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孔板流量计测量硫气流量过程中堵塞原因分析及解决方法添加时间:2019-09-17

本文前言 

天然气是一种高效、 清洁燃料和优质化工原料。我国是天然气资源丰富的大国,天然气蓝图储量达3.8*1013m3(38万亿m3),目前已探明储量就有1.6*1012m3(1.6万亿m3),未来中国工业的发展必将与天然气能源发展密切相关,但是对于天然气流量的测量相对来说非常薄弱,与国际其它蓬勃国家流量测量技术相比有很大的差距,天然气流量计量已经成为天然气工业发展的重要制约因素,是天然气使用中必须办理的一个重要问题。流量计量既是天然气供需双方贸易结算的依据,又是生产部分用气效率的极为重要的技术指标,流量计量是在企业生产和经营管理中一项日常进行的重要的技术基础事情。天然气的准确计量不但能公平的贸易结算,而且能改进生产工艺,提高产品质量,降低产品生产成本,确保安全生产,提高经济效益和社会效益。

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目前天然气计量中存在的问题及产生的原因

  流量计量仪表品种多,计较模型五花八门,如标准孔板流量计、涡街流量计、漩涡流量计、超声流量计等,除了标准孔板流量计外,缺乏必要的标准或规范支持。

  孔板流量计借助国际上长期的试验研究及实际经验总结,早在20世纪30年代开始实行仪表干校,从二获得了广泛应用.我国订定了天然气行业标准<<天然气流量的标准孔板计量方式>>(SY/6143-1996),规定标准孔板的结构形式、技术要求、节流装置的取压方式、使用方式以及流量计较及其不确定度方面的资料.为天然气流量计量提供了标准依据。


        本文针对于天然气测量过程中普通在使用的作出分析,孔板流量计的优点:简单结实;精度高;成本低;如果计较、制造加工和安装符合ISO 5167,无须分外的标定和再检定。

孔板流量计的缺点:由于流量和差压的平方根成比例关系,量程比限制为4:1及5:1。由于水锤的作用,孔板可能会变形。如果设计或安装不当乃至会堵塞管道。孔板的直角边缘在长期运行后可能会磨损,特别是用在潮湿龌龊的蒸汽上。这些会改变孔板的特性,并且会影响精度。因此,为了保证孔板的重复性和精度,必须对孔板进行周期检查和更换。

 

孔板流量计系统的安装长度要求较高,为了保证精度,必须保证上下游至少有10倍和5倍管径的直管段。

板流量计的应用孔板流量计的典型应用:任何流量变化在4:1和5:1之间的流量计量。这包括锅炉房出口和蒸汽分派至许多设备的场所,如片面设备运行,片面设备停止,但总的流量变化不大。


一、计量装置堵塞的原因分析

对于高含硫气田,在开发过程中,由于温度和压力的改变,硫在含硫天然气内的溶解度随着局部温度和压力的降低而下降,以致元素硫及固体的高级多硫化物析出,沉积在井筒及设备内壁,导致堵塞,严重影响气井的正常生产。

硫沉积的形成与天然气的流速和温度、压力、气体组成有密切的关系。天然气的流速越高,越能有效地使元素硫悬浮于气体中带出,从而削减了硫沉积的可能性。而根据高含硫气田流体PVT物性研究发现,当压力、温度下降时,气体含硫饱和度也在下降,说明在生产过程中,随着压力和温度的降低,有单质硫析出。

在气井生产初期,气井中的残酸返排到地面集输系统。残酸中含有硫磺颗粒和其余杂质且粘稠性高,其粘度随着温度的增加而降低。固体物质在地面集输系统运移的过程中,附着在温度较低或压力改变的管道、仪器仪表连接通道处,导致了管道有效通径变小,通道被堵塞,取压不准确而引起显示数据与真实数据误差较大,仪器仪表不能反映真实值,影响了站场产量调整和正常计量。


二、流量计堵塞的办理方式

计量装置堵塞导致错误的流量数值,无论对人还是对设备而言,都具有相当大的危害,为了削减乃至杜绝这种危害,防止安全变乱的发生,从以下几个方面进行办理:


2.1 节流装置定期清洗法

在气田投产初期,单井的高级孔板阀流量计节流装置也会有堵塞现象,需经常进行清洗。在堵塞初期,堵塞的物质多是气井中的残酸返排的杂质和井筒、管线内的一些杂质。随着气井的生产,堵塞的物质中,井筒、管线内的一些杂质变少了,而气井中的残酸返排杂质和硫黄颗粒增多,四个月以后,大片面堵塞物是硫黄颗粒和少量气井中残酸返排的杂质。通过现场的检查、清洗还发现,清洗过的高级孔板阀流量计节流装置,大片面会在三个月后,会再次发生堵塞,堵塞物多是硫黄颗粒。因此建议订定相应的高级孔板阀流量计节流装置定期清洗制度,周期以三个月为宜,以办理高级孔板流量计节流装置堵塞现象。


2.2 五阀组吹扫解堵法

对于五阀组存在堵塞的问题, 现场都按照五阀组解堵安全技术操纵规程进行解堵,先筹办消气防用具、工用具,再检查确认五阀组阀门开关无误,然后进行操纵;

(1)将气相流量计五阀组平衡阀打开;

(2)关闭气相流量计导压管线上的取压针阀;

(3)加温五阀组及流量计导压管线;

(4)将气相流量计放空管线导入碱桶;

(5)先缓慢打开放空针阀,然后渐渐开大针阀;

(6)将放空针阀关闭,打开导压管线上的取压针阀;

(7)将平衡阀打开;

(8)站控室人员观察流量,若和该井配产相符则解堵操纵实现;若不一致则按照上述步骤再次解堵。

以上是操纵规程要求的步骤,在实际操纵的过程中,发现第5步放空之后,只是将导压管内的压力放空了,并不能彻底的把导压管里的堵塞物吹扫干净,偶然候过一、两个小时后,会再次发生堵塞。研究后认为:放空之后,应缓慢打开取压针阀,对整个导压管段进行彻底吹扫,然后再进行后续操纵。此操纵方式经过现场使用后,吹扫效果较好,使五阀组堵塞后,堵塞间隔延长到了一周以上。因此,建议在操纵规程第五步之后,加入一条:缓慢打开取压针阀,对整个导压管段进行彻底吹扫。以提高解堵效果,削减解堵次数,降低操纵人员劳动强度。需要注意的一点是,在开取压针阀吹扫过程中,要缓慢打开,切忌猛开。


2.3 电伴热带防冻堵法

气井生产时,五阀组由于存在堵塞现象,而温度越低,越容易发生堵塞现象,需要时常进行解堵操纵,于是提高计量导压管及五阀组管线内天然气温度成打听决堵塞的另一个手段。在五阀组及导压管上加装伴热带,提高设备温度,避免堵塞。

安装伴热带时,确保发热段在需伴热的部位并紧贴于被加热体以提高热效率,除了自控温电热带外,其它规格电热带安装时不允许交叉、重叠,以避免过热,电热带安装时遇到锐利的边棱、锐角,应垫上铝胶带,以防破坏外绝缘层。在安装电热带接线盒时,并联带应留有一定富裕量,以方便检修,使管道、阀门等设备附件拆卸方便,又不损坏电热带,做好绝缘测试和接地连接,确保电阻在正常范围。

每口井的五阀组及导压管上加装伴热带时,都与其它井分开,单独加装,以便针对每口井的不同的情况,设置不同的温度。在现场,电伴热平时运行的温度控制在60℃~65℃之间,若发生导压管线及五阀组堵塞,应查看伴热带安装方式是否规范,是否投用等,及时处置,可调节伴热带运行温度到80℃,并结合其它解堵措施进行解堵,如热水加热吹扫法等,解堵操纵实现后及时恢复流程,将伴热带温度调节到60℃~65℃之间。

加热解堵法是高含硫气田计量解堵中有效的解堵方式,将加热解堵与吹扫解堵法相结合,能用效的提高解堵效果,延长计量五阀组及导压管堵塞间歇时间,生产中监测计量导压管及五阀组内天然气温度,加装电伴热带,及时调整伴热带运行温度,能有效地削减堵塞的现象。