用于石油和天然气工业的7种流量计

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多年来,从事油气行业的人们一直在创新和创造获得准确测量的方法。从提取到交付这些原材料,各行各业的每个人都投入了大量的精力,以获得尽可能准确的测量结果。

因此,科学家和工程师一直在努力探索新的方法和技术,以制造更有效的计量系统。由于他们的辛勤工作,不同流量计的发明得以实现,也正因为如此,石油和天然气行业今天仍在蓬勃发展。

这些流量计用于工业,特别是天然气和石油,以计算流体的质量流量或体积流量。这样的应用定义了流量计的容量和类型。气体、液体和液体是用质量流量和体积流量来测量的。

石油和天然气是如何形成的?

在我们告诉你在石油和天然气工业中常用的不同流量计之前,首先应该知道工业如何收集原材料的过程。

这两种原材料存在于不同的地质来源。大多数气田和油田都位于砂岩和石灰岩等沉积岩上。主要原因是这些物质很容易穿过岩石,使它们更容易堆积。发现的储层的容量可以由其孔隙度决定,而产能与渗透率成正比。

为了开始流动,他们在这些岩石内部钻孔,这将使流体更容易提取。为了启动、增加或保持连续流动,水被泵入岩石内部,这些岩石通常位于地下。高压水被泵入这些岩石,这将增加流速,增加流体的提取。一种被称为ABB电磁流量计的流量计,被用来精确地测量被泵入岩石内部的水。

然而,在某些情况下,钻井和抽水不足以获得这些物质。在不透水的岩石上发现的石油或天然气大多无法形成常规的方式。这些物质被称为“非常规碳氢化合物”,包括页岩油、煤层气和页岩气。由于岩石的渗透性很低,应该对其积累进行刺激,以启动流动并使提取过程得以进行。要做到这一点,一种叫做“水力压裂”的方法是必要的。

在水力压裂中,沙子和水的混合物被泵入岩石内部。由于压力高,会产生小的裂缝,使材料在地基内部自由移动。水力压裂是通过使这些裂缝打开,让材料移动,这是砂的作用;打开这些裂缝,形成高渗透率。为了获得压裂液和添加剂混合的精确测量,使用了ABB的电磁流量计。

现在,我们已经概述了石油和天然气行业如何获得这些原材料;下一步是了解他们如何用不同类型的计量系统来测量它。

科里奥利流量计

科里奥利流量计科里奥利流量计所用的技术在测量石油和天然气工业中的天然物质方面并不是最新的。科里奥利流量计的第一个工业专利可以追溯到20世纪50年代。然而,直到1970年,该技术才开始在该领域应用。到目前为止,什么都没有改变,尽管改进了仪表,以更精确的测量。

流量计的原始设计之一是它的特点是单管薄壁。它是高度精确的;然而,由于其振动问题,模型的实用性是首要关注的。为了解决这个问题,设计改为双管设计。

虽然经过了不同的设计,科里奥利流量计的主要原理从未改变。当物质流过管子时,管子通过振荡产生惯性,管子就会扭曲。扭转数与质量流量成正比。然后再由流量计、变送器和传感器测量出一个线性流量信号。

使用科里奥利流量计有几个优点。其中之一就是它的精确度很高。这些流量计更常用来测量各种石油产品,如原油和天然气。流量计的主要依据是它主要测量质量流量而不是体积。它最适合测量石油产品,因为在测量这些产品时,主要关注的是热量而不是数量。

通常,这种类型的流量计适用于直径为1至4英寸的管道。但是现在,更大的型号比以前更容易得到。科里奥利流量计的唯一缺点可能是它比其他类型的计量系统更贵。这可能是值得的,因为它是更低的维护比其他流量计。

超声波流量计

超声波流量计超声波流量计利用声波测量流经管道的流体的速度。一旦流体的速度缓慢增加,它的频率就会出现明显的线性变化。

超声波流量计可用于测量管道内外液体的流速;内联设计将流量计安装在管内,同时夹紧模型

使用传感器测量速度。然而,夹紧比内联模型的精度低。因此,它们只用于抽查以立即得到测量值。

与科里奥利流量计不同的是,超声波流量计和其他专门为原油设计的流量计可以用于具有20英寸测量值的管道。此外,夹紧设计适用于许多不同的东西,是耐用的。更不用说,它的维护要求也很低。

热流量计

热流量计在它的主要意义上,热流量计测量的速度,热量消散,因为它是直接注入气体流。大多数情况下,热流量计专门用于测量气体。

热耗散随气体的成分和温度而变化。热流量计是最好的选择,当成分或温度是最小的,或如果精度水平在可接受的参数。

涡轮流量计

涡轮流量计这种类型的仪表使用机械转子,是连接到轴,是在管道内。然后用它来测量通过管子的气体、流体或蒸汽的体积。当物质通过管道时,转子旋转的速度取决于物质通过管道的速度。由转子旋转产生的转速是由传感器或其他机械方法确定的。

通常情况下,磁用于让传感器从转子获得读数,磁铁位于管道外。随着信号的使用,传感器和发射器决定的体积的材料旅行在管。

涡轮流量计在定价方面是便宜的。此外,当测量的物质是气体或任何其他在缓慢流速下没有碎片的物质时,它们会给出更准确的结果。

使用涡轮流量计的一个缺点是,它不能很好地工作与变化的流量,因为机械部件可能磨损严重,将需要立即更换。此外,涡轮流量计在测量未知气体质量时工作得最好。

除了它的用途之外,它还通常被用于商业、工业和住宅建筑的水煤气量的计费表。然而,在这方面,它与正排量流量计竞争。后者更适合测量为1.5 - 10英寸的管道,而涡轮流量计最适合尺寸为10英寸或以上的管道。

微分流量计

差压流量计就像它的远亲——超声波流量计一样,它也能测量流经管道的流量。它和其他流量计的不同之处在于它使用了伯努利方程。此外,差速流量计利用收缩来减缓管道内物质的流动和压力。

随着流动压力的缓慢增加,压降的大小也成比例增加。该事件的数据通过不同的压力读数传输。有了这些信息,它就可以计算出压力差,从而得到容积流量的测量值。

差压流量计通常成本较低。不同的物质也有不同的版本来精确测量每种流体。气体是特殊情况,因为,为了获得特定气体的精确读数,差速流量计应该与其他传感器结合,以获得不同的因素,如温度、压力、气体成分和气体密度。

虽然它本身是一个优秀的流量计,但工业更喜欢其他类型的计量系统。这主要是由于它不准确,当涉及其他因素,如温度,压力等。此外,为了获得最精确的气体测量,它需要与其他传感器结合,或者得到一个完全不同版本的差速流量计。由于上述因素,很难获得准确的读数。这也是为什么石油和天然气行业更倾向于使用其他计量方式的主要原因,尤其是在处理气体时。

容积式流量计

容积式流量计有不同类型的积极位移仪表:椭圆齿轮,活塞,旋转,膜片,章动盘,和螺旋。

容积式流量计可适用于各种各样的事情,涉及商业,工业和住宅应用。它们最常用来测量气体流量。然而,涡轮流量计在这方面与正排量流量计竞争。它相对于涡轮流量计的优点之一是,它在处理直径为10英寸或更小的管道中的稳定流速方面非常出色。

隔膜式和旋转式容积流量计通常用于测量气体流量。与科氏流量计等竞争对手相比,后者是首选,主要是因为正排量流量计不具备在该领域应用所需的行业批准。

旋涡流量计

旋涡流量计最通用的流量计之一,涡漩流量计,可以方便地测量气体,液体,蒸汽的流量。

在过去的几年里,旋涡流量计缺乏必要的批准在工业上的应用。然而,在2007年,美国石油学会批准了使用该流量计的标准草案。从那时起,该行业的几家公司一直在积极与API合作,进一步发展这一标准及其批准。

该标准适用于液体、蒸汽和气体流动,并于2010年进行了扩展,以供进一步使用。尽管未来不确定,但设计明确了气体和液体的存在。涡流流量计近年来对市场的影响有限,但对未来公司的青睐稳步增加。然而,由于其他竞争对手,如超声波、压差和涡轮流量计,它对天然气托管转移市场的影响很低。

结论

石油和天然气行业有很多现成的技术可供使用和适应。更不用说,市场已经推出了新的流量计,等待API的批准。由于许多行业收集不同的流体,对低成本和维护计量系统的需求正在上升。这导致了更大的创造的模型科里奥利流量计这使得它成为迄今为止使用最多的计量系统之一。

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6的反应

  1. 我很喜欢你的博客,谢谢你发表了这篇关于流量计石油天然气的文章。我真的很高兴遇到这样写得非常好的内容。感谢分享,期待更多!!继续做这个鼓舞人心的工作,并与我们分享。

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