原油分析儀 原理 現(xiàn)場應用
原油再生產過程中，從油井中采出的原油是油、水、氣和含有其它雜質成分的三相流體。由于工藝狀況的限制，經罐油氣分離或脫水后的原油中仍含有不同程度的水和溶解氣或輕質成分，在集輸過程中的各個環(huán)節(jié)，原油含水、含氣都是隨時變化的，而且波動較大，用定時取樣化驗原油含水率和容積式流量計進行交接計量的方式，不能反映集輸過程中原油含水、含氣的瞬時變化，因此而產生的一些統(tǒng)計數(shù)據，如平均含水率、含氣率、產量等均不代表實際生產狀況，也無法解決因原油含水率、含氣率的波動等因素所造成原油交接計量誤差大的問題，經常造成原油交接計量糾紛及人財物的浪費。為消除以上因素的影響，采用技術先進、精度高、質量可靠的YSQF型原油含水含氣在線計量分析儀，實現(xiàn)了原油在集輸過程中含水率、含氣率、液量、油量、水量和油溫、油壓在線自動檢測計量，有效地解決原油交接計量中存在的問題。
原油含水含氣分析儀的原理及結構
YSQF型原油含水含氣在線計量分析儀是利用不同介質對低能γ射線的吸收不同而研制的。放射性同位素放出低能的γ射線，當它穿過介質時，其強度要衰減，且衰減的大小隨介質的不同而不同，即取決于介質對γ射線的質量吸收系數(shù)和介質的密度。對于多項介質，介質對γ射線的吸收而帶來的γ射線強度的變化除與介質的種類有關外，還與組成介質的各種組份所占的比例有關。因此通過測量穿過介質的γ射線的強度變化，來獲得一些重要信息，經過對這些信息的科學合理的分析、處理與計算，便可得到組成介質的各種組分的含量。在油田原油集輸計量中，可測量管道中原油的含水率、含氣率和含油率，再輸入流量計脈沖信息和溫度壓力信號，運用科學合理的計算公式和數(shù)學算法，經計算機計算，便可測量集輸管道中原油含水率、含氣率、產液量、產油量、產水量、產氣量、油溫、油壓等統(tǒng)計數(shù)據的在線自動檢測計量的生產報表，可利用網絡實現(xiàn)與計算機聯(lián)網 。
YSQF型原油含水分析儀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種型號，均由一次儀表和二次儀表構成。一次儀表包括測量管道、探測器和放射源。測量管道由鋼材加工而成，兩端焊有標準法蘭。探測器采用高性能的閃爍γ探測器，探測器與原油介質采用高分子耐溫、耐壓材料隔離，并用高強度法蘭固定密封。探測器封裝在一密閉的鋼質外套之內，兩端裝有防護套，電源和信號線通過防爆引線端子引出。放射源采用長半衰期的低能γ射線源，它被密閉在具有良好防護措施的源室內，保證了測量管道外的射線計量遠遠低于國家劑量標準(約為本 底劑量)，對環(huán)境和工作人員無任何不良影響。
二次儀表有數(shù)字信號處理單元、模擬信號處理單元、計算機數(shù)據采集系統(tǒng)及有關外部設備組成，二次儀表所有部件全部上架安裝在標準工業(yè)機柜內，整機布局合理，美觀大方。
原油含水含氣分析儀的技術特點
YSQF型原油含水含氣分析儀與其它的含水含氣測量方法相比較，技術特點明顯：
(1) 技術先進。采用的核物理技術、核電子學技術和計算機技術，是核機電一體化的高科技術產品；
(2) 是一種非接觸自動在線測量儀表，自動化程度高，測量對象多。采用了計算機技術，測量參數(shù)隨時間的變化一目了然；
(3) 測量精度高，由于γ射線和物質相互作用的機理是γ射線直接作用于介質的分子，故γ射線穿過原油介質的徑向上的密度和成分比例的分布不同并不影響測量精度。
原油含水含氣分析的應用
隨著石油系統(tǒng)經濟體制改革的深入發(fā)展，采油企業(yè)內部原油生產交接計量管理已是更為重要。留二聯(lián)合站在擔負著本采油隊原油產處理任務之外，還擔負著留17站和留18站兩個采油隊進站原油脫水及外輸任務。采用YSQF-I型原油含水含氣分析儀和腰輪流量計配套技術，解決了留17站和留18站兩個采油隊進 站原油的交接計量問題。
留二聯(lián)合站分隊計量工藝技術改造于1998年底完成，1999年3月對留二聯(lián)合站安裝的儀表進行了調試，1999年4月1日開始，一天錄取12個數(shù)據，儀器檢測和人工檢測要同時同步錄取數(shù)據，在單點錄取數(shù)據對比下，取其日12個數(shù)據的平均值 再進行對比，通過28天的計量數(shù)據跟蹤對比，見表1。
從表1的檢測計量數(shù)據對比知，儀器檢測原油平均含水率為72.88%，人工檢測原油平均含水率為72.45%，二者含水率檢測差值為0.43%；儀器檢測累計日均產油量247.71t，人工檢測累計日均產油量248.32t，平均日差0.61t，相對*.25%；儀器檢測累計日均液量1006.25m3，流量計人工檢測日均液量1006.74m3，平均日差0.49m3，相對誤差為0.05%。三項計量數(shù)據平均誤差在0.5%以下。
應用結論
留二聯(lián)合站自1999年4月1日YSQF-I型原油含水含氣分析儀投入運行，到目前儀器儀表運行正常，達到了交接計量精度的要求。
(1)YSQF型原油含水含氣分析儀計量檢測比較準確，誤差較小，誤差值穩(wěn)定。真實地反映出原油在集輸過程中的實際情況，實現(xiàn)了兩隊進站原油含水率、含氣率、產液量、產油量、產水量、產氣量、油壓和油溫在線自動連續(xù)檢測計量。
(2) 自動化程度高，操作運行全自動化，簡易直觀。可定時輸出日報表，可選擇在線顯示產油量、產水量、產液量、含水率、含氣率、油壓和油溫的瞬時、時、班、日、月和年的報表；可有選擇地在線顯示時、日、月的原油含水變化趨勢圖和產油量、產水量、產氣量、產液量的直方圖；測量數(shù)據儲存一年，可根據需要，查閱歷史記錄，并選擇地在打印機上輸出。自動儲存，自動打印，節(jié)省了大量的手工勞動。
(3) 功能齊全，現(xiàn)場實用性強。具有超壓、超溫、含水率越限和打印機故障報警，關鍵參數(shù)密碼鎖定等多項功能，使用安全可靠，故障率低，很適用于中轉站、聯(lián)合站高低含水、中低含氣，高粘度原油集輸中的自動計量檢測。
綜上所述，YSQF型原油含水含氣分析較好的實現(xiàn)了原油生產分隊交接計量，方便了原油生產管理，避免了人工計量檢測工作量大，計量誤差大的現(xiàn)象。同時利用連續(xù)在線自動測量和利用網絡與計算機聯(lián)網的優(yōu)點，及時進行油田區(qū)塊及油井原油生產變化的研究，指導下一步原油生產管理工作。這項原油計量新技術在華北油田及兄弟油田得到了廣泛推廣應用。
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