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华陆弯管流量计在油田污水流量计量中的应用

华陆弯管流量计在油田污水流量计量中的应用油田污水流量计量是油田开发和管理过程中十分重要的基础工作。由于油田污水具有流量大,计量介质含油、含水、含盐、性大、大口径管道密闭输送、流速变化快等特点,采用大口径水表、电磁流量计涡街流量计均难以满足计量要求。为此,我们开发出适合油田污水流量计量的弯管流量计。由于采用单片机技术,不仅使弯管流量计量装置成本大大降低,而且结构简单,维护方便,提高了测量精度。
  1 工作原理
  弯管流量计为动压式流量计。流体通过弯曲管道时产生离心力,造成靠近管道弯曲处的内外壁附近流体压力不同。这个压力差的数值与流体的运动速度及密度有关,呈一定函数关系。因而测出压差的大小就可以知道流量值。根据弯管的流速面积分布定律,则有
  式中 K——常数;
        R——弯管曲率半径;
          r——弯管的半径;
         V1、V2——弯管内、外壁取压点处的流速(见图1)。
  将式(1)代入流体的流量守恒定律——伯努利方程
  在图2中,设S为微小流量单元到截面中心点的距离,R+Scosθ为流量单元到曲率中心的曲率半径,则通过管道中微小截面的流量单元为
  通过积分,则可求出流过弯管的总流量为
  将(3)式代入上式,则可求出弯管的流量公式
  式中由于是与弯管结构有关的参数,用系数Bx表示。考虑到实际管道形状和应用条件的影响,即通过公式计算出来的流量与实际流量数值存在着差别,应乘以系数α ,可写出流量方程式
  式中 Q——工作状态下体积流量;
         ΔP——20℃时弯管内外侧的压差;
         ρ——工作状态下被测介质密度;
          r——工作状态下弯管内半径;
           K——流量修正系数
 2 污水流量计的构成
  弯管流量计包括流量传感器、差压变送器和二次仪表三部分组成。
  (1)流量传感器
  (见图3)通过试验,弯管的取压孔位置在内外侧45°处为最佳,并要求直管段与弯管连接处要平滑,弯管内部应为圆型并要求光滑,引压孔要与弯管壁垂直,引压孔直径要合适、一般为8~10mm,直管段与法兰的连接要考虑到所要求的直管段范围内保持管道内壁圆滑.
  (2)差压变送器
  选用性能价格比蕞好的国产定型仪表。
  (3)二次仪表
  选用8031单片机,采用12位A/D 574作模数转换器件,精度高,实时性好;利用串行输出口作显示器接口,8位数码管显示,差压计的量程和流量修正系数采用数码拨号开关设置等。
  3 流量计的安装
  图4为弯管流量计安装流程图。安装要求:
  (1)流量计前直管段必须大于5D,后直管段必须大于3D。直管段蕞好选用无缝钢管。
  (2)流量计法兰与前后直管段法兰连接处,严禁密封垫圈有偏移现象,弯管与直管段保持平滑。
  (3)弯管内、外侧连接的引压管线,应先经隔离罐,然后再将信号送到变送器,隔离液可选用防冻的变压器油或硅油。
  (4)二次仪表可以安装在检测现场,也可以安装在室内其它位置,但最远一般不得超过2km。
  4 流量计的功能、特点
  功能(1)油田污水的正确计量
       (2)实时显示瞬时流量和累积流量,具有瞬时流量与累积流量切换显示功能;
       (3)适合流量计的现场标定和流量修正。
  特点(1)无插入节流件,无压力损失;
      (2)结构简单耐磨损,维护方便;
     (3)使用可靠,故障率低;
      (4)有通信接口,便于微机联网。
  5 主要技术指标
  (1)工作压力≤1.6MPa;
  (2)工作温度(10~90)℃;
  (3)流速>1m/s;
  (4)流量计测量误差为±1.0%。
  6 应用情况及使用效果
  我们在孤东油田的1号联合站, 2号联合站, 3号联合站, 2号接转站, 3号接转站共投入使用了10台不同型号的LWG系列弯管流量计,其中管径蕞大的为φ350mm,蕞小的为φ200mm,经过多次现场检验对比,均取得比较满意的应用效果,较好地解决了油田污水流量计量问题,是一种较理想的油田污水计量设备。
点击次数:  更新时间:2017-06-30 18:08:58  【打印此页】  【关闭