油井原油计量装置的静态标定及计量精度分析研究
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经过 换算 即为采 油井原 油产 量 的 日产量 。
２ 实 验
连线 的 距 离 Ｌ 是 一 个 定 值 ， 减 小 重 心 偏 移 误
差 。 当传感器 与料 斗 连 接后 ， 左、 右料 斗 只 能 围绕 ０ ， ０ ： 有 转动 趋势 ， 但 不 能真正 回转 。
油井 原油 产量计 量装 置 的计 量精 度包 括静态 精度 和动 态精 度 ， 笔 者 主要 研 究 的是 计 量 料 斗单 元 的静态 精度 问题 。根 据 预 先规 定 的 计 量范 围 ， 确定 计量 料斗 的结构 尺寸 ， 进行 设计 与加工 制造 ， 完成 计量 料斗 单 元 的安 装 与 调试 工 作 ， 具 备 了进 行静 态精 度标 定实验 的条 件 。 ２ ． １ 实 验设备 计 量 料 斗 单 元 主要 由支 撑 框 架 、 计 量 料 斗 （ 两个 ） 、 三 角 形 回转 支 撑 板 、 编 码 器 和 称 重 传 感
８ —— 支 撑 角 钢 ； ９ ——伞形分离器 ； １ １ ——右料斗单元 ；
１ ２ — — 右 称 重 传 感 器 ；１ ３ ～ 一 供热 器 ；
ｌ ４ ——原油 出口
采油 井原 油产 量 计 量 装 置 的工 作 原 理 是 ： 通 过 多
通 阀选 井 后将 采 油井 原 油输 送 至 计 量 罐 ， 原 油 途
的精度 计量 问题 ； 设 备 占地 面积 大 ， 同时造 成地 面
集 输工 程投 资 高 ； 计 量 站 的 劳动 强 度 大 和 油 田管
理 点 的不 断增 多 ， 需 要较 多工 作人 员 ； 现有 计量 间 通 风效 果 差 ， 容易产生油气聚积， 存 在 安 全 隐
患 ¨ｑ 。因此 ， 采用 一 些 新 型 的计 量 装 置 对 实 际
左
器 组成 。两个 称 重传 感器 的量 程 为 ０～ ２ ０ ０ ｋ ｇ ， 输
出信号 为 ４～ ２ ０ ｍ Ａ。Ｐ Ｌ Ｃ和工 控机 组成 的数 据采 集 系统 ， 完成 数据 采集 与计算 。 ２ ． ２ 静 态标 定 静 态标 定步 骤为 ：
第４ ０卷
第 ５期
化
工
机
械
５ ８ ９
油 井原 油 计 量 装 置 的静 态 标 定 及 计 量 精 度 分 析 研 究
路 宽 石 成 江 柏 宜 群
（ 辽宁石油化工大学机械工程学院）
摘
要
针 对 常 规 计 量 方 法 不 能 满足 油 田 原 油 开发 精 细 管理 要 求 的 现 状 ， 研 制 了基 于 力 矩 平 衡 原 理 的
前及 翻转 瞬间分 别 读 取数 值 ， 其 差 值 为 料 斗 翻转
一
次 的称 油质量 ， 计算 一定 时 间内 的称 油质 量 ， 即
二是 保证 三角 形 回转 支撑 板 的侧 面 回转 中心 Ｏ ０
在铅 垂方 向上 ， 这 样 能保 证 右 料 斗 重 心 线 到 Ｏ ０ ：
可得 到 累计 质量 ， 再利 用补偿 和 特殊修 正 的方法 ，
Ｏ
生产、 现 代化 管 理及 经 济效 益 等 方 面 都 具 有 现 实 意义。
１ 油井原 油产 量计 量 装置 及工 作原 理 １ ． １ 装 置组 成
基 于力 矩平衡 原 理 的采油 井原 油产 量计 量装 置 主要 由多 通 阀 、 计量罐 、 计 量料 斗 （ 独 立 且对 称 的两 个料 斗 ） 、 伞形 分 离 器 、 集液盘 、 降液 管 、 称 重 力传 感 器 以及 Ｐ Ｌ Ｃ等 组 成 （ 图１ ） 。其 核 心 技 术 是计 量料 斗单 元 的设 计 和 布 置 ， 关 键设 备是 称 重 力传 感器 和 Ｐ Ｌ Ｃ工控 机控 制 系统 。 １ ． ２ 工作 原 理
计 量 料斗 如 图 ２所 示 。基 于力矩 平衡 原理 的 图ｌ 原 油计 量装 置 示意 图
１ ——多路进油管线 ； ２ —— 多 通 阀 ； ４ ——左料斗单元 ； ７ ——原油进 口； ｌ ０ ——集液盘 ； ５ —— 降 液 管 ； ３ ——左称重传感器 ； ６ ——计量罐 ；
关 键 词 原 油 计 量 装 置 力 矩 平 衡 原 理 中 图分 类 号 Ｔ Ｅ ９ ７ ４ ． ７ 文 献标 识 码 静 态标 定 Ａ 精 度 文章编号 ０ ２ ５ ４ — ６ ０ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ５ ８ ９ － ０ ５
常规 的采 油井原 油 产量计 量 装置 存在 着许 多 问题 ： 难 以有效 地解 决采 油 井 原 油 （ 尤 其 是 稠油 ）
在布 置计量 料 斗 的位 置 时 ， 要满 足两 个条 件 ： 一是 保 证 料斗 的上 、 下表 面都 在水平 面上 ， 但 由于 加工 制造 方 面上 的误 差 ， 料斗上 、 下 表 面 可 能 并 不 平
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
经油气 分 离设 备 、 缓 冲装 置 和集 液盘 后 ， 以稳定 的
液态 流 进 一 个 计 量 料 斗 （ 假设 为右料斗 进油 ） 。
路
宽， 男， １ ９ ８ ７年 ３月 生 ， 硕 士 研 究 生 。辽 宁省 抚顺 市 ， ｌ １ ３ ０ ０ １ 。
５ ９ ０
化
工
机
械
２ ０ １ ３焦
行， 此 时要 保证 料斗下 表 面处于 水平位 置 上 ， 这样 才使 来油 的重 心 铅垂 线 始 终 与 料斗 中心 线 重合 ；
采 油 井原 油 产 量 计 量 装 置 ， 介 绍 了计 量 装 置 的 原 理 、 结构 、 主 要 计 算 公 式 和 系 统 组 成 。 以 计 量 装 置 的 核
心 部 件 计 量料 斗 单 元 为 研 究 对 象 ， 在 实验 室采 用清 水 来模 拟 原 油 产 量 ， 对计 量料斗进 行静 态标定 实验 ， 验证 了计量装置的精度 ， 并提 出 了减 小 计 量 误 差 的 合 理 化 建 议 。
２ 实 验
连线 的 距 离 Ｌ 是 一 个 定 值 ， 减 小 重 心 偏 移 误
差 。 当传感器 与料 斗 连 接后 ， 左、 右料 斗 只 能 围绕 ０ ， ０ ： 有 转动 趋势 ， 但 不 能真正 回转 。
油井 原油 产量计 量装 置 的计 量精 度包 括静态 精度 和动 态精 度 ， 笔 者 主要 研 究 的是 计 量 料 斗单 元 的静态 精度 问题 。根 据 预 先规 定 的 计 量范 围 ， 确定 计量 料斗 的结构 尺寸 ， 进行 设计 与加工 制造 ， 完成 计量 料斗 单 元 的安 装 与 调试 工 作 ， 具 备 了进 行静 态精 度标 定实验 的条 件 。 ２ ． １ 实 验设备 计 量 料 斗 单 元 主要 由支 撑 框 架 、 计 量 料 斗 （ 两个 ） 、 三 角 形 回转 支 撑 板 、 编 码 器 和 称 重 传 感
８ —— 支 撑 角 钢 ； ９ ——伞形分离器 ； １ １ ——右料斗单元 ；
１ ２ — — 右 称 重 传 感 器 ；１ ３ ～ 一 供热 器 ；
ｌ ４ ——原油 出口
采油 井原 油产 量 计 量 装 置 的工 作 原 理 是 ： 通 过 多
通 阀选 井 后将 采 油井 原 油输 送 至 计 量 罐 ， 原 油 途
的精度 计量 问题 ； 设 备 占地 面积 大 ， 同时造 成地 面
集 输工 程投 资 高 ； 计 量 站 的 劳动 强 度 大 和 油 田管
理 点 的不 断增 多 ， 需 要较 多工 作人 员 ； 现有 计量 间 通 风效 果 差 ， 容易产生油气聚积， 存 在 安 全 隐
患 ¨ｑ 。因此 ， 采用 一 些 新 型 的计 量 装 置 对 实 际
左
器 组成 。两个 称 重传 感器 的量 程 为 ０～ ２ ０ ０ ｋ ｇ ， 输
出信号 为 ４～ ２ ０ ｍ Ａ。Ｐ Ｌ Ｃ和工 控机 组成 的数 据采 集 系统 ， 完成 数据 采集 与计算 。 ２ ． ２ 静 态标 定 静 态标 定步 骤为 ：
第４ ０卷
第 ５期
化
工
机
械
５ ８ ９
油 井原 油 计 量 装 置 的静 态 标 定 及 计 量 精 度 分 析 研 究
路 宽 石 成 江 柏 宜 群
（ 辽宁石油化工大学机械工程学院）
摘
要
针 对 常 规 计 量 方 法 不 能 满足 油 田 原 油 开发 精 细 管理 要 求 的 现 状 ， 研 制 了基 于 力 矩 平 衡 原 理 的
前及 翻转 瞬间分 别 读 取数 值 ， 其 差 值 为 料 斗 翻转
一
次 的称 油质量 ， 计算 一定 时 间内 的称 油质 量 ， 即
二是 保证 三角 形 回转 支撑 板 的侧 面 回转 中心 Ｏ ０
在铅 垂方 向上 ， 这 样 能保 证 右 料 斗 重 心 线 到 Ｏ ０ ：
可得 到 累计 质量 ， 再利 用补偿 和 特殊修 正 的方法 ，
Ｏ
生产、 现 代化 管 理及 经 济效 益 等 方 面 都 具 有 现 实 意义。
１ 油井原 油产 量计 量 装置 及工 作原 理 １ ． １ 装 置组 成
基 于力 矩平衡 原 理 的采油 井原 油产 量计 量装 置 主要 由多 通 阀 、 计量罐 、 计 量料 斗 （ 独 立 且对 称 的两 个料 斗 ） 、 伞形 分 离 器 、 集液盘 、 降液 管 、 称 重 力传 感 器 以及 Ｐ Ｌ Ｃ等 组 成 （ 图１ ） 。其 核 心 技 术 是计 量料 斗单 元 的设 计 和 布 置 ， 关 键设 备是 称 重 力传 感器 和 Ｐ Ｌ Ｃ工控 机控 制 系统 。 １ ． ２ 工作 原 理
计 量 料斗 如 图 ２所 示 。基 于力矩 平衡 原理 的 图ｌ 原 油计 量装 置 示意 图
１ ——多路进油管线 ； ２ —— 多 通 阀 ； ４ ——左料斗单元 ； ７ ——原油进 口； ｌ ０ ——集液盘 ； ５ —— 降 液 管 ； ３ ——左称重传感器 ； ６ ——计量罐 ；
关 键 词 原 油 计 量 装 置 力 矩 平 衡 原 理 中 图分 类 号 Ｔ Ｅ ９ ７ ４ ． ７ 文 献标 识 码 静 态标 定 Ａ 精 度 文章编号 ０ ２ ５ ４ — ６ ０ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ５ ８ ９ － ０ ５
常规 的采 油井原 油 产量计 量 装置 存在 着许 多 问题 ： 难 以有效 地解 决采 油 井 原 油 （ 尤 其 是 稠油 ）
在布 置计量 料 斗 的位 置 时 ， 要满 足两 个条 件 ： 一是 保 证 料斗 的上 、 下表 面都 在水平 面上 ， 但 由于 加工 制造 方 面上 的误 差 ， 料斗上 、 下 表 面 可 能 并 不 平
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
经油气 分 离设 备 、 缓 冲装 置 和集 液盘 后 ， 以稳定 的
液态 流 进 一 个 计 量 料 斗 （ 假设 为右料斗 进油 ） 。
路
宽， 男， １ ９ ８ ７年 ３月 生 ， 硕 士 研 究 生 。辽 宁省 抚顺 市 ， ｌ １ ３ ０ ０ １ 。
５ ９ ０
化
工
机
械
２ ０ １ ３焦
行， 此 时要 保证 料斗下 表 面处于 水平位 置 上 ， 这样 才使 来油 的重 心 铅垂 线 始 终 与 料斗 中心 线 重合 ；
采 油 井原 油 产 量 计 量 装 置 ， 介 绍 了计 量 装 置 的 原 理 、 结构 、 主 要 计 算 公 式 和 系 统 组 成 。 以 计 量 装 置 的 核
心 部 件 计 量料 斗 单 元 为 研 究 对 象 ， 在 实验 室采 用清 水 来模 拟 原 油 产 量 ， 对计 量料斗进 行静 态标定 实验 ， 验证 了计量装置的精度 ， 并提 出 了减 小 计 量 误 差 的 合 理 化 建 议 。