浅析含泥沙原油计量问题的解决途径

赵福全

(华北油田第四采油厂，廊坊 065600)



浅析含泥沙原油计量问题的解决途径

赵福全

(华北油田第四采油厂，廊坊 065600)

通过改进双转子流量计的放置方向、更换轴承类型、优选过滤网目数的方法，逐步延长流量计在含泥砂原油中的使用寿命，充分发挥流量计在生产运行中的计量作用。同时，有效降低流量计的维修费用、检定费用和运输费用，提高计量准确度，使原油计量管理纳入正轨。

流量计；原油计量；准确度

0 引言

目前华北油田采油四厂在用原油流量计37台。分别肩负着3座联合站、6座转油站、9条输油干线的原油计量交接工作，在生产运行和技术管理中发挥着不可替代的重要作用。

但是，由于采油四厂多个断块属于砂岩油田，有的断块属于开采后期，输油首站所输原油中含有一定量的泥砂或高含水。厂内原油流量计的选型多半是双转子型流量计，而该型流量计对所输介质要求比较苛刻，一旦出现砂卡，流量计就会频繁出现故障，造成运行率降低，维修成本上升，计量准确度下降。近三年来，由于厂内原油流量计运行故障率高达42.97%，严重影响正常的原油计量和交接工作。

1 故障原因

1.1 原油中含有泥砂

古一联接收全厂各作业区的来油，经过沉降罐进行油、水、泥砂、悬浮物的分离，1#沉降罐清罐过程中清除的泥砂如图1所示。每年清罐要清除约370×104kg泥砂，这些泥砂混在原油中，加速了对流量计运转部件的磨损。

图1 沉降罐中清除的泥砂样

泥砂对流量计的运行影响很大，过滤网一旦被泥砂堵死就会造成流量计前后压差过大，定位齿轮被卡、底部轴承被泥糊住以致无法正常运行。现场流量计齿轮被泥砂卡住的现状如图2所示。

图2 现场流量计齿轮被泥砂卡住的现状

1.2 连续数小时输水

因廊一联四座1000m3油罐是含水储油罐，当液位到达一定高度后，进行倒罐输送，下层水位就会连续大量地输送到务一站，而务一站只有一座1000m3油罐属于边进边输状态，廊南作业区在务一站的两座200m3油罐同样存在上述操作，如果倒罐时间凑在一起，就会出现连续数小时务古线输水的现象，连续输水对原油流量计危害很大。

廊东作业区在古一联的交油流量计属于双转子型，流量计腔体内的轴承及转子靠油介质自身进行润滑，而一旦连续输水数小时，就会造成底部轴承进水，轴承弹子干磨，短时间内轴承滚珠腐蚀加速，形成坑蚀创面,以致轴承松框，轻者影响计量准确度，重者无法运行。输纯水造成流量计轴承腐蚀和磨损情况如图3所示。

图3 输纯水造成流量计轴承腐蚀和磨损情况

1.3 流量计选型与所输介质不适宜

双转子流量计、腰轮流量计、齿轮流量计的优点：计量准确度高，脉冲稳定性好，过滤网致密，适应于输纯净油或成品油；缺点：双转子流量计一对转子、腰轮流量计一对腰轮、齿轮流量计一对齿轮间只有6μm的间距，一旦进入泥砂，转子就会立即被卡住，形成死点，造成蹩压。

由于大部分输油首站所输的原油中，均含有不同程度的细泥砂，有的站存在顺序输水、顺序输油的现象，也有的站所输原油含水在85%以上，不适宜使用双转子型、腰轮型和齿轮型流量计。

1.4 送修过程繁琐

在用原油流量计厂家分布在上海、天津、湖北、浙江、兰州等地，厂家多，品种杂，我厂又没有与生产厂家签订维修合同。流量计出现故障后，厂家不能及时上站维修，本单位仪表维修技术力量不够，而送修要经过设备管理部门、中间维修点、转送厂家维修，维修后重新检定，最后恢复使用。过程繁琐，周期长，因此，造成运行率大大下降。

1.5 标定介质与所输介质物性有差距

柴油与原油物性有差距；重质原油与轻质原油有差距；纯油与高含水原油有差距。正是因为标定介质与所输介质的不同，流量计系数就会发生变化，标定参数与实际运行参数存在系统误差，从而带来流量计的计量误差。

1.6 流量计部件磨损快而检定周期不变

按照体系文件要求公司级交接流量计半年检定一次，厂内交接流量计一年检定一次。而一部分站只有单台流量计运行，同时，又因原油中含有一定量的泥砂，相对加快了流量计运转部件的磨损，而检定周期固定不变，造成误差越来越大。现场多台双转子流量计从运行数据上对比证明：连续运行四个月后误差将会逐渐增大，计量准确度逐渐下降。被磨损的轴承和转子定位轴如图4所示。

图4 被磨损的轴承和转子定位轴

2 技术改进措施

2.1 将双转子流量计由立式改为卧式运行

为减轻泥砂对底部轴承的磨损，减少水进入轴承的几率，在不影响计量的基础上，我们把立式放置改为卧式放置，如图5所示。

图5 立式改卧式运行

2.2 将内部轴承由普通式改为密封式

把内部的普通轴承改为密封轴承，如图6所示。

图6 普通轴承改用密封轴承

两项措施改进后采油三站、采油四站、廊东作业区来油流量计由每月送修更换轴承，延长到8个月自修更换一次轴承。

3 输高含水原油将双转子流量计改为单集束流量计

因为安一站所输的原油属于高含水原油，平均含水在83%～85%，所输介质对流量计转子腐蚀较快，维修频繁，而单集束流量计靠单束介质连续冲击腔体内涡轮旋转，切割磁力线，变成数字信号，进行计量。这种流量计涡轮材质是镍钛合金，耐腐蚀，不怕高含水介质，且不易被泥沙卡住，易损件少，维修简便，运行平稳。更换后2年未送修过。

4 将齿轮流量计改为旋浮单转子流量计

由于京九站所输原油粘度高，原油中含沥青质多，并含有一定的泥砂，仅上半年，就送修三次，故障率非常高，维修费用超过万元。下半年作业区经过改造流程，由双转子流量计更换成旋浮单转子流量计。该型流量计属于容积式流量计，靠旋浮在介质中的单转子运行，转子切割磁力线，流量计的单转子不受介质中泥砂、高粘度等因素的影响，内部结构简单，单转子不易被卡，易损件少，且过滤器清洗方便，一人可操作，维修方便，完全满足厂内原油交接的要求。

5 将正常运行流量作为最佳检定参数

原油流量计的准确度公司级交接为0.2级，厂内交接为0.5级。按照计量站常规检定，原油流量计一般分三个流量档标定，即：100%、50%、10%，三个点在准确度范围内，公司级<0.2%，厂级<0.5%内即为合格。如果将正常运行流量作为最佳检定参数，以此为基准，配置“粗调、精调齿轮组”设定“配比系数、脉冲系数”，这样流量计的准确度、稳定性就会高于规定的准确度等级。

6 结束语

为了不断提高本单位维修技术力量，我们采取“请进来，走出去”的办法。首先，在全厂范围内，由技术部门牵头，定期举办仪表技术方面的讲座，请有经验的仪表技术人员、维修人员实地演练；其次，请仪表生产厂家技术人员来现场授课。形成站与站之间交流，作业区与作业区之间交流，厂与厂之间交流，油田与油田之间交流，让先进的管理经验和成功的创新成果在生产中发挥作用。

多项措施在采油四厂别古庄作业区进行推广，先后在安古线、京古线、务古线、古古线上，将双转子流量计由立式改为卧式安装，普通轴承改为密封轴承，仅维修费、检定费、运输费，每年节约成本约3万元。同时，既保证了安全运行，也提高了计量准确度，完善了计量管理制度，提高了计量管理水平。

[1] 张树华.超声流量计在天然气计量系统应用中应注意的问题.计量技术，2006(8)

[2] 钟耀伟.涡街流量计在蒸汽计量中的正确使用.计量技术，2006(5)

[3] 姜波，张相山.双筒标准恒温槽的特点和应用.计量技术，2006(5)

[4] 赵玉波.E3634可编程直流电源的故障检修.计量技术，2007(1)

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.08.23