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金属管浮子流量计在大牛地气田的污水计量方法探讨
发布日期：2017-08-02 来源： 编辑： 浏览次数：
【导读】：在气液分离一储存一处理过程中，用到了石英玻璃管液位计、金属管浮子流量计、磁致伸缩液位计等3种计量方式。本文对3种计量方式的原理特点进行了阐述，并对3种计量方式的精确度进行了对比分析，对气井污水计量方式提出了建议。......
大牛地气田通过低温分离工艺进行气液分离，将分理出的污水通过罐车拉运至净化厂，回收污水中的甲醇及凝析油，并将处理合格后的污水回注地层。在气液分离一储存一处理过程中，用到了石英玻璃管液位计、金属管浮子流量计、磁致伸缩液位计等3种计量方式。本文对3种计量方式的原理特点进行了阐述，并对3种计量方式的精确度进行了对比分析，对气井污水计量方式提出了建议。
大牛地气田位于陕西榆林市与内蒙古鄂尔多斯市交界地区。目前气田有生产气井1200口，日外输天然气1060 x 104m3/d，日产污水.1200余方。气田产出污水中含有地层水、钻井、压裂施工残余水，预防堵塞所注甲醇，以及采气过程中注人的起泡剂、缓蚀剂、阻垢剂等各种药剂。气田气井产出的污水水质具有“四高一低”(一是矿化度高;二是Ca2+、Mg2+等高价金属阳离子含量高;三是水中游离C02及 HCO3一含量较高;四是水中机杂和乳化油含量很高;一低是污水PH值较低)的特点。气田污水在集气站分离后通过罐车拉运至净化厂，回收凝析油及甲醇后将处理后的水回注地层。
1、气田油水计量方式
大牛地气田气井污水计量流程是:气井产液在分离器中分离后通过石英玻璃管液位计计量产液量，再将污水排人油水缓冲罐储存。油水缓冲罐液位通过磁致伸缩液位计测量。油水缓冲罐污水通过拉运污水罐车拉运至净化厂进行处理，污水装车时通过金属管浮子流量计计量液体体积。大牛地气田气井使用的污水计量方式有3种:石英玻璃管液位计、金属管浮子流量计、磁致伸缩液位计。3种计量方式在污水处理的各个流程阶段中起不同作用，组成了大牛地气田气井污水的计量模式。
2、不同污水计量方式原理及特点
2.1、石英玻璃管液位计
大牛地气田分离器广泛使用了UGS( UNS)系列彩色石英管液位计。将读出的液位高度查询液位对照表即可换算为体积。具有结构简单，直观可靠，经久耐用等优点。存在不足是油、水无法分开计量，容器液位对照表与容器实际容积之间存在误差。
2.2、金属管浮子流量计
大牛地气田污水装车时使用金属管浮子流量计测量污水体积。金属管浮子流量计是基于定压降、变面积测量流量的原理。存在不足是油、水无法分开计量，流量计密度参数设定为清水密度，测得体积存在误差，流量计受杂质的影响较大。
2.3、磁致伸缩液位计
大牛地气田在集气站油水缓冲罐中安装了磁致伸缩液位计测量油水液位。测量原理是通过两个密度不同的液位计浮子来测量液面。优点是测量精度高，可以同时测量油、水液位。存在不足是:
(1)浮子本身有长度，测量到的水液位和总液位的非常小差值为10cm。当罐内油的液位高度低于10cm时，单杆磁致伸缩液位计测量的液位高度不准确;
(2)气田污水含杂质较多，杂质会影响浮子运动的灵活性，甚至卡死浮子，影响测量。
(3)磁致伸缩液位计测出液位后需要通过液位对照表计算容器内液位体积，因此测量精度受到液位对照表的影响使误差增大。
3、不同污水计量方式计量效果对比
石英玻璃管液位计是大牛地气田应用非常广的污水计量方式。试验通过录取xx集气站某一时间段内各种计量方法的污水计量数据，同玻璃管液位计计量数据对比，得出3种计量方式的计量误差，并从中优选出合理的计量方式。
3.1、金属管浮子流量计
通过现场试验数据得知，金属管浮子流量计与玻璃管液位计测得的污水量数据基本一致，两者之间的误差平均为0.56m3，占总装液量的比例为8.63%。从误差分布趋势上看，大部分计量污水量误差分布在0.2-0.8m3之间，占总装液量的比例在5%-10%之间，误差的变化无明显趋势，存在随机性。这说明金属管浮子流量计和玻璃管液位计之间的误差较小。在某一天装液时装车流量计浮子出现卡死导致误差较大，说明金属管浮子流量计会受到杂质影响导致流量计故障。
3.2、单杆磁致伸缩液位计
通过现场试验数据得知，单杆磁致伸缩液位计与油水缓冲罐液位计测量的液位高度误差在一20-24cm之间，平均为5cm，并且没有增大的趋势。4月25-29日、5月2-5日单杆磁致伸缩液位计测得数据保持不变，玻璃管液位计测得数据在不断变化，说明单杆磁致伸缩液位计浮子被卡死，导致数据测量出现误差。因此单杆油水界位计形成测量误差的主要原因是浮球卡死，因此油水界位计需要重点解决浮球易卡死的问题。
3.3、双杆磁致伸缩液位计
通过现场试验数据得知，双杆磁致伸缩液位计与玻璃管液位计液位测量误差较小，其中液位高度误差在0-10cm之间，平均为7.06cm，液量误差在0-1.56m3之间，平均为0.80m3 0 3月25日至3月31日测得数据不一致是由于磁致伸缩液位计浮子卡住所致，因此浮子受杂质影响是导致双杆磁致伸缩液位计存在测量误差的主要原因。
4、结论及建议
通过大牛地气田现用的3种污水计量方式对比可知:
(1)金属管浮子流量计精度较高，计量精度容易受到杂质的影响，使用时会出现故障，对污水的适应性需要加强。
(2)UGS(UNS)系列彩色石英玻璃管液位计应用范围较广，应用效果较好。
(3)磁致伸缩液位计可以对水量和油量分别进行计量，测量数据可以远传，自动化程度较高，但是浮子容易受杂质影响卡死，测量精度受杂质影响较大。
(4)综合各计量方式特点，建议集气站油水缓冲罐计量使用油水界位计和石英玻璃管液位计共同计量方式，污水拉运计量采取金属管浮子流量计的计量方式，以油水界位计和金属管浮子流量计计量为主，提高站场油水计量的自动化程度。以石英玻璃管液位计计量为辅助，对油水界位计和金属管浮子流量计进行监测和校正。
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