管输原油交接计量过程应对结蜡问题的预防处理措施

朱新亮

摘要：在管输原油的计量交接过程中引起计量产生误差的因素很多，如原油物理性质差异大（如黏度、含蜡等），运行工况较复杂（如温度、压力等），计量设备差异（如流量计的准确度、稳定性等），以及人为操作、管理因素影响（如运行时参数、检定流量计参数读取等），都会给计量带来一定误差，这其中的原油结腊问题也是重要的影响因素之一。因此，做好结蜡问题的有效处理对于提升计量精准度至关重要。基于此，本文主要分析管输原油计量交接过程中由于管道结蜡对管输原油动态交接计量的影响，并提出了解决对策。

关键词：交接计量;含蜡原油;处理措施

1.长输管道内原油结蜡的原因

管道结蜡是在输送原油的管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质凝油、沙石和其他机械杂质的混合物。原油中的石蜡，指的是十六烷以上的正构烷烃的混合物，引起管道内壁结蜡的关键因素是温度。当管道输送的原油温度低于其析蜡点时，就有蜡结晶体析出。其中一部分沉积在管道内壁上，紧贴管壁，其颜色是褐色发暗，类似细纱的薄层，其他是蜡，有一定的剪切强度。一般来说，输油温度是造成管道结蜡的主要原因，而环境温度是辅助原因。或者说，所输原油温度达到析蜡点而造成管道结蜡，环境温度（低于输油温度时）加速了结蜡过程。

一般情况下输送原油的温度、管道管壁温度与结蜡量之间存在以下关系：

（1）原油温度不变，管壁温度低于原油凝固点时，蜡沉积速率一直升高;管壁温度接近于凝固点时，蜡沉积速率增大后将趋于一个平衡值。管壁温度不变，随着油壁温差的增大，蜡沉积速率逐渐增大。

（2）结蜡量随油壁之间温差（正温差）的增大迅速增加。当油温高于析蜡温度时，蜡晶停止析

出，已析出的蜡晶会重新溶解到原油中，这时结蜡量随着油壁之间温差（负温差）的增加迅速下降。

2.原油结蜡对动态计量流量计系数的影响

2.1对标准体积管的影响

标准体积管是用来检定在线流量计误差大小的标准检定装置。标准体积管的进出口两个检测开关之间的管段称为标准容积段，在压力为101.325kPa，温度在20℃的标准条件下，标定球在标准容积段内运行时所置换出水的体积，就是标准体积管的标准体积值。标准体积管与流量计串联，可用标准体积值来核查在线流量计的准确性。如同已知一桶水的标准体积为10L.那么这一桶水完全通过流量计，流量计的示值就应为10L，否则视为流量计失准。例如，某原油在45℃以上结蜡不多，30-40℃为结蜡高峰区，低于30℃为结蜡递降区;由于标准体积管与在线流量计是串联工艺，如果标准体积管长期处于通油状态，该原油输送温度总是处于32—33℃，因此标准体积管必然形成结蜡，加之体积管受所处室温环境的影响，标准体积管内壁结蜡层就会渐渐积累起来。可以说，输油温度是造成标准体积管结蜡的主要原因，而环境温度是辅助原因;或者说，所输原油温度达到析蜡点而造成了标准体积管结蜡，环境温度加剧了结蜡程度。

标准体积管结蜡，使标准体积管的标准体积变小，用此标准器检定流量计会造成误差曲线下移，使流量計计量结果偏高、多计数少给油，给下游造成巨大损失却无从查出。对原油流量计系数交接计量过程，标准体积管的结蜡问题应引起注意，特别是当一组流量计同时发生误差特性曲线上升或下滑时，应认真分析判定是否结蜡，采取相应措施以防“假数真算”，给收油方带来巨大经济损失，造成大量亏油。

2.2对刮板流量计的影响

刮板流量计属容积式流量计.可计量原油的体积量。其工作原理为：在流量计测量室内有两对或三对可旋转的刮板，在转子圆筒的槽内刮板沿径向滑动。在有压流体的作用下，推动刮板与转子旋转。刮板把流体连续不断地分割成单个的体积，然后利用驱动齿轮和计数指示机构计量出流体总量。其动作过程如图l所示。

当刮板处于如图1（a）所示位置时，刮板A和D全部伸出转子与计量腔内壁接触、刮板B和C全部收缩到转子里。当被测液体进入流量计后推动刮板和转子沿顺时针方向旋转。转子和刮板转八分之一圈，即刮板处于图1（b）的位置时，刮板A仍全部伸出，刮板D开始收缩，刮板C仍处于全部收缩状态，刮板B开始伸出。转子和刮板旋转四分之一圈，即刮板处于图1（c）的位置时，刮板A和B全部伸出，此时被测液体充满由刮板A、刮板B、转子、壳体内腔以及上下盖板组成的空间，当刮板转动到如图1（d）所示的位置时，刮板A和B之间的液体由于A的逐渐缩回开始排出，与此同时，刮板c开始伸出，在刮板B和c之间又开始形成精确计量的液体体积。四个刮板每旋转一圈是四个体积的流量（流量计若为三对刮板，则排出六个体积的流量）从而达到对被测介质进行计量的目的。

从刮板流量计的工作原理可以看出，流量计刮板和壳体之间存在一定的间隙，因此流量计肯定存在漏流。所谓漏流，就是运动着的零部件之间、零部件与壳体之间均有一定的间隙，通过此间隙泄漏的流量称为漏流。容积式刮板流量计输送含蜡高的油品时，流量计计量腔内容易黏附石蜡，这样就会使流量计转子与壳体之间的间隙变小，漏流变小;刮板流量计工作原理主要靠计量腔体的容积，但是由于结蜡现象的存在，造成计量腔的容积变小。两者都使实际流过流量计的体积量小于流量计表头指示量，其计量误差向正值方向增加。因此对于计量高含蜡原油时，要经常注意结蜡对计量准确度的影响。如果连续三次检定，流量计基本误差一直向着正方向变化，基本误差值越来越大。那么基本可以判定有结蜡情况出现。

3.原油结蜡解决措施

3.1针对体积管结蜡采取的措施

（1）热水清洗浸泡法

用60～65℃的热水清洗浸泡60～90min，并保证标准体积管内的水也达到60～65℃。根据经验，环境温度在15℃以上，一般可除掉结蜡，然后马上通原油，待标准体积管温度与所输原油温度平衡后，立即进行流量计检定。此方法简单、易操作、实用可靠，但应注意水温不能超过65℃，否则可能引起标准体积管内壁涂层脱落，其条件是必须保证有热源给水加热。

（2）电伴热法

在标准体积管外壁加电伴热带。在使用标准体积管之前，将标准体积管管壁温度全部平均加热到析蜡点以上，即50～65℃，时间为10～12h以上，一般可除掉结蜡。然后马上通原油，待温度平衡后，立即进行流量计检定。不足之处是投资高、耗时、温度加热不易均匀，除蜡可能不彻底。

（3）蒸汽加热法

在标准体积管入口处通入蒸汽，使体积管内部温度达50～65℃，时间4h左右，可除掉结蜡。而后马上通原油，待温度平衡后，立即进行流量计检定。其优点简单方便，缺点是温度不易控制，且要求四季有蒸汽。

（4）提高原油的输送温度

如果原油输油站具备给原油加热的设施，提高原油的输送温度，使体积管或流量计内壁的结蜡消融，是最简单实用的方法。

3.2针对流量计结蜡采取的措施

（1）电伴热法

在流量计外壁加电伴热带，将流量计外壁温度全部平均加热到析蜡点以上，即40～65℃。

（2）提高环境温度

提高环境温度，尽可能减少结蜡程度。

（3）调节输油的温度

根据输送原油的品质及季节变化，适当调节输油的温度。

国家管网集团西部管道有限责任公司新疆输油气分公司 新疆乌鲁木齐 830013