浅析原油流量计的原理与应用
【摘要】随着油田开发难度的日益加大，原油的生产成本大幅度增加，原油生产任务日趋繁重，如何提高原油流量计的计量准确度，显得尤为重要。通过总结实际生产情况，在对腰轮流量计、防沙腰轮流量计、金属刮板流量计的原理进行剖析，使用情况进行总结分析的基础上，归纳出适合不同生产环境的原油流量计类型，以便降低计量仪表的故障率，减少计量仪表维修、维护资金的投入，提高原油计量准确性。
【关键词】流量计 原理 使用情况 分析
目前，油田开发已经进入高含水期，原油开采难度越来越大，生产任务逐年紧张，针对原油计量的环节，如何进一步强化原油计量工作，提高原油计量的准确性，降低计量仪器仪表的误差和维修次数，减少设备的维护成本，将成为我们最重要的攻关课题。原油计量的流量计的主要有早期的腰轮流量计、改进的防沙腰轮流量计、最新的金属刮板流量计等几种类型，
1 腰轮流量计的原理与使用
腰轮流量计作为容积式流量计量中的典型，常用于计量管线中连续通过的液体流量。腰轮流量计具有廉价的制造成本、结构原理设计简单、安装使用维修方便、使用寿命长等特点，广泛用于油田开发初期低含水的原油产量计量。
腰轮流量计的工作原理是，当被测原油流经流量计的腔体，在负压的作用下，腔体的进出两端会出现压差，通过压力的驱动作用，机体内的转子便会产生转动。另外，通过转子上一对旋转齿轮，使两个转子交替进行转动。由于流量计的内腔容积是定值，被计量的液体流量应与转子转数成正比关系，通过计算旋转的圈数，从而实现计量，其结构原理如下图：
图1 结构原理图
油田开发初期，由于开采原油的含水普遍偏低，采出的地下原油对计量装置有较好的润滑作用，可以增加流量计内部元件的运转周期，腰轮流量计不仅具有传输平稳、噪音小，而且计量的精准度很高。近年来，随着地下开采原油含水率逐年升高、原油中聚合物的含量也越来越高，整个原油组分的变化导致物理性质改变，原本的润滑作用也逐渐失效。此外，采出地下原油中携带有大量的作业施工残余的泥浆和泥沙等杂质逐渐增多，这些杂质在输送到流量计时，将在腔内逐渐形成沉积，由于沉积的泥沙对连续转动的转子形成不间断的摩擦，严重损坏计量元件，最终导致流量计的损坏。
为降低和避免流量计的磨损现象，延长流量计的运转周期和使用寿命，保障全厂各站、库的原油生产平稳输送和精确计量，我们要求各站库的原油流量计安装过滤装置，并对过滤装置定期进行清洗处理，确保原油流量计正常平稳运转，精确计量。
2 防沙腰轮流量计原理与使用
由于普通的腰轮流量计已经无法满足油田开采原油的稳定和长期计量，在其基础上，通过对结构方面的优化设计和改进，内部主要元件选用最新材质的抗磨高强度的高端复合材质，其耐磨性能是普通元件的2倍多。防沙腰轮流量计和普通腰轮流量计的工作原理是一样的。
为进一步提高腰轮流量计的防沙作用和耐磨性能，通过在含沙量较高的转油站库现场试用，防沙腰轮流量计取得较好的应用效果。
3 金属刮板流量计原理与使用
金属刮板流量计不仅体积小，而且具备防沙结构，计量工作时，工作元件只为两个窄小的刮板，与其他计量方式相比，元件的工作接触面积大大降低，这样就大大降低和避免发生卡、堵的概率。此外传动部件采用了不锈钢高性能材质，轴承元件采用密封式的滚珠轴承，具有高效的耐水、耐磨性能。其工作原理如下图：
随着三次采油技术的应用和发展，采出原油中聚合物的含量不断增多，致使采出原油携带泥沙等异物的能力进一步加大，由于过滤装置的存在，这些杂质在过滤器前端逐渐堆积沉淀，日积月累的作用下，往往沉积杂质最终会冲破过滤器中的过滤网进入腰轮流量计机体，造成转子卡、堵等现象，对站库转油计量工作造成严重影响。为此，我们采用金属刮板流量计进行现场应用试验。通过与腰轮流量计对比，刮板流量计更具有防卡、防堵的特点，异物造成计量腔内转子卡死的情况明显减少，流量计的维修周期明显延长，故障概率明显降低。但个别站库采出原油中因为含沙量大，刮板表面的防护层短时间被磨损掉，其内部磨损程度将进一步加快，最终会损坏刮板及转子元件。所以，生产厂家在选用和制造刮板部件材质还有待于进一步的改进和完善。
4 结论与认识
通过原油流量计现场实际应用、检修情况分析，我们可以得出以下结论：
（1）在原油低含水或者水驱站库转油站，采用普通的腰轮流量计完全可以满足计量的要求。
（2）在高含水的站库转油站，为减小卡堵情况的发生建议应用金属刮板流量计。
（3）在采出原油含聚量较高、或者原油中泥沙较多的站库转油站，为降低计量仪器仪表的磨损，建议应用防沙腰轮流量计。
参考文献
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