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湿蒸汽发生器流量计量技术探讨

时间:2018/04/25来源:未知

摘  要:抓好湿蒸汽发生器流量计量有助于优选注汽参数,确定合适的注汽速度、注汽量,降低井筒热损失和漏失到非产油岩层的热量,缩短因注蒸汽而停产的时间,增大油汽比,提高稠油开发的综合效益。因此,湿蒸汽发生器流量计量成为稠油注汽的关键环节。 
引言:当前,注蒸汽采油以成为我国油田开采稠油的一种主要强化采油方法,注蒸汽采油的关键设备是湿蒸汽发生器。实践证明,注汽量、注汽速度、注汽质量是影响蒸汽吞吐效果的重要因素。在企业追求效益***大化的今天,抓好湿蒸汽发生器流量计量有助于优选注汽参数,确定合适的注汽速度、注汽量,降低井筒热损失和漏失到非产油岩层的热量,缩短因注蒸汽而停产的时间,增大油汽比,提高稠油开发的综合效益。因此,湿蒸汽发生器流量计量成为稠油注汽的关键环节。   

1、湿蒸汽发生器流量计原理及技术要求:
  湿蒸汽发生器流量计量主要是差压式流量计,整套是由美国进口。结构及原理与国产QBC型气动差压式流量计相同,结构如下图。 
气体流量计差压变送器结构示意图

  差压测量部分又分为正、负测量室,在正、负压室内分别装有外部隔绝密封内部充满液体的波纹管,节流孔板前后的差压信号分别送入正、负压测 量室,正、负压室的差压信号使正压室的波纹管压缩,其内部的流体通过阻尼阀流向负压室波纹管使其膨胀。这样就带动两波纹管之间轴的移动,轴的移动又使扭力管发生偏转,扭力管又带动盖片,使盖片与喷嘴的距离发生变化。当差压较大时,即正压室压力较高时,扭力管偏转的角度也大,盖片与喷嘴间的距离就小,使放大器背压增加,背压增加又使双层风箱的下风箱向下伸张,从而又带动连杆阀芯,打开阀芯,使输出信号增加。其中上下风箱处于平衡同时,导致反馈风箱压缩,这样固定在反馈风箱上端的支点上移,使盖片又稍微离开喷嘴,形成负反馈,使输出又下降一些,然后使仪表具有一个稳定的输出。当差压减小时,挡板离开喷嘴,使背压降低,放大器内的双层风箱的下端收缩连杆阀芯在供气压力的推动下关小阀门。原来储存在输出气室的压力沿阀杆,双层风箱的中部进入排气孔,从而降低输出压力。  
  另外,除了下端风箱的背压室,上端风箱有一个排气孔。它是当风箱伸 长与收缩时,始终保持风箱内为大气压力。因而,当差压信号变化时,输出 端有一稳定值相对应。
  需要指出的是274A型气动差压变送器的输出与差压成线性正比,而流量与压差的平方根成线性正比,为了在二次仪表上直接显示流量,就需将二次仪表的刻度设计成开方刻度。  
  测量机构的主要技术指标有:
(1)在标准状态下,仪表的变差为1%;
(2)被测介质温度:-20~+120℃
(3)环境温度:-10~+60℃
 (4)相对湿度:30%~90%
 (5)不灵敏限:满量程的0.2%以内
(6)气源压力为0.14兆帕、干净压缩空气。
(7)工作环境允许振幅0.4毫米、频率20赫的振动。 

2 、湿蒸汽发生器流量测量问题分析:
  差压式流量计是一种精密可靠的仪表,应用是比较广泛的,常作为标准计量器具。但在湿蒸汽发生器上长期的使用过程中、也出现了不少问题,具有比较大的测量误差。 
原因分析:
  有时甚至高达10~20%(应当指出、造成这么大的误差实际上完全是由于使用不当引起的,而不是仪表本身的测量误差)。这对掌握设备运行状况,优选稠油注汽参数造成较大影响。因此使用、检验、维护好差压式流量计是做好湿蒸汽发生器计量的一项重要工作。分析起来,差压计出现问题的原因主要有以下几点:
(1)在使用过程中不可避免的发生各类故障,以致在维修过程中调整检验不标准产生误差。
(2)管理方面,由于湿蒸汽发生器上所用差压式流量计都是进口的,现场校定困难。所以大多数从投产以来没有经过准确校定。
(3)孔板入口边缘的磨损。节流装置使用日久,特别是在被测介质夹杂有固体颗粒等机械物情况下,或者由于化学腐蚀、都会造成节流装置的几何形状和尺寸的变化。它的入口边缘的尖锐度会由于冲击、磨损和腐蚀而变钝。这样在相等数量的流体经过时所产生的压差ΔP将变小,从而引起仪表指示值偏低。
(4)整体设备的振动较大。由于注塞泵、空气压缩机、燃烧设备等都集于湿蒸汽发生器于一身,故运行过程中震动较大。特别是柱塞泵进排水凡尔密封不严,管线振动超出差压计技术指标要求,故产生误差。
(5)仪用空气质量差。变送器的气源应是无尘、无油、无水的干燥空气。但实际上,不管对压缩空气如何净化处理,
都不同程度的夹杂着油水和尘土。另外、由于气管线内腐蚀、也可促成仪用空气内有锈末,使差压变送器喷咀和放大器内部都杂物沉积或堵塞、造成输入信号失真。 (6)流量波动。湿蒸汽发生器是靠柱塞泵供水,柱塞泵是一种容积泵,其工作原理是利用柱塞的往复运动,使泵腔内的容积发生变化、从而达到吸入或排出液体的目的,所以其流动是脉动状态、造成显示仪表的波动较大,读数不准。 另外,安装方式、装置内部有气泡等,使差压计正负压强不平衡造成误差。 

3 、提高湿蒸汽发生器流量计量准确性的措施:
  造成湿蒸汽发生器流量计量误差的因素虽然很多,但并非不可消除,只要摸清其运行规律,查明引起误差的原因,制定切实的措施,强化管理,认真落实,就能把误差降低到标准范围内。
(1)使用前检查一次变送器的工作压力、工作温度、测量量程、迁移范围和实际情况是否相等,若有不符之处,必须查明原因,并纠正方可投入使用。
(2)变送器在使用前必须在现场效验,对其测量范围、迁移范围、精度和变差等进行反复检验。
(3)须保证仪用空气无油、水、灰沙等杂物。变送器接通气源后,气源压力应是 0.14 兆帕,若不符、须查明原因并进行调整。无迁移装置的输出压力应为 0.02 兆帕,如果相差很小可以调节调零弹簧,如果相差很大应进行调整。
(4)当使用和停用时,应尽量避免仪表承受单面的压力,投用前高、低压阀均应处于关闭状态,平衡阀打开。投用时,慢慢打开高压室阀和低压室阀使测量介质的工作压力进入变送器的正、负压室。变送器的输出压力无迁移时,应是 0.02 兆帕,有迁移时应符合相应的数字,否则要进行调整。调整完毕之后,关闭平衡阀,使变送器投入运行。如果不慎使变送器承受单向压力且压力取消后,零位变化不大,则可以通过调零弹簧来调节,若零位变化很大,则应进行故障处理。 

4、结论:
  通过对差压变送器流量计的调整校验、维修、维护及正确使用,将大大提高流量测量的准确性,有助于优选注汽参数,确定注汽速度,提高注汽质量。   

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