科氏力质量流量计在油田中的应用

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科氏力质量流量计在油井计量中的应用

科氏力质量流量计在油井计量中的应用

科氏力质量流量计在油井计量中的应用【摘要】油井计量技术是油田现代化生产管理的基础,传统的油井计量装置有系统复杂,成本高,测量精度不稳定,维护不方便的缺点。

科氏力质量流量计是利用科里奥利力效应制成的新型质量流量计,可以直接测量流体质量和流体密度。

因此,科氏力质量流量计配合两相分离器量油在油田得到广泛应用。

【关键词】油井计量两相分离科氏力质量流量计原理注意事项传统的油井计量技术是采用油井计量分离器配上相应的计量仪表和控制技术实现的。

分离器完成油井产液的气、液两相分离或油、气、水三相分离,由相应的密度计、含水仪、流量计等仪器完成油、气、水三相计量。

在我国各大油田的实际应用中,基本都遵循上述的测量原理,只是因为各油田配备的计量仪表和自动化程度的不同而略有差别。

1 我国目前的油井计量技术和存在的问题多年以来,各油田根据自己的特点,油井计量的方法很多,但目前应用最普遍的是分离器玻璃管量油、分离器翻斗量油、两相三组量油、三相分离量油等方法。

1.1 分离器玻璃管量油、分离器翻斗量油这两种量油方式基本原理相同、方法简易、测量成本低,在油田应用最广泛。

具体操作均是分离器把气相分离计量后对液相进行累计计量,通过密度计测含水后对产油量进行计算。

分离器玻璃管量油由于量油操作、玻璃管读数、取样、化验均是手工操作,人为因素多,精确度低;分离器翻斗量油过程中由于漏斗的漏失量不可避免,含气量高时发生气冲现象,测量精度也不可靠。

上述两种方法只适用于油井含气量低,产量波动低的油井。

1.2 两相三组量油、三相分离量油。

两相三组量油使用两相分离器,用玻璃管电极量油,用密度计在线测含水,用气体流量计测气,用微机自动控制;三相分离量油使用三相分离器与油、气、水三相计量仪表配套使用,在加上微机数据采集系统实现自动控制。

两相三组量油的测量误差主要来源于密度计在测量流动液体时的测量误差,且密度计对含水率超过90%的油水混合液测量精度很低。

三相分离量油计量较精确,缺点是系统复杂,成本高,维护不方便。

油田油井计量中质量流量计的运用分析

油田油井计量中质量流量计的运用分析

油田油井计量中质量流量计的运用分析质量流量计能直接测量通过流量计介质的质量流量,也可用来测量介质密度和温度。

质量流量计在使用时具有组态灵活、功能强大特点,其应用在油田油井中能有效监测油井的发展状态,及时发现油田油井问题,确保油田油井的稳定发展。

文章在阐述科氏质量流量计组成和计量方案的基础上,具体分析油田油井计量中质量流量计的运用。

标签:油田油井;计量;质量流量计;运用流量测量技术发展较早且仍在发展的科学,被广泛应用在工业、交通、商业等多个领域,其中,质量流量计在工业领域应用时需要考虑的因素众多,包含压力、温度、液位等,测量复杂。

油井计量是油田油井长期发展面临的一个比较复杂的问题,苏丹大尼罗河石油公司是由多个国家组成的石油公司,年产油吨数大,怎样有效计量油田油井的石油含量,成为相关人员需要思考和解决的问题。

1 科氏质量流量计组成和计量方案1.1 组成科氏质量流量计是由美国公司开发的一种直接式质量流量计,得到了广泛应用,具有计量精确度高、安装简单、组态方便、维护简单的特点。

科氏质量流量计主要由流量测量管、驱动装置、接收装置、温度传感器等共同组成,在应用中涉及到的参数包含测量密度、质量流量、温度。

1.2 计量方案油田油井计量方案的选择是油田生产过程中的重要环节,在选择计量方案的时候要充分考虑计量精确度、油井的具体位置、油产品的质量(品质/组分)等,同时还需要在计量方案和计量技术的基础上综合比对,做出对油井的具体位置的经济评价。

如对于距离石油处理点较近的油井可选择站内进行测量,反之,则需要建立集中站进行集中计量。

在计量技术的选择中需要充分考虑成本、油品的质量、计量的精确度、计量技术等因素。

综合比对分析之后发现三相计量分离器是发展比较成熟的计量技术,被广泛的应用在陆地油田油品处理站中。

但三项计量分离器这种计量技术的投资和占地面积较大,维护工作繁重,计量准确度深受外界环境的干扰。

另外,油水界面的测量和控制也会出现一定的测量误差。

影响科氏力流量计的因素分析及应用探索

影响科氏力流量计的因素分析及应用探索

2018年07月影响科氏力流量计的因素分析及应用探索赵征(中国石油广西石化分公司,广西钦州535008)摘要:在这篇文章中主要对科氏力流量计的主要运作原理,并且重点介绍了流量计在贸易交接当中的应用,而且对在使用过程中产生误差的原因分析及控制方法进行了一定的分析希望给相关人士一定的借鉴。

关键词:科氏力流量计;测量误差分析;测量不确定度随着我国科学技术发展速度越来越快,高精度以及高质量流量计在石油化工行业的应用变得非常广泛,并且由于在管理过程中不断朝着精细化管理方向发展,因此对于科氏力流量计在应用方面的要求也变得非常严格,所以科氏力流量计的工艺情况以及物理参数对其精度方面的影响也已经引起人们很大的重视。

1科氏力流量计的工作原理对于科氏力流量计的工作原理,可以用下面一段话进行概述:一个位于旋转体或者是出于管道位置内部的质点做向心运动或者是背心运动的时候,就会产生一个惯性作用力,对于这个惯性力而言,主要来源就是管道,这时候流体质点反作用于管道上面的作用力就可以称之为科氏力,通过对旋转管道内部流体的科氏力进行直接测量就可以很轻松的得到流体的具体质量以及流量大小。

如果液体是处于振动状态下的测量管中进行流动的时候,在测量管内部出了存在以自己振荡频率做主震动之外,由于在管中存在着科氏力,在这个时候就会在测量管中产生一个频率相同的强制扭转振动。

在这种情况下,对于测量管而言,实际上是处于频率相同的主震动以及扭转振动所形成的复合振动当中。

在对简谐振动的运动方程以及对稳定解以及数学推导分析之后我们就可以得到管的进口以及出口所检测到的信号的实际相位差以及质量流量两者之间的关系。

2科氏力流量计相关影响因素分析2.1温度影响随着被测液体温度的逐渐升高,使用科氏力流量计时,其流量计震动管刚性性能也会逐渐减弱,究其原因可知,这一情况的出现与测量管材料的固有弹性常数变化情况息息相关,从上文所展示的公式一中可以看出,弹性模量G 减少,则流量q 、m 都会减少。

E+H LPGmass 科氏力质量流量测量系统简明操作指南

E+H LPGmass 科氏力质量流量测量系统简明操作指南

KA00052D/06/ZH/13.1071123649简明操作指南LPGmass科氏力质量流量测量系统用于LPG (液化石油气)应用本《简明操作指南》不能替代供货范围中的《操作手册》。

详细信息请参考《操作手册》以及随附CD 上的其他文档。

根据设备型号,完整的设备文档包括:•简明操作指南(本文档)•操作手册•仪表功能描述•防爆证书及安全证书•安全指南 - 与仪表型号相关(例如防爆证书、压力设备指令等)•其他相关信息目录LPGmass 目录1 安全指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 用途 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 安装、调试和操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 操作安全 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4 安全图标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1 运往测量点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 安装条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 安装变送器外壳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.4 安装后检查 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 接线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.1 连接变送器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.2 防护等级 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.3 连接后检查 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 调试 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.1 开启测量设备 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.3 验证过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.4 故障排除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2Endress+HauserLPGmass安全指南1安全指南1.1用途•这些《操作手册》中所述的测量仪器用于测量液化石油气(LPG)的质量或体积流量。

科里奥利质量流量计原理与应用

科里奥利质量流量计原理与应用

46一、科里奥利质量流量计原理当质量为m的质点以速度υ在对p 轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受到两个分量的加速度及其力。

1)、法向加速度即向心力加速度αr,其量值等于ω2r,方向朝向P轴;2)、切向加速度αt 即科里奥利加速度,其量值等于2ωυ,方向与αr垂直。

由于复合运动,在质点的αt方向上作用着科里奥利Fc=2ωυm,管道对质点作用着一个反向力-Fc= -2ωυm。

当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时,任何一段长度Δx的管2道都将受到一个ΔFc的切向科里奥利力。

(1)式中 A——管道的流通内截面积。

由于质量流量计流量即为δm,δm=ρυA,所以(2)因此,直接或间接的测量在旋转管道中的流动流体产生的科里奥利力就可以测的得质量流量,这就是CMF的基本原理。

二、影响质量流量计准确度的因素1.工艺温度对质量流量计准确度的影响。

科氏力质量流量计的质量流量测量原理都是基于下面公式【1】: (1)式中: 为质量流量;K 为传感管的扭转弹性模量;为左右传感管的时间差;为左右传感管的半径。

当K、r为常数时,仅与时间差 成正比。

然而与金属弹性变化有关的杨氏弹性模量是温度的函数。

当温度发生变化时,传感管的钢性也随之变化,K就不再是一个常数,从而影响质量流量计的准确度;当温度变化时,还会引起传感器的几何结构的不均衡, 从而影响到质量流量计的零点稳定度。

当流量较大时,工艺温度变化对流量测量准确度的影响不是很大。

就CMF200型来说,在额定流量时,每变化1度才影响准确度±0.0001%。

但流量较小时,工艺温度对准确度的影响就不可忽视了。

2.工艺压力对质量流量计准确度的影响。

从公式(1)我们知道,当r即左右传感管的半径发生变化,也会影响到质量流量计的测量准确度。

在实际应用中,我们知道传感管是一个弹性元件,一般管壁较薄,当压力增大时,r值也会随着增大,从而影响准确度。

压力对测量准确度的影响:当工艺压力增大,会使流量计产生一个负向偏差,表现为流量显示值比实际值偏小;当压力减小时;会使流量计产生一个正向偏差,表现为流量显示值比实际值偏大。

浅谈质量流量计在工作中的压力补偿

浅谈质量流量计在工作中的压力补偿
传藤器型号
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对流量精度的影响I 流量 对 密 度 柯 度 的 影 响
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【] 1 范立勇.工作压力 对科 氏力质量流量 计的影响》天津石化公 司计量处. 《
使 用 中 的压 力 补 偿 。
【 键 词 】科 氏 力 质 量 流 量 计 流 量 计 精 度 压 力 补 偿 关 中图分类 号 :T 1 + 6 文 献标 识码 :B 文章编 号 :l 0 —0 72 1 ) 72 5 0 H8 4 . 0 94 6 ( 0 o o - 0 — 1
影响越 大 。
22 2 不 同型 号 的流 量 计在 偏 离 标定 压 力 时 , 其 精度 的影 响 ..、 对
从罗期猛特公司提供的各种型号传感器的工作压力对其流量精度、 密 度精度的影响表 ,可以得出这个结论。 如表 2 如示。 表2 各型号传感器工作压力对其流 量精度 、 密度精度的影响表
浅谈 质量 流 量计 在工作 中的 压 力补偿
赵 兴伟 中油 辽 宁鞍 山销 售 分公 司 辽 宁省 鞍 山 市 【 摘 要 】科 氏 力质 量 流 量 计 能够 直接 测 量 流体 质 量 的 优 点 ,在 我 国从 90年 代 初 进 入 工 业 测量 领 域 以来 ,应 用越 来越 广泛 。石 油 行 业 ,每 天 涉 及 到 诸 多计 量 工作 ;如 果 在 计 量 上 的 一 些 细 节存 在 问 题 ,对 于 企 业 的 形 象和 经 济效 益 都 会 有 较 大 的影 响 。 本文 以石 油库 付 油 及 管 输 作 业 实 际 , 论 述 了过 程 压 力 因 素 对 流 量 计 精 度 的 影 响 。 着 重 阐 述 , 罗斯 猛 特 质 量 流 量 计 ( 00 型 、 cMF500 型 ) 在 实 际 D5

科氏力质量流量计的原理及应用

科氏力质量流量计的原理及应用科氏力质量流量计简介科氏力质量流量计是一款高精度、高稳定性的流量计,它采用科氏效应,通过测量流体的动能和热能来计算流体质量流量,因此不需要校正密度等参数,适用于各种流体介质的计量。

科氏力质量流量计目前被广泛应用于石油、化工、电力、冶金、轻工、制药、食品、航空航天等行业。

科氏力质量流量计的原理科氏力质量流量计的核心原理是科氏效应,也称为焦耳-汤姆孙效应,它是一种在流体中产生的涡旋运动,将流体的动能和热能转换成压力。

科氏力质量流量计通过在流体管道内安装一个成对的科氏螺旋体,当流体通过时,科氏螺旋体会将流体分割成成对的螺旋流,由于科氏效应的作用,螺旋流会在周向生成压力差。

与此同时,流体的动能和热能被转换成压力,同时在叶轮上形成了一个旋转力矩。

流体质量流量可以通过爆炸式减压阀展开的压力波信号预测,在管道上安装的传感器可以测量叶轮的旋转速度,由此可以计算出流体的质量流量。

科氏力质量流量计的优点1.高精度性。

科氏力质量流量计可以高精度地测量流体的质量流量,其在低流速和高流速时都具有高稳定性和精度。

2.使用广泛。

科氏力质量流量计可以用于各种流体介质的计量,无需校正密度等参数,适用于各种流场形式。

3.自清洁性能。

科氏力质量流量计采用特殊的设计,使其具有自清洁性能,能够避免积存。

4.处理能力强。

科氏力质量流量计能够检测多种流体介质、高温、高压、酸性和碱性等环境下的流量,具有很好的适应性和处理能力。

5.维护简单。

科氏力质量流量计无动态零部件,无需要维护的对象,这减少了维护成本和时间。

科氏力质量流量计的应用1.石油和化工工业。

科氏力质量流量计对于石油和化工工业中的油、气等介质流量的测量非常有优势,能够大幅提高生产效率和产品质量。

2.电力、冶金、轻工、制药、食品行业。

科氏力质量流量计也适用于电力、冶金、轻工、制药、食品等行业应用,能够适应流量测量的多种应用场景。

3.研究领域。

科氏力质量流量计也被广泛应用于研究领域,例如地质固体流、气动力学、空气动力学等等。

科氏质量流量计应用于石油行业

科氏质量流量计应用于石油行业科氏质量流量计作为一种可以直接测量流体质量流量的高精度仪表,具有无可动部件和密封件、测量精度受介质温度、压力及密度参数影响小的特点,同时由于流量检测中常用的流体物性参数主要有密度、粘度、压缩系数、比热比和气体绝热指数,因此科氏质量流量计不仅应用于石油行业,例如利用科氏质量流量计和低含水分析仪计量外输原油的纯油量;在转油站使用质量流量计,用于各个计量站原油的外输计量和含水分析。

通过质量流量计对原油的流量、密度进行测量,然后用密度法算出含水率,进而得出纯油量;同样也广泛应用于化工生产中,比如用于测量工艺管道中流经的各种单独介质的流体、各种浆液、非牛顿流体、有足够密度的中高压气体、高黏度流体、含有微量气体的液体、悬浮液等,能够充分满足石油化工生产装置对质量流量的计量要求。

因此科氏质量流量计较其他流量计具有明显的优势,它不仅是提高产品质量的保障,而且是企业提高经济效益的重要手段,逐步为客户所接受。

但由于石油液化气为非均匀混合液体(例如含水液化气),易造成流量计测量管内部介质质量分布不均,造成测量误差。

在液化气出厂由过磅计量向流量计计量转变时,在实际的操作过程中,需要注意减少泵抽空现象;首车起输时,注意要使用小流量装车,避免因为压力过大产生气化现象;减少或者避免装车中断现象,如果条件允许,建议车辆全部使用上装方式装车;杜绝人工干预批控器,要让系统自停,减少水击现象。

同时科氏质量流量计对于零点的要求也较高,在日常维护中要密切关注零点变化,一般应每季度定期检查一次;在日常使用过程如遇工艺有大的调整(介质变化、压力变化、温度变化等),应立即检查零点变化情况,如超过生产厂家限定的指标,应重新调试。

质量流量计相较于传统的用汽车衡满车过磅减去空车过磅量计算净重的交接计量方式,不但简化了装车的操作过程,不受大风、下雨等环境的影响,而且计量准确度更高,能够显著提高产品出厂的速度与总量。

2021年压缩天然气场站工模拟考试题库试卷

2021年压缩天然气场站工模拟考试题库试卷1、(判断题)便携式天然气检测仪不具有声光功能。

参考答案:正确2、(判断题)旋塞阀作开启或关闭管道介质之用,也可作节流用。

参考答案:正确3、(判断题)调压器安全保护装置宜采用抗震动型。

参考答案:错误4、(判断题)经常接触和使用的电器设备,如开关、导线,必须完好,不得有破损或带电部分裸露。

参考答案:正确5、(判断题)橡胶清管球使用时向球内注入天然气。

参考答案:错误6、(判断题)燃气工程施工现场管理主要包括:施工进度管理、劳动力管理、物资工具管理、质量管理、安全管理、设备管理、成本管理、人员管理等七项管理内容。

参考答案:错误7、(判断题)使用科氏力质量流量计可进行多参数测量,在测量质量流量的同时,还可侧介质密度、体积流量、温度等参数。

参考答案:正确8、(判断题)储气井排污管排放口无须引至安全地点。

参考答案:错误9、(判断题)加气站防雷的主要工作应在场站选址和设计中进行。

参考答案:正确10、(判断题)加气压力的压力—温度补偿系统可采用3种不同的技术:手工计算、气动式和电子式。

参考答案:正确11、(判断题)燃气工程是城镇具有先导性重要基础设施之一。

同时也是环保、节能工程。

参考答案:正确12、(判断题)母站加气操作中再次使用加气柱时,应先排净软管中的空气。

参考答案:正确13、(判断题)社会资金建设的燃气设施,投资方可以自行经营,也可以另行选择燃气经营者。

参考答案:正确14、(判断题)对加气设备不可以查询气体密度。

参考答案:错误15、(判断题)在加臭剂注入喷嘴的安装现场的压力管道、管件及配件的焊接作业应由有相同级别有效压力容器证件的焊工进行焊接,焊接后应100%探伤检查。

参考答案:正确16、(判断题)具有独立的设计文件,建成后能独立发挥生产能力或效益的工程称为单项工程。

它是建设项目的组成部分。

参考答案:正确17、(判断题)燃气企业的主要负责人、安全生产管理人员以及运行、维护和抢修人员经专业培训并经燃气管理部门考核合格。

质量流量计在油品计量中的应用

背景:在工业生产中,由于物料平衡热平衡以及储运,经济核算等所需要测出的都是质量而不是体积。

因此在测量中,往往需要将测出的体积流量,乘以密度换算成质量流量。

在测量体积流量的同时必须测出流体的温度和压力以便将体积流量换算成标准状态下的数值.进而求出质量流量。

这样在被测介质温度,压力变化频繁的情况下不仅换算工作麻烦而且计量准确度很难保证。

随着现代科学技术的发展相继出现一批直接测量质量流量的计量方法和仪表。

科里奥利质量流量计真正实现了高精度的直接质量测量这正是许多工业应用迫切期待的。

质量流量计的工作原理:质量流量计的结构是双弯U形管结构,其测量原理是:测量作用于双弯管上的科里奥利力(简称科氏力)所产生的相位差来检测管道中的质量流量。

质量流量计的特点:质量流量计能够直接测量管道内介质的质量流量,测量准确度高、重复性好,可以在比较大的量程比范围内,实现对流体质量流量直接进行测量。

测量介质范围广,一般粘度的均匀流体外,各种高粘度、非牛顿型流体以及含有固相成分的浆液、含有微量气相成分的介质。

1)准确度高达±0.1%2)可达CFDA要求标准3)产品使用寿命可达10年以上4)采用高温真空钎焊技术,性能更稳定5)IP66防尘防水,水下1米测试72小时,数据传输正常6)超低功耗设计,整机功耗不大于10W7)光电按键操作,流量实时显示。

防爆安检界面操作,可应用在爆炸性场所1区或2区 8)报警优先。

异常快速响应,第一时间掌握报警信息9)多参量输出,可同时输出批量累积量/瞬时流量/密度/温度,支持RS485、模拟信号10)历史补召,上位机异常时,历史缓存,可随时查看一、质量流量计在油品计量中的应用1.1质量流量计在汽油、柴油计量中的应用成品油贸易计量一直是人们关注的焦点,供需双方因计量纠纷甚至找到计量监督部门进行裁决。

随着质量流量计的推广使用,这一矛盾已经得到很好的解决。

北方公司规定汽油、柴油下海装船,必须以质量流量计计量为准,通过近两年的运行,使用效果非常好了,计量误差都控制在准确度范围内。

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科氏力质量流量计在油田中的应用
作者:于佩瑞
来源:《中国科技博览》2013年第36期
[摘要]本文通过对科氏力质量流量计在油田中使用情况进行分析,阐述了它的工作原理,特点及选用准则,分析了影响其性能的环境因素。

因它具有抗腐蚀性,可测多种介质等优点,使得它能在油田含水油测量中得以广泛的应用。

[关键词] 科氏力质量流量计质量流量计
中图分类号:TE863.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0613-02
目前大庆油田的外围油田分布零散,油井众多,如何准确的计量原油产量,直接关系到企业的生产成本和经济效益。

因此自2001年开始,各采油厂陆续在转油站、联合站安装了科氏力质量流量计,主要应用质量流量计的浓度测量功能,测量含水油中含水率、纯油量、混液量等生产参数,应用效果良好,而且数据可与计算机系统相联接,实现了现场监控与变频操作同步。

1、科氏力质量流量计的测量原理
1.1 测量原理
科氏力质量流量计是利用流体在振动管中流动时将产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理测量的。

科氏力与运动流体的质量、速度成正比,即与流体的质量流量成正比,测量管的振动来代替恒定的角速度,当流体流过两根平等的测量管时,测量管受到科氏力的作用产生反相振动。

在测量管中产生的科氏力会引起管子的变形,从而产生进口和出口的相位差,如图1所示:
(1)当流量为零时,即流体停滞不流动时,入口与出口相位差为零。

(2)当有流体流过时,测量管入口处振动减速
(3)出口处振动加速
质量流量增加时,相位差(A-B)也增加,通过入口和出口的电磁式相位传感器就可以测量管子的振动相位。

用两根测量管反相振动来确保系统平衡。

利用科氏力原理测得的质量流量与流体温度、压力、粘度、电导率及流量特性无关。

1.2 测量原油中含水量的原理
D1=载体密度(水) D2=目标体密度(原油)ρ=测量出的混合体的密度
从以上的公式可分析出,通过输入水及原油的密度D1、D2,再通过质量流量计测量出水与原油混合体的密度ρ,应用以上已存储在变送器芯片中的公式(1),通过计算就可得出原油中含水的量。

1.3 流体标准密度ρN与实际密度之间的关系
ρN=标准密度;ρ=实际密度;t=实际温度;tw=标准温度;α=介质体积膨胀系数。

按照公式(1)计算而不考虑温度变化对密度值D1及D2的影响,势必会影响测量结果的准确度,故D1,D2需用公式(2)进行补偿。

因此,在应用中还需输入水与原油的α值,对原油及水的密度进行补偿。

2 、科氏力质量流量计的特点及选型方法
2.1 主要特点
科氏力质量流量计是一种直接式质量流量计,因而具有许多其他流量计无法比拟的优点。

(1)、准确度等级对于液体测量可以达到0.15级。

对于气体测量可以达到0.5级。

(2)、可以测量如成品油、原油、水、油水混合物、天然气等多种油田常见介质。

(3)、可以测定多个参数,在测量质量流量的同时,获取密度、温度、体积流量等。

(4)、液体的介质密度、黏度、温度、压力、导电率、流速分布等特性对测量结果影响很小,且安装简单。

(5)、无可动部件,流量管内无障碍物,便于维护。

(6)用户接口,采用液晶显示,远程通信,HART,PROFIBUS-PA协议。

不足之处在于当液体中气泡含量超过某一界限会显著的影响测量值。

2.2 选型方法
选型应考虑:1)被测计量介质的类型要求,如水、汽、油、油水混合物等;
被测计量介质的工况要求,如组成部分、流量、压力、温度、黏度等。

科氏力质量流量计用于测量液体、悬浮液、乳浊液、高压气体的质量流量、密度和温度等;多是准确度等级要求较高的场所。

根据操作条件和传感器的最大流量,预选出传感器的规格(公称管径),计算压力损失是选型重要环节,
压力损失的计算公式为:
雷诺数Re=,当时,压损当时,,
----为压损 -----为密度 v---为运动粘度,d-----为测量管内径 -----为质量流量K…K2-------常数
量程能力(相对mA输出,最大量程和最小量程的比值)也是一个考虑因素,量程利用率(额定流量与瞬间流量的比值)也是很重要。

对气体测量范围,满量程取决于气体密度,用以下公式计算满量程值:
-----为气体的最满量程值[Kg/h]
-----为液体最大满量程值[Kg/h]
------为操作条件下的气体密度[Kg/m3]
液体量程可通过相关的质量流量计使用手册查得。

3、影响科氏力质量流量计性能的环境因素
工艺温度、工艺压力、振动及零点不稳定性等都会对流量计的性能造成影响。

3.1 工艺温度
由于科里奥利质量流量计振动管的刚度会随着温度的升高而变小,造成偏移增大,使流量测量值偏高。

同时也将使振动频率降低,密度指示值偏高。

但均可以进行补偿修正。

3.2 工艺压力
科里奥利质量流量计振动管的刚度会随着环境压力的升高而变大,这与温度对其的影响相反,因此,对于一定的质量流量,振动管的偏移减小,会造成指示值偏低。

3.3 振动
振动像温度一样影响所有机械结构,科里奥利质量流量计是基于振动的原理进行工作的,振动对它的影响显而易见。

同时电磁和射频干扰也会对质量流量计的性能产生影响,但从油田的应用角度来将,这样的工作环境相当较少。

4、现场使用情况
人工化验含水与科里奥利质量流量计显示的含水率对比数据如下:
含水率对比数据表
5、结束语
科氏力质量流量计具有较高的准确度等级及良好的性能,虽然存在一些影响因素,但正确的选择和使用,会使各采油厂原油产量的计量更准确。

同时,可以减小工人的劳动强度,节约劳动成本。

参考文献
[1] 张宝芬.《自动检测技术及仪表控制系统》.化学工业出版社 2000年
[2] 仇梁.《科里奥利质量流量计性能评价》.世界仪表与自动化,1998(1):36-39。

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