氣田從單井開采到多井開采和集輸過程中, 均會涉及濕氣計量, 即使在計量前端都配備有分離器, 但由于工況條件 (壓力、溫度) 的變化, 經(jīng)分離后的氣體中還是不可避免地含有液體, 易在導壓管上、下游淅出液體, 在導壓管或儀表腔室內(nèi)形成液柱, 產(chǎn)生一定的附加壓力, 將影響差壓式流量計的準確度, 通過在導壓管加沉降器, 經(jīng)過再次氣液分離, 確保流量計計量準確度得到有效改善。

美國雪佛龍公司對濕氣計量的試驗研究結(jié)果表明: (1) 用孔板流量計測量氣體流量, 當氣體中夾帶少量液體時, 流量測量不確定度偏高, 測量的濕氣流量隨β的增加而減少, 在比為0.7時, 測得的流量偏差為-1.7%; (2) 當少量液體時, 在比為0.5時表明孔板性能較好, 但是將夾帶在孔板上游脫出, 以獲得***佳的計量性能; (3) 用舊的孔板流量計測量濕氣, 流量計量值將降低3%[1]。中石油計量測試研究所對濕氣計量研究結(jié)果表明:在特定現(xiàn)場條件下對用于濕氣測量的一臺孔板流量計進行了現(xiàn)場系統(tǒng)測試, 測試結(jié)果表明, 濕氣測量存在約3%的正偏差[2]。

川西氣田差壓式流量計安裝方式有三種:種是在導壓管上端安裝, 常用于流量計算機和SGQ化一體化差壓式流量計;第二種是在導壓管下端安裝, 常見于流量比對用的核查儀;第三種是流量計與導壓管直接安裝, 如QJT01一體化差壓式流量計。

流量計在導壓管上端安裝誤差理論分析圖如圖1所示。

根據(jù)液體力學原理, 可得出以下公式:

根據(jù)公式 (3) 可以得出濕氣條件下, 差壓式流量計在導壓管上端安裝時, 差壓、流量運行的幾種情況:

(1) 當時, 濕氣條件下測得的差壓比干氣條件下測量的差壓值偏高, 流量比干氣條件下測得的流量偏大。

(2) 當時, 濕氣條件下測得的差壓比干氣條件下測量的差壓值偏低, 流量比干氣條件下測得的流量偏小。

(3) 當, 濕氣條件下測得的流量與干氣條件下測量的流量相同。

同理, 可以推出濕氣條件下, 差壓式流量計在引壓管下端安裝時, 差壓、流量運行的幾種情況:

(1) 當時, 濕氣條件下測得的差壓比干氣條件下測量的差壓值偏高, 流量比干氣條件下測得的流量偏大。

(2) 當時, 濕氣條件下測得的差壓比干氣條件下測量的差壓值偏低, 流量比干氣條件下測得的流量偏小。

(3) 當時, 濕氣條件下測得的流量與干氣條件下測量的流量相同。

當流量計與導壓管直接安裝, 流量計不受導壓管、儀表腔室液柱的影響, 但易受測量管內(nèi)液體的波動, 在引壓管處形成脈動流, 影響計量準確度。

大邑配氣站氣質(zhì)干凈, 不含液, 通過在進氣管線流量計算機加沉降器后計量與出氣管線流量計算機進行比對 (大邑配氣站只有一條進氣管線和一條出氣管線) , 通過65 min的流量比對, 進氣管線流量計算機與出氣管線流量計算機的流量誤差-3 m, 流量相對誤差為-0.0 6%, 說明在干氣條件下, 加沉降器不會影響流量計計量準確度。

聯(lián)4高壓氣質(zhì)中含有一定的凝析油, 在聯(lián)4井站高壓裝置計量系統(tǒng)排污閥接口并聯(lián)連接SGQ流量核查儀, 經(jīng)過6 d的流量比對, 流量核查儀比流量計算機偏低2.88%;可見, 濕氣計量不適合作流量比對, 且核查儀在導壓管下端安裝, 一般流量偏低。

選擇氣質(zhì)含液的聯(lián)4井站, 取壓裝置采用孔板閥, 差壓式流量計在引壓管上端安裝, 流量核查儀與沉降器的安裝如圖2所示。

流量計算機每隔8 h進行一次導壓管排液, 沉降器每天排一次液, 流量計算機與流量核查儀比對數(shù)據(jù)如圖3所示。

從圖3中可以看出, 流量計算機每次排液后, 差壓及流量相對誤差***小, 隨著時間的增加, 含液氣體在導壓管內(nèi)淅出液體, 形成附加壓力, 造成差壓虛高, 從而引起流量偏高;同時, 可以看出, 含液氣體對靜壓影響可以忽略不計, 可見, 濕氣計量對所測的差壓及流量的準確度影響極大。

聯(lián)4高壓流量計算機、流量核查儀的交接量與新場配氣站聯(lián)4高壓接收量的流量誤差如圖4所示。

從圖4以看出, 聯(lián)4高壓流量計算機與聯(lián)4高壓接收量之間流量波動較大, ***大日輸差在6%左右, 通過加沉降器, 聯(lián)4高壓流量核查儀與聯(lián)4高壓接收量之間輸差較平穩(wěn), 保持在2%左右, 說明通過安裝沉降器, 對濕氣計量準確度有明顯改善。

在新26井一級分離后計量裝置導壓管上加沉降器后與流量核查儀相連, 一、二級計量均采用QJT01流量計, 流量、溫度變化趨勢如圖5所示。

從圖5中可以看出, 積液初期流量相對誤差較小, 隨著沉降器積液的增多, 沉降在沉降器內(nèi)的液體易對差壓信號產(chǎn)生脈動干擾, 流量相對誤差變化幅度加大, 因此, 沉降器要按時排液, 一般沉降器每日排1~2次液, 可避免沉積在沉降器內(nèi)的液體對流量的擾動;由于QJT01取壓口向下, 水平安裝不會在導壓管及儀表腔室內(nèi)形成液柱, 因此, 流量計水平安裝對濕氣計量有一定改善。

(1) 加密計量系統(tǒng)排液周期, 對含液較少的氣體有明顯改善, 對含液較多的氣體計量改善不明顯。

(2) 在導壓管上加裝沉降器后計量, 對計量準確度改善明顯, 但必須加強對沉降器排液, 避免沉降器液體沉積較多時, 會對氣流形成脈動干擾。

(3) 改善氣質(zhì)條件:①對氣量較小的交接計量點加裝分離器和自動疏水閥;②對集氣量大的交接計量點加裝脫水裝置, 目前采氣廠主要采用三甘醇脫水和分子篩脫水等工藝技術。