1.油田蒸汽計量現狀

蒸汽計量問題一直困擾著稠油開采。熱式氣體質量流量計利用熱擴散原理測量氣體流量的儀表。傳感器由兩個基準級熱電阻組成。一個是速度傳感器RH，一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器RMG。壓縮空氣流量計可以是采用靶式流量計來計量，不僅具有傳統孔板、渦輪、渦街等流量計無可動部件的特點，同時又具有與容積式流量計相媲美的測量準確度。質量流量計一個準確、快速、高效的流量測量儀表。它直接測量通過流量計的介質的質量流量，還可測量介質的密度及間接測量介質的溫度。目前，油井注汽的主要方式是在一臺鍋爐中向多口單井注汽。稠油注汽系統注汽過程采用平均法同時估算油井注汽流量，采用井口法估算干度，無法得到準確的干流量值。由于每口井具有不同的吸汽能力，且沒有單井蒸汽所搭載科學儀器，注入井內的蒸汽無法測量和控制，導致單井計劃，注汽量與實際注入量不匹配，從而出現油井產能下降或蒸汽竄流，影響油井生產效果。

為了自己解決此問題，需要進行安裝一個蒸汽通過流量價值計量工作裝置，實現對單井注入的蒸汽流量的計量與控制，確保單井按需按量注汽，避免偏注、汽竄等現象。實現企業精細化注汽，從而可以提高注蒸汽的熱效率，改善稠油資源開發利用效果。

2.蒸汽流量價值計量裝置的計量技術原理

蒸汽流量計量裝置如圖1所示。這是一種差壓式流量計。簡單地說，流體流過一個收縮截面，測量橫截面上的壓差，由此可以計算通過孔板流量計的流量。公式如下:

（2.1）

其中qm為流經孔板的流體質量流量，C為流出系數，孔板開口與管道內徑之比，熱膨脹系數，D為孔板內徑，△P為孔板前后壓差，為工況下的流體密度。

同時企業由于蒸汽是一種具有特殊的兩相流體，而孔板在兩相流中存在著差壓噪聲，這是一個兩相流動的固有風險特征，也是兩相流流動資產狀態數據信息 的載體，與兩相流的流量管理質量含汽率密度以及相關，因而我們可以直接用于兩相流測量，從而有效利用方式單一孔板實現兩相流雙參數分析測量，獲取蒸汽中氣相與液相的含量，更加需要精準的計 量和控制技術注入蒸汽流量。

圖2.1蒸汽孔板流量計

假設分散相濃度分布的方差與其平均相濃度成正比，在不考慮障礙物擾動的情況下，利用兩相流分離理論模型，論證了節流裝置壓差平方根噪聲的方差與分散相流量近似成正比。此外，還推導了用噪聲測量兩相流的理論模型。計算公式如下:

（2.2）

（2.3）

式中X為質量含氣率（干度），R為孔板的差壓方根的相對發展統計分析方差，，為孔板差壓方根的統計數據方差，為比例相關系數，g、w分別為氣相密度和水相密度，為孔板的流量風險系數，F為孔板開孔面積。

為了減少氣體對孔板流量計的侵蝕，延長使用壽命，蒸汽孔板流量計配備了迷宮閥。迷宮閥是一種漸進式減壓流量調節閥，包括閥體、減壓總成、閥桿、閥墊片、填料閥套和支架。閥桿下端的閥芯為圓錐形，與閥腔內的閥管路形成密封配合；減壓總成通過支架和支架下端的閥墊緊緊壓在閥腔內的閥平面上。