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油田中腐蚀性介质天然气流量测量选孔板流量计还是超声波

作者: 来源: 发布时间:2017-10-19 12:58:18

 引言

        塔里木某作业区天然气湿气交接计量,湿气中含有S2-、Cl- ,腐蚀了计量仪表。计量不准确、达不到交接计量的精度标准,将会在结算时影响贸易双方油气产量配比。既能克服S2-、Cl-的腐蚀,又能保证流量计的精度要求,采用了外夹式超声波流量计的计量方式,避免了腐蚀,提高了精度,并且不用频繁更换接触腐蚀性介质的元件,满足了工程的需求。
 
1 工程现状
        塔里木某作业区井流物中含H2S及Cl-离子,其中H2S分压为0.050~1.1MPa,Cl-离子浓度为2000~80000mg/L。水中含H+、S2-、Cl-、 SO42-、Na+、Mg2+离子。 H+ + Cl-=HCl,2H+ + SO42- =H2 SO4。盐酸与硫酸均为强酸,与钢材中铁反应产生氢气。Mg2+离子破坏合金中的Mo(钼)。井流物对奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢均具有较强腐蚀性。现场配备的旋进旋涡流量计的旋涡发生体材质为316L,此材质抗H2S及Cl-离子腐蚀较差,导致流量计腐蚀。
 
2 气体流量计比选 [2]
2.1 智能旋进旋涡流量计
        智能旋进旋涡流量计是集流量、温度、压力检测功能于一体,并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿的流量计。现场所需更换流量计即为此形式流量计,在现场生产中已得到证实此流量计不适用于塔里木油田作业区的油气介质。介质腐蚀了流量、压力、温度传感器,流量计损坏。
 
2.2 涡轮流量计
        涡轮流量计适合于介质比较干净、对润滑油不相溶的介质,塔里木油田作业区井流物中主要成分是天然气及凝析油,凝析油能够溶解涡轮流量计轴承中的润滑油。天然气中携带凝析油,涡轮流量计不适合凝析油油气田。
2.3 玻璃管流量计
        玻璃管流量计可以用非金属材料制造,但是承压能力满足不了塔里木油田作业区的工况。
2.4 孔板流量计
        孔板流量计可以用于气体、液体流量计,唯一的要求是紊乱流体。符合塔里木油田作业区的设计条件。
2.5 超声波流量计
        超声波流量计有两种形式,一种是在线的,用于高精度测量气体或液体流量。一种是外夹式超声波流量计,用于管径大于DN50的工艺管道测量气体或液体流量,价格比在线的略低,精度比在线的略低,高于商品贸易计量要求的精度。外夹超声波流量计不受介质的腐蚀性影响,从性能上满足本工程需要。
2.6 比选结果
        针对塔里木油田作业区介质腐蚀性,天然气计量仪表选用以下两种方案:
天然气计量仪表 选用以下两种方案
3 流量计选型 [3]
        孔板加工精度<0.1%,多参数流量差压变送器精度0.075%,温度变送器精度 <0.2%,直管段精度<0.2%,计量器局理论综合精度<0.5%,介质组分变化导致的精度<2.5%,因为腐蚀孔板最大孔径偏差<1%,SQRT(0.1×0.1+0.075×0.075+0.2×0.2+0.2×0.2+0.5×0.5+2.5×2.5+1×1)=2.76,因此工程选用的流量计平均估算误差<3%。外夹式超声波流量计管径≤150mm,根据不同的工况,精度为2%~5%,量程比是150:1。
 
        根据《流量仪表设计选型规范》Q/SY TZ 0239-2014中第4章所述,油田公司内部单位之间天然气湿气交接计量应满足二级计量标准;根据第5章中5.1.1所述,二级计量系统的最大允许误差应在±10%以内,故所选孔板流量计和外夹式超声波流量计均满足交接计量的需求。
 
4 仪表材质选择
        孔板流量计的直管段内壁、整流器喷涂聚氯乙烯。孔板元件使用316L,定期依据腐蚀情况更换一片同规格孔板元件(板片)及引压管路。多参数差压流量变送器膜盒镀金。流量计安装在气相出口介质向下立罐上,避免含沙对孔板流量计的影响。外夹式超声波流量计,因为不接触腐蚀性介质,并无特殊的材质要求。
 
5 结束语
        塔里木油田作业区天然气计量选用外夹式超声波流量计。从精度上满足了交接计量的需求,流量检测仪表并不与腐蚀性介质接触,也避免了介质对仪表的腐蚀,满足了塔里木油田作业区工程实践的需求。

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