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孔板流量计在酸气计量中存在的题目阐发

作者: 来历: 宣布时候:2018-06-20 10:45:58
以普光高含硫化氢气田为例,先容了孔板流量计在高酸性气田集输站场单井加热炉、计量分手器、外输管线处的利用近况。阐发了孔板流量计在利用进程中轻易产生梗塞的缘由,论述了导压体系轻易产生的引压管积液、引压管梗塞、节省装配冲刷磨蚀、密封圈、均衡阀渗漏等题目。现场实行的保护颐养、溶硫解堵、蒸汽解堵等办法获得了较好的利用成果。
川西南的普光高含硫化氢气田属超深、高含硫、高压、庞杂山地气田,出井自然气含杂质较多,沿工艺管线、装备至上而下压力、温度等身分梯度变更,致使单质硫及其余杂质堆积,气质、气流前提没法到达相干规范划定请求,轻易产生计量误差。切磋现场工况中轻易呈现的孔板梗塞、引压管积液或梗塞对计量切确度的影响,和为消弭或下降影响而接纳的办法。
1孔板流量计的任务道理
孔板流量计是一套流量丈量装配,由节省装配、旌旗灯号引线、二次仪表体系构成。节省装配包含规范孔板、取压装配(孔板夹持器)和高低游丈量管,首要感化是使管道中勾当的流体产生静压力差[1]。布满管道的自然气在流经管道内的节省装配(孔板)时,流束将在节省件处构成局部缩短,从而使流速增添,压力下降,在节省件高低游便产生了压差,流量越大,产生的压差越大;流量越小,产生的压差越小。在已知有关参数的前提下,按照勾当延续性道理和伯努利方程能够推导出差压与流量之间的干系,从而能够计较出流量的巨细。
2孔板流量计在高酸性气田的利用环境
2.1普光气田自然气特色
普光气田是今朝国际已探明并投入开辟的H2S和CO2含量zui高的气田,出产的自然气中H2S含量达13%~18%,CO2含量达8.6%,是典范的高酸气田,出产进程中存在着装备装配的元素硫梗塞、H2S侵蚀及CO2的弱酸侵蚀等题目。
2.2普光气田集输站场孔板流量计的利用近况
孔板流量计是今朝集气站场利用较为普遍的计量装配,具备布局简略、操纵便利、经济实惠的特色。普光气田集输体系设置有多井轮换计量组合装配,首要用于完成多口吻井气液分手后别离停止计量的一种分手分输计量组合装配。普光气田集输站场的自然气计量,接纳的是孔板节省计量,此中在单井加热炉、计量分手器、外输管线处均装配有孔板计量装配。
1)加热炉计量装配。装配在加热炉计量管段上的高等孔板阀是针对单井停止计量的装配,该装配前不设置气体分手体系。未经气液分手并加杂着一些缓蚀剂的夹杂自然气,颠末节省降压后,进入孔板装配停止计量。杂质对孔板阀的利用寿命及计量的切确性影响很大。
2)分手器计量装配。计量分手器的高等孔板阀装配在分手器气相出口,是对单井产量停止切确计量的现场计量装配,由卧式重力式分手器和孔板计量装配构成。单井自然气在分手器内颠末气、液、固体杂质分手后,再对气、液别离停止的计量。此处计量数据较为切确,是各单井公道配产的依地点。
3)外输计量装配。外输计量孔板阀装配在外输计量直管段上,是对整座集气站一切气井产出的夹杂自然气停止计量。
普光气田集气站的外输体系接纳的是气、液混输湿气保送设想,此处的管径大、输气压力不变。加元素硫在后面管线、汇管、计量分手器等装备的分手、沉降,构成此处的元素硫梗塞较少,对计量的影响较小。
3孔板流量计在利用中存在的题目
3.1被测流体特征的影响
GB/T21446—2008《用规范孔板流量计丈量自然气流量》规范中划定,经由进程孔板的自然气是经污染处置后的自然气,气流是平均单相的牛顿流体。若气体中含有的固体或液体微粒成平均分手状况,且品质分数不跨越2%,也可以为是平均单相的牛顿流体。流经孔板之前的气流流束应与管道轴线平行,气流勾当应为充实成长紊流且无漩涡,管道横截面一切点上的漩涡角小于2°即以为无漩涡。可是因为川西南高含硫化氢气田属超深、高含硫、高压、庞杂山地气田,出井自然气含杂质较多,沿工艺管线、装备至上而下压力、温度等身分梯度变更,致使单质硫及其余杂质堆积,气质、气流前提达不到相干规范划定请求,轻易产生计量误差[2]。
3.1.1梗塞物构成机理
1)化学消融和化学堆积。含硫自然气中存在着一个对单质硫的消融和堆积有着很大影响的化学均衡。加拿大AlbertSulfurResearchLdt的研讨标明,在地层前提下,元素硫与H2S产生反映可构成一种多硫化氢物资。
含硫气藏开辟时,多硫化氢自然气在穿过递加的压力和温度剖面时,反映均衡点产生变更,多硫化氢分化,天生单质硫。当气相中消融的元素硫到达临界饱和度时,元素硫跟着压力的延续下降而析出。分化出的硫量到达必然值,流体气能源缺乏以照顾固态颗粒硫时,元素硫就会堆积在管壁并堆积起来,这一堆积进程首要产生的是化学反映。[3]
2)物理消融和物理堆积。浓密流体(地层前提下时为地层自然气)对单质硫的物理消融与剖析才能也有很大影响。在油藏储集层低温高压的环境下,自然气对单质硫有很大的消融度。当含硫自然气藏投入开辟后,跟着压力、温度的不时下降,元素硫的消融度也响应下降。一旦压力、温度下降光临界值以下,便会有大批的单质硫析出。当析出的硫量到达必然值,且流体气能源前提缺乏以照顾硫的固态颗粒时,这些析出的硫便会堆积上去,这一堆积进程首要是物理变更。
3.1.2梗塞对计量的影响
从现场勘查及梗塞物构成机理可知,高含硫化氢气田在出产运转进程中所带出的酸液色彩呈黄色或浅黄色,经化验和阐发判定首要含单质硫。在平常洗濯集气站高等孔板阀计量体系时发明,管壁、整流器、孔板、导压体系附着有大批单质硫等杂质,更存在整流器整流孔几近被完整梗塞的环境。这些杂质不只使得流量计导压体系不能切确地登科静压、差压等参数,还使整流器落空原本的整流感化,气体的流态产生变更,影响计量的切确度。是以,按期洗濯流量计和处置工艺体系内硫堆积是进步计量切确度的关头。而尝试成果标明,杂质形状受温度影响也较大,坚持计量装配内内部处于较低温度对削减硫堆积、进步计量切确度尤其明显。
1)梗塞致使计量直管段直径变更。从出产进程中发明,跟着运转时候的增添,计量装配高低游的直管段会逐步呈现堆积硫,间接致使直管段的直径变小,严峻时如图1所示,构成气的勾当规模减小。
计量直管段梗塞
2)整流器梗塞致使整流成果下降。气体经由进程节省装配的勾当必须是坚持层流。在气体流经孔板前,其流束必须与管道轴线平行,不得有紊流。而为了坚持颠末孔板阀时的气体流态为层流,集气站各孔板计量装配前均装配了整流器,但在现实运转中,整流器常常呈现筛孔梗塞的景象,严峻时如图2所示,致使流态产生变更,落空整流感化。
3)孔板阀阀腔内、孔板及晋升导板上附着杂质过量。对集气站的高等孔板阀拆洗时,发明高等孔板阀的孔板上、导板和腔内附着大批的单质硫等。这些杂质会对孔板的锋利度产生不良影响,致使计量不切确,同时也会致使孔板没法一般的提取,给高等孔板阀的按期洗濯任务构成方便。
整流器梗塞
3.2导压体系题目
引压管zui轻易呈现的题目是有积液和梗塞。
3.2.1引压管积液
因为自然气中含有水份,会呈现引压管积液景象。这类积液常常会构成流量计丈量失真,致使变送器的输入呈现动摇。在严寒的夏日很轻易构成冻堵,zui终致使流量计没法一般运转。是以,须要按期对积液停止排放。
3.2.2引压管梗塞
因为丈量介质自然气中含有单质硫等杂质,介质粘稠,会致使引压管梗塞。如不按期排污,引压管更轻易梗塞,乃至致使杂质固化。一旦产生上述环境,流量计将没法一般运转。是以,要按期排污或疏浚。
按照划定,集气站(包含集气总站)对引压管停止周期性排堵,夏日每班一次,夏日天天一次。别的,集气总站当产量下降约20×104m3时,实时对导压管、五阀组停止增强解堵。因为频仍解堵会下降五阀组的密封性,须要每一年改换一次五阀组。
3.2.3节省装配钝化
孔板流量计的流出系数C是在规范尝试室前提下停止校准标定的。当孔板和孔板夹持器或孔板进口直角锋利度未到达规范请求时,会引发气体流态畸变,使流出系数C值转变,zui终影响流量计切确度。小孔径孔板进口边缘轻细的磨圆会引发流量丈量值5%的负误差;而高含硫自然气具备较强的侵蚀性,严峻磨蚀和中等沾污的孔板也会引发12%的负误差。别的,高压流体的冲刷也会致使规范孔板的进口直角锋利度产生钝化[4]。
严峻钝化时会使流出系数偏移1%~2%。在流量计较中,对孔板进口直角锋利度的切确批改构成很大的坚苦。2017年2季度,对某区块16座集气站总计65套高等孔板阀洗濯进程中,发明差别水平毁伤的孔板共8块,占全数孔板的12.3%。明显,按期查抄孔板保障流出系数C值的不变对进步计量切确度也很主要。
3.2.4密封圈、均衡阀渗漏
川西南高含硫化氢气地步层自然气不只存在流速快,还存在气质组分庞杂的特色。按照对残酸液停止取样,发明黏度较高、成份庞杂。别的,因为气田开辟接纳延续加注缓蚀剂的防腐工艺,而缓蚀剂黏度大,易与堆积物连系,构成颗状物资。在现实出产中,密封圈与孔板之间、均衡阀密封局部轻易堆积杂质或毁伤(图3)。气体流经孔板时候接从孔板外边缘和上腔渗漏至下流,致使计量偏低。
密封圈破坏
4倡议
4.1增强流量计的保护颐养
增强流量计各部位按期保护颐养。每周对孔板阀操纵查抄一次,每个月对孔板洗濯一次,保障孔板阀操纵一般,孔板洁净、无毁伤。每勾当一次滑阀,就加注一次密封脂,保障滑阀周密不漏,密封杰出。坚持孔板阀外表洁净,油漆无零落、锈蚀,铭牌清楚,零部件齐备无缺,无表里渗景象,可动局部矫捷好用。除按期洗濯颐养以外,可接纳公用电磁加热器对孔板流量计丈量管段按期停止加热除垢,以削减因管道结垢变径对计量的影响。同时,规范装配引压管伴热体系,以削减引压管梗塞景象[5]。
4.2实行有用的解堵办法
4.2.1溶硫剂解堵
溶硫剂MDEA(二甲基二硫等夹杂物)是一种很是高效的消除元素硫堆积梗塞的解堵剂,解堵成果明显。但溶硫剂具备极强的侵蚀性,轻易构成装备附件破坏(如孔板密封垫圈、晋升轴密封胶圈等)。是以仅在已完整被单质硫梗塞、装备材质许可的前提下小规模利用。
4.2.2蒸汽解堵
起头时对孔板阀内的元素硫梗塞接纳净水冲刷的方式停止处置,但成果不抱负,附着在晋升轴齿轮、导板齿缝和滑板上的局部杂质没法完整被洗濯掉,杂质仍然会对孔板阀的一般操纵构成影响。颠末尝试,用高压蒸汽冲刷的方式较好。高压蒸汽不只能将阀腔内的元素硫杂质冲刷清洁,还能将阀腔内残存的缓蚀剂、密封脂等杂质冲刷清洁,不留死角,对阀体内的附件也不会构成危险。洗濯终了后,阀门操纵矫捷、靠得住,投入运转后延续出产时候长,洗濯成果很是明显。
4.3实时改换计量分手器高等孔板阀孔板密封垫圈
现场现实操纵进程中发明,计量分手器高等孔板阀孔板的橡胶密封垫圈利用一个月摆布就会呈现侵蚀老化。是以,每个月对计量分手器高等孔板阀停止一次保护颐养,对生效的橡胶密封垫圈实时停止改换。今朝,尝试利用耐腐性更强的四聚氟乙烯资料替换橡胶建造孔板密封垫,利用成果较好。
5论断
高酸气田集气站场利用的高等孔板阀,是站场自然气计量的主要装备,在运转进程中遭到所计量介质的性子、压力、温度和本身材质、布局等多种身分的影响,构成操纵坚苦、计量不切确等题目,严峻影响现场的宁静安稳出产。
在今朝没法转变自然气高含H2S的客观环境下,经由进程现场现实任务,提出了一些解堵、维修颐养的方式,获得了必然的成果。经由进程以上一系列的保护颐养办法和改良任务,能更好地处置高等孔板阀在平常利用进程中呈现的题目,保障孔板阀的宁静运转和自然气计量的切确。

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