Проблемы измерения расхода газонасыщенной жидкости
Многофазные потоки очень широко распространены. Даже обычные потоки жидкости, газа или пара, текущие в трубах и принимаемые за однофазные, в очень многих случаях содержат примеси другой фазы. Однако, при измерении расхода подобных сред не возникает особых трудностей и их при этом можно рассматривать как однофазные.
Причина этого заключается в небольшом количестве дополнительной фазы и характере ее распределения в потоке, который имеет либо хорошую гомогенность (воздух, растворенный в воде, или содержащийся в ней в виде мелких пузырьков), либо имеет выделение дополнительной фазы из основного потока (вода, текущая по стенке газопровода). При этих условиях дополнительная фаза оказывает малое влияние на характер движения основной фазы, а значит и на измерение расхода.
Иное положение наблюдается при измерении расхода многофазных сред. Нередко возникают большие трудности, зависящие как от рода этих сред, так и от процентного содержания отдельных фаз, а также от характера их распределения в потоке. Многофазные потоки разделяются на двух- и трехфазные.
Поскольку двухфазная смесь в подавляющем большинстве случаев не имеет гомогенной структуры, а характеризуется непрерывным изменением концентрации фаз по длине трубы, измерение мгновенного расхода такой смеси имеет небольшое практическое значение. Правильно характеризовать двухфазный поток может среднее значение расхода за некоторый интервал времени. Минимальный интервал осреднения T0 зависит от структуры потока и может достигать в некоторых случаях 90-100 с.
Для поддержания пластового давления на месторождениях нефти часто используются подземные воды, в частности воды апт-сеноманского комплекса. К водам, применяемым для заводнения нефтяных пластов, предъявляются определенные требования, изложенные в ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству», нормирующие физико-химические характеристики и влияющие на эффективность заводнения продуктивных горизонтов.
При добыче вод апт-сеноманского комплекса (далее вода) необходимо измерять объемный расход добываемой воды. В большинстве случаев добываемая апт-сеноманская вода насыщена газом и содержит, кроме жидкой и газовой фазы, твердую фазу в виде песка. Газонасыщенность воды составляет от 1 до 50 м3/м3. Наиболее часто газонасыщенность воды не превышает 10 м3/м3.
На сегодняшний день трудно выполнить требования по измерению объемного расхода извлекаемой воды расходомерами, входящими в реестр измерителей расхода, по следующим причинам.
Кориолисовые расходомеры не работают с многофазными жидкостями по причине сильной диссипации энергии у привода колебательной системы. Нарушается режим колебаний измерительных элементов вплоть до срыва колебаний.
Основная причина неработоспособности ультразвуковых расходомеров – рассеяние акустического импульса на газовой и твердой фазе потока жидкости.
Работа вихревых ультразвуковых расходомеров (ДРС) затруднена по причине высокого уровня шумов и сильной механической эрозии тела обтекания.
Поэтому наиболее предпочтителен вариант использования электромагнитных расходомеров с соответствующими доработками, которые устойчиво работают с пульпами, а также могут учитывать в измеряемом объемном расходе долю газа по введенной величине газового фактора.
Были проведены испытания по возможности использования серийно выпускаемых электромагнитных расходомеров для измерения апт-сеноманских вод, которые дали положительные результаты при газонасыщенности воды до 10 м3/м3. Требуется только разработка дополнительного программного обеспечения для учета в объемном расходе газового фактора для каждого конкретного месторождения. В настоящее время такие расходомеры уже эксплуатируются при измерении расхода добываемой апт-сеноманской воды.
Компания «ТопСтанки» предлагает оборудование для технологии деревообработки, в том числе фрезерные станки. Широкий ассортимент марок, высокое качество, вполне приемлемые цены.
Назад на Статьи по трубопроводной арматуре
На главную страницу Трубопроводная арматура