摘要：為了提高油田計(jì)量的準(zhǔn)確性，冀東油田從20世紀(jì)80年代開始先后使用了速度式流量計(jì)、容積式流量計(jì)和科里奧利力質(zhì)量流量計(jì)（以下簡稱質(zhì)量流量計(jì)）。經(jīng)過多年對(duì)流量計(jì)的使用，我們積累了一些實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。本文將對(duì)質(zhì)量流量計(jì)在冀東油田G43-23轉(zhuǎn)油站生產(chǎn)中的應(yīng)用作重點(diǎn)闡述。 主題詞：質(zhì)量流量計(jì) 轉(zhuǎn)油站 計(jì)量雙向測量等特點(diǎn)。 一、質(zhì)量流量計(jì)的組成和工作原理 　　質(zhì)量流量計(jì)是一種八十年代在國際上出現(xiàn)的高新技術(shù)產(chǎn)品。該流量計(jì)具有其它體積型流量計(jì)不具備的優(yōu)點(diǎn)：在一定條件下，它不受溫度、壓力、粘度、密度的影響。因此，應(yīng)用范圍很廣。 （一）質(zhì)量流量計(jì)的基本組成 　　質(zhì)量流量計(jì)是由質(zhì)量流量傳感器和質(zhì)量流量變送器組成。如圖1所示： [align=center] 圖1 質(zhì)量流量計(jì)組成[/align] 傳感器部分的左、右檢測器拾取的信號(hào)輸入到變送器中用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間差的測量；激勵(lì)器用來激勵(lì)振動(dòng)管使之產(chǎn)生角振動(dòng)；溫度傳感器用來測量介質(zhì)的溫度以補(bǔ)償流管彈性模量的溫度變化。流量計(jì)變送器主要是對(duì)來自上述各部份的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量的測量。 （二）測量原理 　　如圖2所示，截取一根支管，流體在其內(nèi)以速度V從A流向B，將此管置于以角速 度ω旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中。設(shè)旋轉(zhuǎn)軸為X，與管的交點(diǎn)為O，由于管內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在軸向以速度V、在徑向以角速度ω運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)受到一個(gè)切向科氏力Fc。這個(gè)力作用在測量管上，在O點(diǎn)兩邊方向相反，大小相同，為：δFc ＝ 2ωVδm [align=center] 圖2 質(zhì)量流量計(jì)測量原理圖[/align] 當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動(dòng)時(shí)，任何一段長度Δx的管道將受到一個(gè)切向科里奧利力： 　　ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx （1） 　　式中，A—管道的流通截面積。由于存在關(guān)系式：mq=ρVA 　　所以： ΔFc =2ωqmΔx （2） 　　因此，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流動(dòng)流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量。 二、質(zhì)量流量計(jì)在轉(zhuǎn)油站中的具體應(yīng)用 　　在油田生產(chǎn)中轉(zhuǎn)油站是油田的重要組成部分，通常情況下計(jì)量站的混合液和天然氣都首先輸送到轉(zhuǎn)油站，經(jīng)轉(zhuǎn)油站處理后再輸送到聯(lián)合站。轉(zhuǎn)油站擔(dān)負(fù)著油、氣、水的三相分離，原油加熱、輸送和油、氣計(jì)量等工作。隨著油田產(chǎn)液量的不斷增加，原油含水的持續(xù)上升，轉(zhuǎn)油站的作用也日益重要起來。 　　目前油田對(duì)原油的計(jì)量大多采用分離器、含水分析儀、溫度計(jì)、液位計(jì)、壓變等儀表配合使用。在實(shí)際操作中要將分離器測得體積量轉(zhuǎn)化成質(zhì)量，這不僅要考慮到儀表本身的精度，還要考慮溫度、壓力等參數(shù)的影響以及操作帶來的偏差。在轉(zhuǎn)油站安裝質(zhì)量流量計(jì)后，用于各個(gè)計(jì)量站原油的外輸計(jì)量和含水分析。通過質(zhì)量流量計(jì)對(duì)原油的流量、密度進(jìn)行測量，然后用密度法算出含水率，進(jìn)而得出純油量。質(zhì)量流量計(jì)在我油田的應(yīng)用效果以G43-23轉(zhuǎn)油站質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量情況為實(shí)例，詳細(xì)分析如下： 　　表1反應(yīng)出了質(zhì)量流量計(jì)與各計(jì)量站分離器的液量計(jì)量結(jié)果對(duì)比，從該對(duì)比結(jié)果可以看出質(zhì)量流量計(jì)與分離器液量計(jì)量結(jié)果之間的誤差都在3%之內(nèi)，小于油田企業(yè)原油計(jì)量的誤差標(biāo)準(zhǔn)。并且在圖3中也可以明顯地看出計(jì)量結(jié)果趨勢(shì)的一致性。 [align=center]表1 含水原油質(zhì)量流量計(jì)和計(jì)量間分離罐計(jì)量對(duì)比 [/align] [align=center] 圖3 液量測量對(duì)比趨勢(shì)圖[/align] 表2是質(zhì)量流量計(jì)與計(jì)量間的含水分析儀測量原油含水率的對(duì)比結(jié)果，從對(duì)比結(jié)果表可以看出質(zhì)量流量計(jì)與各個(gè)計(jì)量間分離器、含水分析儀計(jì)量結(jié)果之間有一定差異，最大誤差達(dá)到了5.89%。該差異的形成主要由人為因素和引入的密度存在誤差造成。但是從圖4含水對(duì)比趨勢(shì)圖上可以看出含水測量的走向大體相同。 [align=center] 圖4 含水測量對(duì)比趨勢(shì)圖[/align] 在轉(zhuǎn)油站中的待測介質(zhì)較為穩(wěn)定，所以質(zhì)量流量計(jì)在外輸交接計(jì)量的使用中比較穩(wěn)定，問題很少。一般表現(xiàn)為含水測量不準(zhǔn)，密度誤差大，但是經(jīng)過我們與廠家的共同努力和大量現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)的分析表明：含水測量的誤差主要是由我們輸入的標(biāo)準(zhǔn)狀況下油和水的密度值不能準(zhǔn)確反映真實(shí)狀況下的純油和礦化水的真實(shí)密度造成，而密度誤差是因?yàn)榘惭b不符合規(guī)則引起的。 三、質(zhì)量流量計(jì)在轉(zhuǎn)油站應(yīng)用中的局限性和處理方案 （一）質(zhì)量流量計(jì)的基本組成 　　液體中的含氣量不但會(huì)影響到流量測量的精度，而且也會(huì)影響密度的測量和含水率的推算。大量的有關(guān)資料表明：當(dāng)油水混合液中含有的游離氣體積比不超過15％時(shí)，流量計(jì)可以正常穩(wěn)定的工作；當(dāng)含氣量小于5％時(shí)，流量計(jì)量精度幾乎不受影響； 當(dāng)含氣量約為l0％時(shí)，流量測量誤差小于3％ 。在轉(zhuǎn)油站計(jì)量過程中，由于油井產(chǎn)出的混合液經(jīng)過三相分離器后部分氣體被分離出去，所以氣體對(duì)液量測量影響很小。但這樣也難以保證液體中不含有氣體，所以通過一定的技術(shù)手段提高分離器的分離效果，并且在經(jīng)過流量計(jì)之前盡可能的將混合液中的氣體分離出去，才能保證流量計(jì)量的準(zhǔn)確性。 （二）水和純油密度對(duì)含水率的影響 　　在實(shí)際測量混合物的含水率時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，即使是同一個(gè)計(jì)量站的幾口油井，它們各自的純油和礦化水的密度都有所不同，而且同一口井的這兩個(gè)參數(shù)在不同時(shí)期也存在著差異，而且轉(zhuǎn)油站計(jì)量匯集了若干油井的混合液，所以在含水率計(jì)算時(shí)引入的油、水密度的值就必須結(jié)合油品情況并進(jìn)行大量的試驗(yàn)。影響含水率計(jì)算的另一個(gè)主要因素是我們輸入的純油密度是在常溫常壓下在化驗(yàn)室得到的，而含水率的計(jì)算公式中引入的純油密度是在分離器即時(shí)壓力和溫度下含有溶解氣的飽和原油密度，所以在取樣化驗(yàn)時(shí)可以采用帶壓取樣的方式，減少引入密度值造成的測量誤差。 （三）質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定的處理 　　質(zhì)量流量計(jì)對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，強(qiáng)加的外界振動(dòng)會(huì)引起儀表的流量計(jì)量零點(diǎn)發(fā)生變化，造成流量計(jì)量的測量誤差增大，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致流量計(jì)無法正常測量，許多型號(hào)儀表只得采用將總誤差分為基本誤差和零點(diǎn)不穩(wěn)定度量兩部分。另外，外界振動(dòng)和應(yīng)力也會(huì)影響傳感器的諧振頻率，引起密度測量的誤差。所以流量計(jì)的安裝一定要參閱流量計(jì)安裝說明書，盡量做到無應(yīng)力安裝，對(duì)于大口徑流量計(jì)要在傳感器兩端加裝支撐，小口徑流量計(jì)可以采用連接軟管和支撐來減小振動(dòng)對(duì)流量計(jì)計(jì)量的影響。 四、小結(jié) 　　從對(duì)質(zhì)量流量計(jì)在我轉(zhuǎn)油站的應(yīng)用研究中可以看 出，質(zhì)量流量計(jì)在原油的體積計(jì)量和含水測量方面的準(zhǔn)確率是很高的，而且省去了人工測量含水的步驟。比起傳統(tǒng)的體積流量計(jì)量方法和間接式質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量方法，質(zhì)量流量計(jì)的精度也有所提高，是計(jì)量領(lǐng)域的一大進(jìn)步。 參考文獻(xiàn) 　　[1] 梁國偉、蔡武昌。流量測量技術(shù)及儀表。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 　　[2] 黃雪松，郭學(xué)輝，張勝利等.輪南油田油井結(jié)垢的研究。油氣田地面工程，2002，21（6） 　　[3] 馬雷?？剖腺|(zhì)量流量計(jì)在計(jì)量站含水計(jì)量中的應(yīng)用。石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2004，20（11） 　　[4] 馬飛，劉強(qiáng)?？剖腺|(zhì)量流量計(jì)在油田計(jì)量中的應(yīng)用。石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2004，07