兩種情況:是當流體以較低速度流經渦輪時,儀表常數是隨被測流體的流量和運動黏度變化而變化的。二是當流體以較速度流經渦輪時,儀表常數只與儀表本身的結構參數有關,與流量無關。只有在這種狀態時,儀表常數才真正表示了常數的性質。渦輪流量計的流量范圍就是根據這區間來確定的。
二、簡單的結論
(1)渦輪在同樣響應頻率的情況下,針對溫度對頻率響應響性,通過文中實驗和圖版,我們得到個臨界頻率,即:當頻率F=F1,F1>143時,冷油中的渦輪流速較小;當頻率F=F1,F<143時,熱油中的渦輪流速較大。
(2)溫度參數對渦輪K值有很大響,往往使渦輪頻率產生響應誤差,響生產井在線計量的精度,應進行相應校正。
(3)渦輪流量計的渦輪和軸承如選擇耐溫、熱膨脹系數小的材料,則可以在較寬的溫度范圍內使用,并解決了地下溫度過造成測量誤差過大的問題;同時,應注意對其儀表系數進行修正。
(4)在今后的工作過程中,應通過大量實際數據的測量統計和分析,建立不同溫度下兩相流頻率的響應圖版,以便于工程技術人員根據不同井況進行相應的流量校正。