【摘要】 采油厂是油田开发及原油生产的主体单位，其生产经营等环节的计量器具型号种类较多，计量数据的准确与否对采油厂生产经营工作及经济效益产生直接影响。文章就采油厂日常使用的计量器具选型维护及检定中出现的问题和解决办法进行了介绍。
【关键词】 计量器具 原油生产 仪表选型 现场应用
1 前言
油田采油厂是承担油田开发方案及措施的实施单位，也是勘探开发产生效益的专业经济实体，贯穿采油厂整个生产经营销售过程，均离不开计量这一基础工作。采油厂计量工作对安全生产、质量控制、节能降耗提高企业管理水平具有重要的技术保证作用，计量器具则是开展和增强计量工作的物质基础。
在油水井动态测试过程中，需进行地层温度、
压力及饱和液体流量等参数计量；在计量站、中转站需进行单井液气计量和分区块分队油气计量；在储油站、集输站需进行原油和天然气外销计量，其他还涉及油田开发过程中的油田注水、注CO2计量；生产经营中的水、电、天然气能源消耗计量以及液化气 、稳定轻烃等生产工艺过程控制计量 。上述计量器具按学科分类有力学计量，如容积式流量计、质量流量计、密度计等；温度计量，如温度计、
热电偶、热电阻等；电磁计量，如电度表、接地电阻仪、频率计数器等，此外还包括声学计量、几何计量、光学计量等。按管理等级分类有强检计量器具：如外输流量计、锅炉压力表、可燃气体报警器等；普通计量器具：如油井压力表、质量流量计、注水流量计等，工艺控制计量器具：如浮子流量计、油井玻璃温度计、油罐液位计等，此外还有井下压力计、示功仪、油井分离器等石油专用计量器具，是一个多门类多学科工艺技术应用组合。目前江苏油田试采一厂共有14类52种2800多台（件）计量器具，要使上述计量器具为全厂生产经营管理工作提供准确可靠的数据，就必须掌握了解各种计量器具的性能、原理，进行科学的选型论证，使安装条件、使用环境与所选用的计量器具工艺要求相匹配，定期进行维护保养和检定（校对），才能发挥计量器具最佳工作效率，延长使用寿命，产生很高的性价比，保持计量准确度。
2 单井计量器具工作情况
目前全厂共有抽油井413口，单井仍沿用油田开发初期以分离器间隔时间产量来推算24h油气产量的计量方式，这种计量方式样品代表性差、精度低。最近几年有所改变的是用旋进旋涡气体流量计来取代以往单孔板配CW-430型双波纹管差压计来测取伴生气产量。上述计量方式在油田开发后期因综合含水上升，油井无伴生气或减少时遇到麻烦，解决办法是用弹性刮板流量计取代上述装置。但油井产出的液、气大都属于间隔流、波浪流等呈非均流状态和多相流特性，流量经常超出或低于上下限量程而增大计量
误差，同时国内弹性刮板流量计材料及制造上存在缺陷，很难满足连续计量工艺要求，故障率较高，准确度≥5%，近年来配合已有分离器采用了在线含水仪测量含水率，电磁阀控制液面，微机自动控制采集数据以及引进质量流量计等方式进行单井连续计量试验，取得了一些试验数据，但投资成本大，操作复杂，部分配套仪表量程未能覆盖现场工作参数取值范围，因而有一定的推广难度。同时分离器液面控制技术和低产井气液驱动能量不足也是制约上述试验的技术瓶颈。因此投资少、准确度和自动化程度高的单井计量方式仍是今后计量攻关的重点。
3 分区分队计量器具采用国内先进工艺技术
分队计量数据是各基层队完成任务指标的依据，也是反映一个区块生产动态，判断开发方案措施是否收到效果的重要参数。一厂目前共有6个基层单位采用分片计量和汽车拉油方式获得原油产量，计量器具是国内较为领先的EXAC8300纯油质量流量计和托利多SCS-50型50t电子汽车衡。质量流量计能直接测量混合液质量流量和密度，通过设定的纯油、纯水密度值可派生出纯油体积、含水率等11个参数[1]；汽车拉油则用混合液净重乘以人工化验含水率得出纯油量。上述仪表精度<0.5%，现场造成分队计量误差增大的主要原因是人工取样化验数据不具有代表性，使设定的基本参数与真实值存在
系统误差，同时流经质量流量计振动管的混合液要使含气量<15%，控制含砂量并防止内壁结垢，否则会使振动管谐振频率偏离正常值，导致混合液密度发生变化，产生气体增油、砂垢减油现象，如果流经振动管的测量介质温度低、流速慢、蜡和胶质含量大，那么不仅使计量精度降低，长时间运行会在双环管内壁附结一层硬垢，此时流量计就不能使用了，垢的成份是油、胶质、砂粒及Ca2+、Mg2+等金属离子聚集的混合体[2]，一般化学药剂与之反应速率较慢且受到油膜阻隔，对此生产厂家和知名清洗公司都无能为力。一厂技监中心有关人员试验摸索出一种切实可行的机械、化学清洗方法，对6台结垢严重的质量流量计成功进行了清洗并检定合格。
4 经营管理、能源消耗计量器具
采油厂要维持生产正常运行，每日需消耗许多水、电、天然气资源，对消耗的资源量必须进行准确计量才能合理使用，提高资源利用率。目前用于水、电计量器具均是国内成熟产品，如水厂使用的时差式超声波流量计利用声波在单相介质中顺流逆流时间差与流速对应关系求得瞬时流量，如果水的流速和安装条件符合要求，能获得和其他速度式流量计相同的计量精度[3]，造成水量误差增大的原因是需定期检定。
天然气消耗计量器具采用和单井计量一样的旋进旋涡流量计，其原理是气体沿轴向流经旋涡发生体时，气流被强迫做旋转运动并逐渐收缩，在测量段产生涡旋由压电传感器检测到涡旋频率并经放大整形，得到与流量的对应关系，其缺点是对雷诺数要求高，压力损失占实际工作压力的25%并随口径缩小而增大。
燃油流量计目前主要使用腰轮和椭圆齿轮流量计，按要求使用能满足计量要求，产生故障的主要原因是1、燃油加热过高(>80℃)易造成密封件老化和传动齿轮热膨胀，增大磨损或卡死，2、季节性变换燃油、燃气方式时对停用流量计未能及时扫线或用高温蒸汽扫线时使流量计转速过快造成传动部件损坏。
蒸汽产出量是评价锅炉热效率的重要指标，但现场安装的大部分分流旋翼式蒸汽流量计投运后很难保持较长的使用时间，主要原因是阻尼室必须保持正常水位，以利于连杆计数器部件散热和旋翼转动阻尼，同时在流量计进口必须安装过滤器，防止管道内机械杂质堵塞分流孔，使计数器传动受阻，维护保养工作量较大，同时蒸汽饱和度与压力成函数关系，压力波动也直接影响计量准确度。目前部分供热站使用的压电式涡街流量计能弥补上述不足，正常使用不受流体温度、压力、密度影响，但对流速分布和安装直管段有较高要求。
5 原油外输计量器具
采油厂的最终产品是原油、轻烃和天然气，也是石化工业的初级产品，根据国家标准规范，上述产品的贸易交接不仅有数量上的要求，而且也有品质上的指标，必须依靠容积式流量计、石油密度计、压力表、温度计等计量器具进行规范的计量化验操作，才能使上述石油产品符合商品化要求。因此外销计量器具的质量性能以及使用、操作环境对实现石油产品公正准确计量显得非常重要。
目前一厂联盟庄、刘陆、沙埝等五个正规外输站的计量器具配备均符合《SY/T5417-91》标准要求，选用产品达到国内同期水平且每年都有较大的经费投入。所有外输流量计实行实液检定，99年以来开始试验并引进五台UF-2螺旋转子流量计分别安装于五个外输站，承担全厂95%原油外输任务，两年多来的使用检定证明UF-2具有较高的精度稳定性和重复性，性能质量优于油田使用的其他容积式流量计。
密度和含水率是原油质量的重要指标，尤其密度测量误差受测试温度影响较大，油样的流动性、挥发性、蜡晶的熔化程度及粘温性能均因因温度的变化而改变，温度相差1℃引起的质量误差0.059%，目前全厂外输站配备了温度稳定性较好的SYP1026型恒温水浴，温度控制精度0.5℃。
外销天然气则根据流量范围选用标准孔板组件进行法兰取压方式测取差压，并配备温度、
压力变送器，计算机取值计算，安装和取值符合《SY/T6143-96》标准。稳定轻烃则采用0.2级50t电子汽车衡测取净重。
6 计量器具的检定
计量器具使用一段时间后，其准确度会发生变化，必须用高一级标准器进行检定（校验），使其误差控制在允许范围，对计量器具的检定（校验）需建立相应等级的标准装置并经有关机构考核验收合格才能开展工作。有些检定装置投入成本低，单台计量器具检定工作量小，如压力表、架盘天平、单相电能表等；有些检定（校验）装置投入和检定成本较高，如原油流量计、气体流量计、井下压力计等，同时计量器具不同的使用环境、工作条件和准确度要求也需选择制定不同的检定（校验）装置和检定周期。因此企业不能面面俱到，对所有不同类型计量器具都建立相应的检定（校验）装置，必须在配套完善已有检定装置基础上依靠其他二级单位的企业最高计量标准和地方政府部门社会公用计量标准对全厂计量器具进行检定（校验），才能提高计量器具检测率，确保各种计量数据准确可靠。
九五以来，一厂已陆续建立了原油流量计、注水流量计、质量流量计和压力表、井下压力计、油井示功仪六个检定（校验）装置，其中包括流量、压力两个企业最高标准，目前正在筹建天然气、水表两套检定装置。体积管流量检定装置承担全油田外输流量计检定和加密测试任务，运行十多年来，多次发现流量计检定周期内精度超差等质量问题并及时采取调整措施，为企业避免了近500多万元经济损失，有效地维护了企业的信誉和用户的利益。2000年又投资25万元进行技术改造，引进了先进的自控装置和电动四通阀，使控制外输原油输差有了物质保证。
7 结束语
采油厂是油田勘探开发产业链中的重要环节，是多学科多专业的工艺技术组合部门，各生产要素的掌握和控制均离不开计量这一基础工作，可以说没有计量工作企业就无法运行和发展，计量器具是开展计量工作的物质基础，必须加强配备、检定、维护工作，同时要加大资金投入，引进推广智能化、技术含量高的新型计量器具，不断完善检定检测工艺，提高各种基础数据录取的准确度。要贯彻以人为本的方针，培养锻练一支高素质的计量技术人才队伍，结合矿场实际开展计量技术攻关和科技创新活动，实施计量检测手段和改进计量方案研究，计量器具是一种特殊物资，要在企业内部开展 计量器具的保养维修和调济余缺工作，合理配置计量资源，节省资金，提高计量器具利用率，为企业生产经营和科技进步服务。
参考文献：
[1] 苏彦勋. 流量计量与测试. 中国计量出版社 1992年8月
[2] 李民伦等. 质量式流量计清洗工艺. 中国石化青年科技成果汇编 2000年11月
[3] 潘光坦. 超声波流量计准确度和重复性试验. 国外油田工程 1997年10月
闽公网安备 35020602000072号
