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水下流量計的安裝回收技術,是水下流量計設計和使用過程中遇到的最大的難題。由于水下環境十分複雜,流量計安裝到水下後需要克服

作者:史書館

水下流量計的安裝回收技術,是水下流量計設計和使用過程中遇到的最大的難題。由于水下環境十分複雜,流量計安裝到水下後需要克服海水靜壓、媒體内壓以及高溫帶來的機械強度和密封性能上的考驗,還要抵抗海水和媒體腐蝕以及地震、海嘯等不可預見的突發情況,怎樣確定水下流量計的正常工作,并能對其順利安裝和回收,是一個很大的困難。

由于海洋這種多相流的測量難度很高,水下流量計安裝好之後,還需要一套實時的資料采集系統來采集原始資料,然後将采集到的資料傳送至流量計算機,由流量計算機對資料進行處理,轉換成可用的生産資料,然後再将這些可用的資料上傳至地面控制中心。

在這個過程中,任何一個環節出現問題都會導緻流量計無法正常工作。流量計又安裝在幾百甚至幾千米的深水中,很難進行人工幹預。是以可回收式水下流量計的安裝及回收,是水下流量計設計的一個重要環節和關鍵技術。

目前大多數國家采用的水下流量計是“Framo”可回收式水下流量計,它是一個桶裝結構,安裝在一個獨立的回收子產品中,可在不中斷生産的條件下實作回收。它的回收方式有兩種,一種是電子艙回收,即單獨回收電子艙子產品;另一種是整體回收式,即将整個流量計子產品內建到外部結構上。

電子子產品可回收式流量計是一種将所有電子元件、通訊和控制系統內建到一個可回收的子產品内,所有的元件及相應的接頭都有充分備援設計的水下流量計。工作時,電子子產品可以通過ROV 快速接入整個流量計,而不需要專門的送入工具,也不需要關斷流體或是停止整個采油過程,進而避免了因為回收更換子產品時造成額外的花費。

整體子產品式流量計是一種将所有子產品內建到一起,然後整體安裝、整體回收的流量計。它将電子子產品固定安裝在整個流量計裝置上,通過回收整個流量計來實作回收。它的安裝位置取決于具體的應用方式,按安裝位置大緻可以分為采油樹、管彙和跨接管3種。

采用單井計量方式的流量計可以安裝在采油樹上、連接配接的跨接管上或鄰近的管彙上進行連續測量。如果要進行的是間斷測量,則可以在管彙上通過選井計量來完成。單井計量雖然可以給出每口井的連續的生産資料,但所需要的流量計數量較多,一旦流量計發生故障,與之相連的所有油井的計量都無法進行,是以在水下生産設施布局中應考慮水下流量計或電子回收子產品的安裝和回收路徑以及對應的機械和電氣接口,保證在某個流量計關停狀态下,都能完成測量任務。

流量計上下遊流體的流型和流向是決定流量計安裝位置的主要因素。一般而言,安裝至采油樹的水下流量計都有其專用的配套設施,通常與采油樹的油嘴組合在一起,形成采油樹的流量控制子產品。同時将流量計連接配接到節流閥上,同水下節流閥一起安裝回收。

在實際操作中,經常會将流量計子產品通過法蘭連接配接的方式,固定安裝至節流閥整體裝配上,以形成流量控制子產品,并通過節流閥連接配接器與采油樹相連。流量控制子產品上一般對應有ROV操作搖桿、操作接口等,以滿足水下操作的要求。在安裝時,通過吊耳将流量計下放至水下安裝位置附近,通過ROV操作搖桿調整流量計的位置,使導向筒與導向柱對接。

當采油樹沒有可以回收的油嘴子產品,或是節流閥等相應結構不允許相應布置時,水下流量計也可以安裝在采油樹同管彙連接配接的跨接管上,将流量計子產品和跨接管一起下放安裝。為減輕跨接管的重量,接口處可以采用焊接的方式,将流量計直接焊接在跨接管上。

由于水下流量計電子子產品出現故障的機率比較大,采取這種方式時,一般要設計電子子產品可回收的結構,将流量計上容易發生失效的複雜結構都內建在可回收子產品中,而固定安裝的部分則應該盡量簡化,以提高整個裝置的可靠性。

采用管彙安裝的方式,則需要針對流量計子產品設計對應的子產品送入工具、導向定位裝置、軟着陸工具等配套工具來滿足流量計安裝和回收的要求。送入工具可以通過ROV進行操作和控制,通過操作ROV接口,實作水下流量計底部連接配接器與固定安裝在管彙上的連接配接接口的鎖緊和解鎖。

當流量計解鎖出現故障時,可以通過過載工具進行緊急解鎖,以保證流量計解鎖裝置卡死的情況下,能夠實作緊急回收。

水下流量計的安裝與回收技術是水下流量計設計過程中的關鍵技術,是以在進行水下流量計設計時,宜采用子產品化設計的理念,将流量計核心計量部件和安裝回收子產品獨立開來,這樣才能保證在不同的位置進行安裝和回收,流量計的核心計量部件不發生變化,提高水下流量計對不同應用場景的适應性。

參考資料:

雷鎮嘉、劉敦利:《液體流量标準裝置計量能力評價》

劉太元、鄭利軍等:《水下多相流量計在深水油氣田開發工程中的應用研究》

水下流量計的安裝回收技術,是水下流量計設計和使用過程中遇到的最大的難題。由于水下環境十分複雜,流量計安裝到水下後需要克服
水下流量計的安裝回收技術,是水下流量計設計和使用過程中遇到的最大的難題。由于水下環境十分複雜,流量計安裝到水下後需要克服
水下流量計的安裝回收技術,是水下流量計設計和使用過程中遇到的最大的難題。由于水下環境十分複雜,流量計安裝到水下後需要克服
水下流量計的安裝回收技術,是水下流量計設計和使用過程中遇到的最大的難題。由于水下環境十分複雜,流量計安裝到水下後需要克服

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