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CMF纯油质量流量计的现场应用

时间:2011/5/23 9:59:07 点击:1086

  核心提示:1 前言  原油生产计量是石油企业一项重要的基础工作,其目的是为企业生产经营、科技增油工作提供准确数据,江苏油田试采一厂目前有不同生产规模的原油中转、集输站35个,为准确考核重点生产区块的任务指标完成情况,科学评价技术方案的实施效果,提高原油及污水等混合液在生产、储运过程中的计量准确度,2005年4...

  1 前言

  原油生产计量是石油企业一项重要的基础工作,其目的是为企业生产经营、科技增油工作提供准确数据,江苏油田试采一厂目前有不同生产规模的原油中转、集输站35个,为准确考核重点生产区块的任务指标完成情况,科学评价技术方案的实施效果,提高原油及污水等混合液在生产、储运过程中的计量准确度,2005年4月在曹七及沙七计量站,先后引进了两台由美国MicroMo2tion公司生产的E系列CMF纯油质量流量计(简称CMF)。

  2 CMF质量流量计的应用情况

  2.1 CMF主要技术参数

  (1)温度测量范围:125℃;压力测量范围:15MPa;
  (2)最大压力损失≤0.05MPa;
  (3)准确度:0.2%;重复性:0.02%;
  (4)供电电压:220AC;整机功耗:34W。

  CMF300质量流量计由CMF传感器和LTD3020流量计算机两部分构成,CMF传感器采用“U”型管结构,使测量介质在传感器内行程明显缩短,直管段要求较低。

  2.2 CMF工作原理

  流量传感器由振动管和安装在振动管端部的电磁驱动线圈、温度传感器等部件组成,利用科里奥利(coriolis)力原理,直接测量液体的质量流速、综合密度及温度三个主要参数。当流体流过振动管时使之产生扭曲,扭曲量正比于质量流速,振动管的振动频率正比于流体的密度,MVD核心处理器将检测到的频率及温度信号用Modbus协议方式传递给LTD3020流量计算机,处理并显示相关参数(工作流程见图1)。


图1 计量流程示意图 

  LTD3020流量计算机由山东陆地科技公司研发,在准确测试并输入纯油及污水标准密度后,经过程序运算能用中文显示纯油、纯水流量、质量含水率等16个参数,具备显示、操作等功能;可通过以太网将TCP/IP数据发送给上位机,对整个系统实时监控,CMF具有以下优点:

  (1)LTD3020流量计算机采用双CPU结构,提高了操作稳定性及可靠性,具有10Mbps以太网口,可直接接入企业、局域或广域网。
  (2)采用64位双精度浮点数,提高了计量数据计算精度,有效数据位为15位,当总量达到百万吨时,计数误差仅为12.5mg。
  (3)实现了在线含水率及纯油量的计算,采用了GB1885-1998《石油专用计量表》数据库,密度测量准确度<±0.0001g/cm3。

  2.3 CMF的现场应用及工艺措施完善

  CMF在正常使用过程中,需向LTD3020流量计算机输入纯油和纯水标准密度,才能准确计量纯油及纯水产量。根据混合液含水率公式,CMF在现场测量时,要求混合液中含气量≤5%,否则会导致综合密度下降,纯油产量上升,即“气增油”现象,增加测量误差。

  混合液含水率公式:

  


  式中:ρm—混合液密度,g/cm3; 
  ρw—纯水密度,g/cm3;
  ρo—纯油密度,g/cm3;
  η—水的体积百分比,%。

  CMF在曹七站使用时就因为混合液中的饱和天然气含量≥5%,导致含水率明显低于实际值。为此技术人员采取了如下措施:

  (1)控制进站油液的压力。将站内60m3气、液缓冲罐的生产压差由0.35MPa降低为0.25MPa,以提高气、液分离效果。
  (2)平稳控制进站油液流量。安装一套外输油泵变频控制系统,利用缓冲罐的液位传感器输出的(4~20)mA差压信号,控制外输油泵的流量,并具备高、低液位报警功能,使缓冲罐液位由以往手动操作改变为自动控制,通过此项措施不仅明显降低了混合液中的气、液比,也避免了含气量的波动。

  CMF混合液的流量测量误差≤±0.2%,现场主要通过仪表显示与人工化验含水率,确定原油计量准确度,确保分队、分区原油计量误差≤±2%。表1是2005年4月在曹七原油中转站,采取上述工艺措施后,连续5天CMF与人工化验含水率比对数据。


  从比对数据可看出,含水率平均差值<±0.5%,符合计量要求。

  3 CMF的应用效果分析

  (1)CMF纯油质量流量计是目前油田分队、分区主要计量器具,能够准确测量并显示纯油、纯水标准体积和质量,以及含水率、混合液密度等参数,其功能是任何单一流量仪表所无法替代的,在含气量超过额定范围时,需采取工艺措施提高气、液分离效果,或对输入的纯油、纯水标准密度进行修正,确保准确度满足计量要求。

  (2)CMF安装时,在测量直管段外侧应加支撑,以消除影响传感器测量的应力;同时传感器附近运行的大功率电机和交变磁场,会产生脉冲干扰及共振,须远离磁场干扰或安装脉冲衰减器及屏蔽设施。

  (3)CMF在使用前及转移安装地点后,须进行零流量校正;对于间隙使用的CMF,每次停用前须用80℃左右热水扫线3~5分钟,以防传感器内部结垢和堵塞;传感器和变送器应采用独立电源供电;LTD流量计算机应远离暖气管线等热源;CMF在野外工作场合应做好防雷击措施。

  参考文献

  1 蔡武昌等.流量测量方法和仪表的选用.化学工业出版社,2001.
  2 刘永远,龚中伟.质量流量计在原油集输系统中的应用.石油工业技术监督,2007,5.

作者:佚名 来源:不详
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