生产、储存和测量

流量仪表在中间油气和天然气

2018年10月25日欢迎

只要有商业石油和天然气开采,该行业就面临着精确测量的挑战。从将产量分配给每口井的利益相关者到监测输送的油气,油气行业的每个人都有确保流量测量正确的既得利益。

多年来,这产生了各种测量技术。石油和天然气市场的增长反过来又产生了对不同类型流量计的需求。

不同流量计类型的利弊

以下是当今首选流量计的利弊,用于石油行业。

科里奥利流量计

气体流量计类型

用于测量科里奥利流量计流量的技术对石油和天然气行业来说并不新鲜。科里奥利流量计的第一项工业专利可追溯到20世纪50年代,科里奥利流量计的商业生产始于20世纪70年代。改变的是仪表的改进。

最初的设计非常精确,但它们的特点是单管壁薄。这产生了精确的测量,作为通过管道的高流体速度造成的管道变形的函数。不幸的是,由于振动问题,这种设计的实用性受到限制。这一问题通过引入双管设计得以消除。

所有科里奥利流量计使用相同的原理。流过振荡管的流体会产生惯性,导致管捻。管扭曲的量与质量流量成比例变化。这是用传感器和流量计发射器测量的,以产生线性流量信号。

科里奥利流量计有几个优点。科里奥利质量流量计的精度很高,可以有效地用于从原油流量测量到天然气的各种石油产品。科里奥利流量计可直接测量质量流量,而不是体积。这使得它们非常适合石油和天然气行业使用,因为主要关注的是石油产品的热值,而不是体积。直接质量流量测量提供了对必要测量数据的快速访问,并且在初始流量计校准程序在制造过程中,在一系列条件下的准确性是跟踪保管转移的高度追求。

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科里奥利质量流量计通常发现在1到4英寸直径,尽管更大的直径设计现在已变得更广泛。科里奥利质量流量计通常比测量体积的流量计更昂贵,但这一成本可以通过其较低的维护要求抵消。

超声波流量计

使用声波,超声波流量计确定流动管道流动的流体速度。随着流体的速度增加,频率的线性偏移增加。超声波流量计均在管道内安装的内联设计,并夹紧型号,可以使用传感器从管道外部测量。夹紧流量计的准确性低于内联模型,因此它们通常用于临时应用,如点检查。

自1998年以来,美国气体协会(AGA)已批准超声波测量用于监护权转移申请。为确保准确性,用于监护转移测量的超声波流量计必须至少包括三条路径,最多可包括18条路径。

超声波天然气流量计

与科里奥利质量流量计不同,超声波天然气流量计和为原油设计的流量计可用于20英寸及以上的管道。将超声波流量计夹在管道外部的能力使其成为某些应用的理想选择。超声波流量计也趋向于相当耐用和低维护。

超声波流量计的缺点包括它们的高购买成本以及外部噪音可能会干扰读数的可能性。管道内部的污垢和碎屑或管道内部的材料的积聚可能会产生负面影响超声波流量计的性能和准确性。此外,管壁的厚度可以影响夹紧超声波流量计测量的精度。当液体或气体质量受到几乎没有变化时,气体和油流量测量更准确。

热流量计

原油流量测量插入

热流量计通常通过测量注入气流后的散热速度来工作。它们几乎完全用于测量气体。散热将根据气体成分和温度而变化。这使得热流量计更适合在变量最小化或测量精度可接受的情况下使用。

涡轮流量计

这些类型的仪表使用安装在管道内的轴上的机械转子来测量通过它的油,气体或助器的体积。转子的刀片从流动流中使用能量来旋转,随着流体的速度增加,转子旋转更快。由此产生的轴的旋转速度通过传感器或通过机械装置确定。

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通常,旋转叶片上的磁铁用于允许位于管外部的传感器以检测转子的运动。然后,传感和传输系统使用这些信号来确定管道内行驶的材料的体积。

涡轮流量计是在成本方面的中档,往往工作最好的燃气。它们可以在输送无碎屑流体或气体的管道中以相对稳定的流速工作。在流中有相当大的变化的情况下,它们不能很好地工作。轴承和其他机械部件可能会磨损,需要更换。如果已知气体的性质,涡轮流量计可以用来测量质量。否则,需要其他传感器读数来计算质量。

差压流量计

如超声波流量计,差压流量计测量体积流量。通过使用Bernoulli的等式来进行差压流量计。对于差压流量计,将收缩添加到管道中。这降低了管道内的压力,因为流体或气体穿过流量计。

随着通过管道的流量增加,压降的尺寸成比例地增加。发射机在每组压力读数上接收数据,并且使用该信息来计算差压以确定流量的体积。

差压流量计成本相对较低。为了优化针对不同类型流体和气体的计量,可能需要多种版本的差压流量计。为了确定气体的质量流量,差压流量计必须与温度、压力、气体成分和密度等传感器相结合。

尽管差压流量计被批准用于监护转移,但其用途正在下降。由于测量精度较低,且有必要考虑温度等多种变量,这些变量可能会显著影响测量精度,因此,其他类型的计量正成为首选,尤其是在测量气体时。

油气流量测量选项汇总

显然,在石油和天然气行业中有许多计量选择。由于计量技术的变化,多年来对特定类型计量系统的偏好有所不同。

另一个重要因素是行业的演变,从传统的原油提取到天然气,页岩气和压裂的生长。这增加了对更广泛的天然气流量计类型的需求,可以提供低维护,准确的计量在一系列条件下。

这导致了尺寸较大尺寸和各种配置的科里奥利物质流量计的制造,因为石油和天然气公司拥有更快,更准确的计量,不需要调整像温度等变量。

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