三相计量装置改进措施

李贵勇 汤国庆 董艾平 刘董宇

(胜利油田技术检测中心，东营 257000)

0 引言

经过50多年的勘探开发，胜利油田平均单井产量降幅逐年增大。随着油田精细化管理的进行，单井计量越来越受到人们的关注。目前油田主要单井计量模式有两种：一种是通过对井口产出液进行气液两相分离后计量液量，井口取样化验测得原油含水，根据液量和含水来计算油井产油量，这种计量方式适用于产量稳定的油井；另一种是采用两相分离加仪表计量的方式，两相分离后由装置直接测量含水计算产油量，这种计量方式适用于含水较低的油井。胜利油田高含水、间歇波动井数量逐年增加，以上两种计量模式已不能满足对油田油井产量的准确计量。

三相计量装置是一种小型化高效分离、自动连续稳定运行、准确度高、撬裝式移动方便的油气水三相计量装置，实现对油田低产液油井、混串油井、低气量油井、间歇油井产量24小时连续计量。

1 三相计量装置的原理

1.1 三相计量装置的技术方案

三相计量装置对油井来液进行油气水三相分离，将高含水原油转化为低含水原油，减小了由于原油含水高对于仪表纯油量计量精度产生的较大误差，并运用高精度仪表进行计量，技术方案见图1。

图1 技术路线示意图

1.2 三相计量装置的结构

装置内部结构如图2所示。

三相分离计量装置采用旋流分离技术来进行气液分离。油井产出的气液混合物由切向入口进入旋流分离器后形成的旋流产生了比重力高出许多倍的离心力，由于气液相密度不同，所受离心力差别很大，重力、离心力和浮力联合作用将气体和液体分离。液体沿径向被推向外侧， 并向下由液体出口排出；而气体则运动到中心，并向上由气体出口排出。

三相分离计量装置油水分离部分主要由消能室、沉降分离室、油室三部分组成。消能室主要是削弱从旋流分离器来的液相能量，使液相平稳过渡到沉降分离室；沉降分离室主要使油、水及剩余气体泡沫得到充分分离。分离出的油溢流进入油室。

2 三相计量装置改进措施

针对三相计量装置在油田现场使用过程中出现的一些问题，对装置进行了改进。

2.1 加工多套法兰接口

在对油田四种主要在用单井计量装置测试过程中，发现管路接口法兰尺寸有50mm和80mm的差别，根据现场安装条件，加工了50mm直头法兰接口、50mm弯头法兰接口、80mm直头法兰接口和80mm弯头法兰接口。80mm法兰接口与一段直管段焊接后，再焊接一个80mm至50mm的变径管，通过丝扣和三相计量装置管线连接。接口连接图见图3。

图3 接口连接图

2.2 计量管道改进

为了改善流通性能，还对油路管道和水路管道进行了改造：水路管道增长了1169mm，油路缩短了1169mm；调节阀后的油路管线从DN25增大至DN40。以上改动，增大了油路流通面积，缩短了油路管道。改进后，流体流动畅通。

2.3 改进入口管线结构

在现场实验过程中，发现油路液体内含有游离气，说明旋流分离器气液分离效果不好，进料速度达不到其最佳工作状态。解决问题的关键是提高进口流速，针对不同液量、气量的油井，加工了16，20，25，36mm口径的喷嘴。安装调试后，发现效果较好，减少了油中带气量，密度吻合较好。

2.4 除沫器改进

现场测试中发现，装置的气路管线会出现被原油堵塞的情况，分析原因为流经丝网除沫器的气路中带有油体液沫，丝网除沫器能滤除悬浮于气流中的较大液沫，较小和微小油体液沫可能粘附在管道中，越积越多，造成气路堵塞。通过在除沫器上安装折板，降低了气流中液沫的流通性，大大提高了旋流分离器的分离效果，保证了仪表的计量精度。

2.5 增加伴热带

由于稠油井黏度大，分离后的低含水原油流动性差，容易堵塞油路管线。通过在卧式分离器和油路管线上加伴热带，并覆盖保温层，使油温保持在40℃左右，保证了油路管线畅通。改造前后分离效果见图4、图5。

图4 无加热带时油路管道内原油流动情况

图5 有加热带时油路管线内原油流动状况

2.6 取样口位置改进

为了检测装置的分离效果，在各计量管线安装有取样口，管路堵塞时还可以用来放空。为了提高计量装置的准确性，将取样口位置由原来的在计量仪表前，改装到计量仪表后，提高了装置的计量准确度。改造前后实物图见图6、图7。

图6 改造前取样口位置图

图7 改造后取样口位置图

3 结语

通过对三相计量装置进行改进，改善了计量装置的分离效果，扩大了计量装置的适用范围，提高了计量装置的计量准确度，全面提升了胜利油田单井计量的技术水平，更好地为开发部门提供准确的基础资料，为科学的制定油区开发方案提供技术支持。

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