趙福全

(華北油田第四采油廠，廊坊 065600)

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淺析含泥沙原油計量問題的解決途徑

趙福全

(華北油田第四采油廠，廊坊 065600)

通過改進雙轉(zhuǎn)子流量計的放置方向、更換軸承類型、優(yōu)選過濾網(wǎng)目數(shù)的方法，逐步延長流量計在含泥砂原油中的使用壽命，充分發(fā)揮流量計在生產(chǎn)運行中的計量作用。同時，有效降低流量計的維修費用、檢定費用和運輸費用，提高計量準(zhǔn)確度，使原油計量管理納入正軌。

流量計；原油計量；準(zhǔn)確度

0 引言

目前華北油田采油四廠在用原油流量計37臺。分別肩負著3座聯(lián)合站、6座轉(zhuǎn)油站、9條輸油干線的原油計量交接工作，在生產(chǎn)運行和技術(shù)管理中發(fā)揮著不可替代的重要作用。

但是，由于采油四廠多個斷塊屬于砂巖油田，有的斷塊屬于開采后期，輸油首站所輸原油中含有一定量的泥砂或高含水。廠內(nèi)原油流量計的選型多半是雙轉(zhuǎn)子型流量計，而該型流量計對所輸介質(zhì)要求比較苛刻，一旦出現(xiàn)砂卡，流量計就會頻繁出現(xiàn)故障，造成運行率降低，維修成本上升，計量準(zhǔn)確度下降。近三年來，由于廠內(nèi)原油流量計運行故障率高達42.97%，嚴(yán)重影響正常的原油計量和交接工作。

1 故障原因

1.1 原油中含有泥砂

古一聯(lián)接收全廠各作業(yè)區(qū)的來油，經(jīng)過沉降罐進行油、水、泥砂、懸浮物的分離，1#沉降罐清罐過程中清除的泥砂如圖1所示。每年清罐要清除約370×104kg泥砂，這些泥砂混在原油中，加速了對流量計運轉(zhuǎn)部件的磨損。

圖1 沉降罐中清除的泥砂樣

泥砂對流量計的運行影響很大，過濾網(wǎng)一旦被泥砂堵死就會造成流量計前后壓差過大，定位齒輪被卡、底部軸承被泥糊住以致無法正常運行。現(xiàn)場流量計齒輪被泥砂卡住的現(xiàn)狀如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場流量計齒輪被泥砂卡住的現(xiàn)狀

1.2 連續(xù)數(shù)小時輸水

因廊一聯(lián)四座1000m3油罐是含水儲油罐，當(dāng)液位到達一定高度后，進行倒罐輸送，下層水位就會連續(xù)大量地輸送到務(wù)一站，而務(wù)一站只有一座1000m3油罐屬于邊進邊輸狀態(tài)，廊南作業(yè)區(qū)在務(wù)一站的兩座200m3油罐同樣存在上述操作，如果倒罐時間湊在一起，就會出現(xiàn)連續(xù)數(shù)小時務(wù)古線輸水的現(xiàn)象，連續(xù)輸水對原油流量計危害很大。

廊東作業(yè)區(qū)在古一聯(lián)的交油流量計屬于雙轉(zhuǎn)子型，流量計腔體內(nèi)的軸承及轉(zhuǎn)子靠油介質(zhì)自身進行潤滑，而一旦連續(xù)輸水?dāng)?shù)小時，就會造成底部軸承進水，軸承彈子干磨，短時間內(nèi)軸承滾珠腐蝕加速，形成坑蝕創(chuàng)面,以致軸承松框，輕者影響計量準(zhǔn)確度，重者無法運行。輸純水造成流量計軸承腐蝕和磨損情況如圖3所示。

圖3 輸純水造成流量計軸承腐蝕和磨損情況

1.3 流量計選型與所輸介質(zhì)不適宜

雙轉(zhuǎn)子流量計、腰輪流量計、齒輪流量計的優(yōu)點：計量準(zhǔn)確度高，脈沖穩(wěn)定性好，過濾網(wǎng)致密，適應(yīng)于輸純凈油或成品油；缺點：雙轉(zhuǎn)子流量計一對轉(zhuǎn)子、腰輪流量計一對腰輪、齒輪流量計一對齒輪間只有6μm的間距，一旦進入泥砂，轉(zhuǎn)子就會立即被卡住，形成死點，造成蹩壓。

由于大部分輸油首站所輸?shù)脑椭?，均含有不同程度的細泥砂，有的站存在順序輸水、順序輸油的現(xiàn)象，也有的站所輸原油含水在85%以上，不適宜使用雙轉(zhuǎn)子型、腰輪型和齒輪型流量計。

1.4 送修過程繁瑣

在用原油流量計廠家分布在上海、天津、湖北、浙江、蘭州等地，廠家多，品種雜，我廠又沒有與生產(chǎn)廠家簽訂維修合同。流量計出現(xiàn)故障后，廠家不能及時上站維修，本單位儀表維修技術(shù)力量不夠，而送修要經(jīng)過設(shè)備管理部門、中間維修點、轉(zhuǎn)送廠家維修，維修后重新檢定，最后恢復(fù)使用。過程繁瑣，周期長，因此，造成運行率大大下降。

1.5 標(biāo)定介質(zhì)與所輸介質(zhì)物性有差距

柴油與原油物性有差距；重質(zhì)原油與輕質(zhì)原油有差距；純油與高含水原油有差距。正是因為標(biāo)定介質(zhì)與所輸介質(zhì)的不同，流量計系數(shù)就會發(fā)生變化，標(biāo)定參數(shù)與實際運行參數(shù)存在系統(tǒng)誤差，從而帶來流量計的計量誤差。

1.6 流量計部件磨損快而檢定周期不變

按照體系文件要求公司級交接流量計半年檢定一次，廠內(nèi)交接流量計一年檢定一次。而一部分站只有單臺流量計運行，同時，又因原油中含有一定量的泥砂，相對加快了流量計運轉(zhuǎn)部件的磨損，而檢定周期固定不變，造成誤差越來越大?，F(xiàn)場多臺雙轉(zhuǎn)子流量計從運行數(shù)據(jù)上對比證明：連續(xù)運行四個月后誤差將會逐漸增大，計量準(zhǔn)確度逐漸下降。被磨損的軸承和轉(zhuǎn)子定位軸如圖4所示。

圖4 被磨損的軸承和轉(zhuǎn)子定位軸

2 技術(shù)改進措施

2.1 將雙轉(zhuǎn)子流量計由立式改為臥式運行

為減輕泥砂對底部軸承的磨損，減少水進入軸承的幾率，在不影響計量的基礎(chǔ)上，我們把立式放置改為臥式放置，如圖5所示。

圖5 立式改臥式運行

2.2 將內(nèi)部軸承由普通式改為密封式

把內(nèi)部的普通軸承改為密封軸承，如圖6所示。

圖6 普通軸承改用密封軸承

兩項措施改進后采油三站、采油四站、廊東作業(yè)區(qū)來油流量計由每月送修更換軸承，延長到8個月自修更換一次軸承。

3 輸高含水原油將雙轉(zhuǎn)子流量計改為單集束流量計

因為安一站所輸?shù)脑蛯儆诟吆?，平均含水?3%～85%，所輸介質(zhì)對流量計轉(zhuǎn)子腐蝕較快，維修頻繁，而單集束流量計靠單束介質(zhì)連續(xù)沖擊腔體內(nèi)渦輪旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，變成數(shù)字信號，進行計量。這種流量計渦輪材質(zhì)是鎳鈦合金，耐腐蝕，不怕高含水介質(zhì)，且不易被泥沙卡住，易損件少，維修簡便，運行平穩(wěn)。更換后2年未送修過。

4 將齒輪流量計改為旋浮單轉(zhuǎn)子流量計

由于京九站所輸原油粘度高，原油中含瀝青質(zhì)多，并含有一定的泥砂，僅上半年，就送修三次，故障率非常高，維修費用超過萬元。下半年作業(yè)區(qū)經(jīng)過改造流程，由雙轉(zhuǎn)子流量計更換成旋浮單轉(zhuǎn)子流量計。該型流量計屬于容積式流量計，靠旋浮在介質(zhì)中的單轉(zhuǎn)子運行，轉(zhuǎn)子切割磁力線，流量計的單轉(zhuǎn)子不受介質(zhì)中泥砂、高粘度等因素的影響，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，單轉(zhuǎn)子不易被卡，易損件少，且過濾器清洗方便，一人可操作，維修方便，完全滿足廠內(nèi)原油交接的要求。

5 將正常運行流量作為最佳檢定參數(shù)

原油流量計的準(zhǔn)確度公司級交接為0.2級，廠內(nèi)交接為0.5級。按照計量站常規(guī)檢定，原油流量計一般分三個流量檔標(biāo)定，即：100%、50%、10%，三個點在準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，公司級<0.2%，廠級<0.5%內(nèi)即為合格。如果將正常運行流量作為最佳檢定參數(shù)，以此為基準(zhǔn)，配置“粗調(diào)、精調(diào)齒輪組”設(shè)定“配比系數(shù)、脈沖系數(shù)”，這樣流量計的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性就會高于規(guī)定的準(zhǔn)確度等級。

6 結(jié)束語

為了不斷提高本單位維修技術(shù)力量，我們采取“請進來，走出去”的辦法。首先，在全廠范圍內(nèi)，由技術(shù)部門牽頭，定期舉辦儀表技術(shù)方面的講座，請有經(jīng)驗的儀表技術(shù)人員、維修人員實地演練；其次，請儀表生產(chǎn)廠家技術(shù)人員來現(xiàn)場授課。形成站與站之間交流，作業(yè)區(qū)與作業(yè)區(qū)之間交流，廠與廠之間交流，油田與油田之間交流，讓先進的管理經(jīng)驗和成功的創(chuàng)新成果在生產(chǎn)中發(fā)揮作用。

多項措施在采油四廠別古莊作業(yè)區(qū)進行推廣，先后在安古線、京古線、務(wù)古線、古古線上，將雙轉(zhuǎn)子流量計由立式改為臥式安裝，普通軸承改為密封軸承，僅維修費、檢定費、運輸費，每年節(jié)約成本約3萬元。同時，既保證了安全運行，也提高了計量準(zhǔn)確度，完善了計量管理制度，提高了計量管理水平。

[1] 張樹華.超聲流量計在天然氣計量系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題.計量技術(shù)，2006(8)

[2] 鐘耀偉.渦街流量計在蒸汽計量中的正確使用.計量技術(shù)，2006(5)

[3] 姜波，張相山.雙筒標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽的特點和應(yīng)用.計量技術(shù)，2006(5)

[4] 趙玉波.E3634可編程直流電源的故障檢修.計量技術(shù)，2007(1)

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.08.23