夏廣娜?。ù髴c油田技術(shù)監(jiān)督中心）

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原油結(jié)蠟對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體積管檢測(cè)精度影響的分析

夏廣娜（大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心）

標(biāo)準(zhǔn)體積管是原油動(dòng)態(tài)計(jì)量時(shí)用于原油流量計(jì)檢定的標(biāo)準(zhǔn)器。標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)原油的結(jié)蠟程度，會(huì)直接影響流量計(jì)檢定時(shí)投球的次數(shù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響體積管標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)蠟的因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析。當(dāng)環(huán)境溫度、管壁溫度較低時(shí)體積管標(biāo)準(zhǔn)段就會(huì)發(fā)生結(jié)蠟，增加投球次數(shù)，導(dǎo)致虧油和能耗增加。減少因外界溫度低造成的體積管結(jié)蠟，減少能耗，北方應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)體積管建造在室內(nèi)，提高室內(nèi)溫度，同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)段上加裝電伴熱裝置，在大流量下，對(duì)原油進(jìn)行預(yù)熱，進(jìn)而減少結(jié)蠟，減少投球次數(shù)，降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

標(biāo)準(zhǔn)體積管；原油流量計(jì)；結(jié)蠟；能耗

大慶油田油氣水計(jì)量檢定站的標(biāo)準(zhǔn)體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是以原油實(shí)液為介質(zhì)的原油流量計(jì)檢定裝置，標(biāo)準(zhǔn)體積管的標(biāo)準(zhǔn)體積是體積管2個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)之間所置換的體積［1］。球形置換器在標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)運(yùn)行，置換器將2個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)間的液體置換出來(lái)，通過(guò)計(jì)算，換算到原油流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)檢定條件下的體積值，通過(guò)與原油流量計(jì)的體積相比較，計(jì)算出受檢的原油流量計(jì)的系數(shù)和誤差［2］。在檢定過(guò)程中，由于原油物性及檢定程序等因素，會(huì)引起體積管結(jié)蠟，一旦出現(xiàn)結(jié)蠟積垢，就會(huì)對(duì)整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)帶來(lái)系統(tǒng)誤差，不僅會(huì)影響檢定效率，而且會(huì)使投球次數(shù)增多，增加能耗。

1　結(jié)蠟原因分析

1） 輸油溫度偏低，使油品接近或處于析蠟點(diǎn)范圍，同時(shí)體積管所處的環(huán)境溫度也偏低，使體積管溫度低于輸油溫度，加劇了油品的結(jié)蠟進(jìn)程（圖1）。

圖1　大慶原油油溫與結(jié)蠟強(qiáng)度關(guān)系

2）原油及一些成品油中含水較高，而水的礦化度很高，含有大量的鈣、鎂離子，長(zhǎng)期使用會(huì)造成體積管內(nèi)壁結(jié)垢。結(jié)垢不均勻會(huì)造成標(biāo)準(zhǔn)體積管管段結(jié)蠟附著力強(qiáng)，不容易被檢定置換器刮掉［3］。

3）當(dāng)體積管的管段外壁溫度較低時(shí)，油品結(jié)蠟現(xiàn)象更為嚴(yán)重。當(dāng)管段外壁溫度低于原油析蠟點(diǎn)時(shí)，原油油溫與標(biāo)準(zhǔn)管段外壁溫差相差越大時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)管段內(nèi)原油結(jié)蠟越嚴(yán)重。而當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)管段內(nèi)管壁溫度接近或高于油溫時(shí)，不結(jié)蠟。實(shí)際上，在標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)壁的結(jié)蠟厚度是不均勻的，內(nèi)壁油溫較低部位比油溫較高部位結(jié)蠟要厚，管底部比管上部結(jié)蠟要厚。

2　結(jié)蠟帶來(lái)的影響

大慶原油的含蠟量為32.3%，凝固點(diǎn)是31.4℃，析蠟點(diǎn)是39.0℃。若標(biāo)準(zhǔn)體積管所處的室內(nèi)溫度、體積管管壁溫度低于油溫，就會(huì)加速了體積管標(biāo)準(zhǔn)管段內(nèi)壁上的結(jié)蠟。

原油流量計(jì)誤差的下降均與體積管所處的環(huán)境溫度、體積管管壁的溫度都有著密切的關(guān)系。但當(dāng)檢定前增加投球次數(shù)，會(huì)使檢定后流量計(jì)的誤差出現(xiàn)上移，這說(shuō)明檢定前增加投球次數(shù)能夠減少標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)壁的結(jié)蠟，減少測(cè)量誤差。但如果單憑增加投球次數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定程度后，其所達(dá)到的效果就不會(huì)那么明顯了，相反還會(huì)加速體積管液壓系統(tǒng)的損壞和球的磨損，增加耗電量，增加能耗。另外，標(biāo)準(zhǔn)體積管結(jié)蠟，使標(biāo)準(zhǔn)體積變小，誤差曲線(xiàn)下滑，這對(duì)于流量計(jì)來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于桿秤秤砣變小，造成虧油現(xiàn)象。

3　解決措施

3.1體積管安裝

在北方以及冬季氣溫較低的南方必須將體積管建在室內(nèi)，并提供能保證標(biāo)準(zhǔn)體積管檢定裝置正常檢定的室內(nèi)采暖供熱系統(tǒng)，使標(biāo)準(zhǔn)體積管所處的環(huán)境溫度接近或高于輸油溫度。

3.2在標(biāo)準(zhǔn)管段上加裝電伴熱裝置

當(dāng)壁溫高于原油溫度時(shí)，管壁幾乎不結(jié)蠟。體積管安裝在室內(nèi)，盡管有采暖供熱設(shè)施，但也很難使體積管壁溫接近或高于輸油溫度。在標(biāo)準(zhǔn)管段上加裝雙層保溫套，在雙層保溫套中間，加裝電伴熱裝置，將溫度自動(dòng)控制在輸油溫度的±3℃范圍，減少體積管結(jié)蠟，降低能耗。

3.3對(duì)原油進(jìn)行預(yù)熱

標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)的置換器為空心橡膠球，球心內(nèi)部充滿(mǎn)液體，其直徑比標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)徑大2%～4%，具有一定的彈性。檢定球在標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)部運(yùn)行的同時(shí)，起到清蠟的作用。因此，將流量計(jì)安裝到裝置上后，流量計(jì)應(yīng)在70%～100%最大流量下運(yùn)行5 min，對(duì)原油進(jìn)行預(yù)熱后，方可進(jìn)行檢定實(shí)驗(yàn)。

3.4體積管的清洗

用水溫不超過(guò)（63±2）℃的清水清洗內(nèi)部含涂塑層的體積管。內(nèi)部采用重腐蝕防護(hù)粉末涂料涂層的體積管，清洗水溫不高于（70±2）℃。在熱水清洗過(guò)程中適當(dāng)加入一些防垢劑，可提高防垢、清垢的效果。另外，還可以用輕柴油清洗浸泡標(biāo)準(zhǔn)體積管，用于溶解體積管內(nèi)壁的石蠟。

3.5現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2012年，針對(duì)體積管容易發(fā)生結(jié)蠟的問(wèn)題，對(duì)大慶油田油氣水計(jì)量檢定站原有原油流量計(jì)檢定裝置標(biāo)準(zhǔn)體積管進(jìn)行了改造，更換了3套體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置及相關(guān)的控制系統(tǒng)，加裝了蒸汽伴熱系統(tǒng)。表1為系統(tǒng)改造前后的能耗情況。

表1　改造前后系統(tǒng)能耗情況

4　結(jié)論

在對(duì)原油流量計(jì)的檢定過(guò)程，標(biāo)準(zhǔn)體積管的結(jié)蠟與否直接關(guān)系到流量計(jì)的檢定精確度，降低流量計(jì)的測(cè)量誤差。通過(guò)提高標(biāo)準(zhǔn)體積管所處的環(huán)境溫度，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)管段增加電伴熱等措施，減少了原油的結(jié)臘，減少了投球次數(shù)，減少了虧油量，降低了能耗。但在具體的加熱操作中尚需不斷摸索經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新，不斷改進(jìn)，才能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

［1］徐滌.原油標(biāo)準(zhǔn)體積管結(jié)蠟造成的后果及解決方法［J］.天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000（1）：53-55.

［2］葛勝坤.如何降低原油流量計(jì)的檢定能耗［J］.石油石化節(jié)能，2012（8）：45-46.

［3］高軍.結(jié)蠟引起體積管的附加誤差［J］.油氣田地面工程，2000 （1）：50-52.

（編輯杜麗華）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.05.003

夏廣娜，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)），從事原油流量計(jì)檢定、防護(hù)類(lèi)儀表檢測(cè)工作，E-mail：xiaguangna520@126.com，地址：大慶市讓胡路區(qū)西賓路522號(hào)技術(shù)監(jiān)督中心油氣水計(jì)量檢定站，163453。

2016-02-22