供暖蒸汽流量计测量流量过程中堵塞原因分析及解决方法

本文针对于天然气测量过程中普通在使用的作出分析，供暖蒸汽流量计的优点：简单结实；精度高；成本低；如果计算、制造加工和安装符合ISO 5167，无须额外的标定和再检定。
供暖蒸汽流量计的缺点：由于流量和差压的平方根成比例关系，量程比限制为4:1及5:1。由于水锤的作用，孔板可能会变形。如果设计或安装不当甚至会堵塞管道。孔板的直角边缘在长期运行后可能会磨损，特别是用在潮湿肮脏的蒸汽上。这些会改变孔板的特性，并且会影响精度。因此，为了保证孔板的重复性和精度，必须对孔板进行周期检查和更换。
供暖蒸汽流量计系统的安装长度要求较高，为了保证精度，必须保证上下游至少有10倍和5倍管径的直管段。
板流量计的应用供暖蒸汽流量计的典型应用：任何流量变化在4:1和5:1之间的流量计量。这包括锅炉房出口和蒸汽分配至许多设备的场合，如部分设备运行，部分设备停止，但总的流量变化不大。
一、计量装置堵塞的原因分析
对于高含硫气田，在开发过程中，由于温度和压力的改变，硫在含硫天然气内的溶解度随着局部温度和压力的降低而下降，致使元素硫及固体的高级多硫化物析出，沉积在井筒及设备内壁，导致堵塞，严重影响气井的正常生产。
硫沉积的形成与天然气的流速和温度、压力、气体组成有密切的关系。天然气的流速越高，越能有效地使元素硫悬浮于气体中带出，从而减少了硫沉积的可能性。而根据高含硫气田流体PVT物性研究发现，当压力、温度下降时，气体含硫饱和度也在下降，说明在生产过程中，随着压力和温度的降低，有单质硫析出。
在气井生产初期，气井中的残酸返排到地面集输系统。残酸中含有硫磺颗粒和其他杂质且粘稠性高，其粘度随着温度的增加而降低。固体物质在地面集输系统运移的过程中，附着在温度较低或压力改变的管道、仪器仪表连接通道处，导致了管道有效通径变小，通道被堵塞，取压不准确而引起显示数据与真实数据误差较大，仪器仪表不能反映真实值，影响了站场产量调整和正常计量。
二、流量计堵塞的解决方法
计量装置堵塞导致错误的流量数值，无论对人还是对设备而言，都具有相当大的危害，为了减少甚至杜绝这种危害，防止安全事故的发生，从以下几个方面进行解决：
2.1 节流装置定期清洗法
在气田投产初期，单井的高级孔板阀流量计节流装置也会有堵塞现象，需经常进行清洗。在堵塞初期，堵塞的物质多是气井中的残酸返排的杂质和井筒、管线内的一些杂质。随着气井的生产，堵塞的物质中，井筒、管线内的一些杂质变少了，而气井中的残酸返排杂质和硫黄颗粒增多，四个月以后，大部分堵塞物是硫黄颗粒和少量气井中残酸返排的杂质。通过现场的检查、清洗还发现，清洗过的高级孔板阀流量计节流装置，大部分会在三个月后，会再次发生堵塞，堵塞物多是硫黄颗粒。因此建议制定相应的高级孔板阀流量计节流装置定期清洗制度，周期以三个月为宜，以解决高级供暖蒸汽流量计节流装置堵塞现象。
2.2 五阀组吹扫解堵法
对于五阀组存在堵塞的问题， 现场都按照五阀组解堵安全技术操作规程进行解堵，先准备消气防器具、工用具，再检查确认五阀组阀门开关无误，然后进行操作；
（1）将气相流量计五阀组平衡阀打开；
（2）关闭气相流量计导压管线上的取压针阀；
（3）加温五阀组及流量计导压管线；
（4）将气相流量计放空管线导入碱桶；
（5）先缓慢打开放空针阀，然后逐渐开大针阀；
（6）将放空针阀关闭，打开导压管线上的取压针阀；
（7）将平衡阀打开；
（8）站控室人员观察流量，若和该井配产相符则解堵操作完成；若不一致则按照上述步骤再次解堵。
以上是操作规程要求的步骤，在实际操作的过程中，发现*5步放空之后，只是将导压管内的压力放空了，并不能彻底的把导压管里的堵塞物吹扫干净，有时候过一、两个小时后，会再次发生堵塞。研究后认为：放空之后，应缓慢打开取压针阀，对整个导压管段进行彻底吹扫，然后再进行后续操作。此操作方法经过现场使用后，吹扫效果较好，使五阀组堵塞后，堵塞间隔延长到了一周以上。因此，建议在操作规程*五步之后，加入一条：缓慢打开取压针阀，对整个导压管段进行彻底吹扫。以提高解堵效果，减少解堵次数，降低操作人员劳动强度。需要注意的一点是，在开取压针阀吹扫过程中，要缓慢打开，切忌猛开。
2.3 电伴热带防冻堵法
气井生产时，五阀组由于存在堵塞现象，而温度越低，越容易发生堵塞现象，需要时常进行解堵操作，于是提高计量导压管及五阀组管线内天然气温度成了解决堵塞的另一个手段。在五阀组及导压管上加装伴热带，提高设备温度，避免堵塞。
安装伴热带时，确保发热段在需伴热的部位并紧贴于被加热体以提高热效率，除了自控温电热带外，其它规格电热带安装时不允许交叉、重叠，以避免过热，电热带安装时遇到锐利的边棱、锐角，应垫上铝胶带，以防破坏外绝缘层。在安装电热带接线盒时，并联带应留有一定富裕量，以方便检修，使管道、阀门等设备附件拆卸方便，又不损坏电热带，做好绝缘测试和接地连接，确保电阻在正常范围。
每口井的五阀组及导压管上加装伴热带时，都与其它井分开，单独加装，以便针对每口井的不同的情况，设置不同的温度。在现场，电伴热平时运行的温度控制在60℃～65℃之间，若发生导压管线及五阀组堵塞，应查看伴热带安装方式是否规范，是否投用等，及时处置，可调节伴热带运行温度到80℃，并结合其它解堵措施进行解堵，如热水加热吹扫法等，解堵操作完成后及时恢复流程，将伴热带温度调节到60℃～65℃之间。
加热解堵法是高含硫气田计量解堵中有效的解堵方法，将加热解堵与吹扫解堵法相结合，能用效的提高解堵效果，延长计量五阀组及导压管堵塞间歇时间，生产中监测计量导压管及五阀组内天然气温度，加装电伴热带，及时调整伴热带运行温度，能有效地减少堵塞的现象。