柱塞式单井计量装置的研制

　　1　问题的提出

　　胜利油田现有油井中,日产液量在10t以下的井约占总井数的50%左右。为了及时掌握和了解每口油井的生产状况,目前各油田产液计量的主要手段仍依赖于两相分离计量,通过对一段时间内的产油量测量来推算全天的产量。这种计量方法由于受体积管内壁结腊结垢和大部分两相分离器未按期标定的影响,容易造成计量准确度降低。同时由于大多数油井存在间歇出油的问题,所以用一段时间的液量来推算全天产量,在理论上讲是不科学的,很难做到对油井产量的准确计量,甚至对低产、低含气、高粘稠、高含砂油井无法满足现场计量要求。为了解决油田油井计量问题,国内各油田计量同行开展了多种形式的研究和试验,先后有罗茨、双转子、旋进旋涡、弯管、质量流量计等多种计量仪表进行现场试验应用。但试验应用效果由于受介质含砂、含气、含水、来液不均匀、高粘度、内壁易结垢结蜡以及部分油井流速低等诸多因素的影响,多数计量仪表应用效果不十分理想[1],有的流量计室内单介质标定计量准确度能达到1%,而现场应用计量误差则超过50%。因此,研制开发一种适合油田现场实际应用的计量仪表很有必要。为此,2000年我们提出了研制开发新型柱塞式单井计量装置的研究课题,以解决油井计量问题。现介绍如下以供同行探讨。

　　2　工作原理

　　柱塞式单井计量装置测量工作原理如图1所示。这种计量装置主要由液量体积计量单元、液动换向单元和过载保护单元等3部分组成。由井口流出的高压液体使集成液控换向单元控制几个阀的开通,并推动柱塞在一缸体内往复运动,产生吸入和排出过程,这样周而复始,用一机械计数器计下柱塞往复的次数,根据液缸的容积就可计算出产液量。

　　3　主要技术参数

　　SYDJ-2000型单井产液量计量装置技术参数如下:

　　4　室内试验和工业性现场试验

　　(1)室内试验

　　室内试验于2000年3月在石油大学仪器仪表研究所进行。试验介质为机油,密度0·93g/cm3,试验介质温度为10℃。试验测得的有关试验数据经计算结果的平均流量为3·70L/次,最大误差< 1·35%,平均误差为0·27%,达到了计量误差小于5%的设计要求,在实验室的试验测试结果较为理想。

　　(2)工业性现场试验

　　现场试验分冬、夏季两次进行。冬季进行的试验是为了考核仪器的的结构设计是否合理,是否能满足现场计量要求,工作的可靠性和耐低温性能如何等等。运行约8个月,试验证明了该装置设计是合理的,工作可靠。夏季进行的试验,计量装置已运行约32个月。本次试验的目的是进一步考核计量装置测量的准确性,长时间工作运行的可靠性和适应性。我们首先选择了胜利油田纯梁采油厂L21#计量站的C19-15井进行试验应用,该油井的日产液量为4m3左右,日产油1·2t,气量较低且无法测量,试验数据见表2。