技术方案

    通过技术咨询和现场调研，对解决注水站注水流量误差大的问题提出了3种技术方案：一是建立大口径流量计的检定装置，离线检定注水流量计；二是用超声波流量计在线测试流量计；三是用注水站注水罐在线测试流量计。

    如果按方案一建立一套大口径流量计检定装置，存在着装置投资大（每套装置费用200万左右）、回收期长等问题，而且非实液检定会带来一定的检定误差，另外检定一台流量计必须两拆两卸，大口径流量计的拆装难度相当大。因此方案一不易实施。

    如果按方案二实施，现场技术条件难以满足要求。一是现有管线都存在不同程度的腐蚀、生锈或结垢问题，管壁厚度不均，前后直管段难以满足超声波流量计安装条件；二是各个注水站的污水成分不相同，超声波在不同成分的污水中的传播速度也不相同，给准确测量带来一定难度；三是采用超声波检测方法的现场改造投资较大。因此方案二难以实施。

    如果按方案三实施，采用注水罐在线测试注水流量计，按照国家检定规程对注水站内的注水罐进行容积检定，能够保证700m³以上的注水罐的准确度等级达到0.1级。这样充分利用注水站现有的注水罐作为测试流量计的标准器，节约了投资，并且不需要流程改造，因此推荐采用方案三。流程原理见图1。

图1 测试流程原理图

    具体方法如下：

    （1）对站内注水罐进行容积检定，得到注水罐容积表。具体步骤按照JJG168—1987立式金属罐容量检定规程操作；

    （2）用注水罐在线检定注水流量计，得出流量计测量误差。具体步骤按照JJG198—1994速度式流量计检定规程操作。

    现场实验

    1 实验原理

    目前，油田注水站安装的注水流量计准确度等级大多为1级，最高等级为0.5级，选择某一注水站进行现场实验，该站的注水流量计为检定合格的0.5级流量计，用由注水罐组成的标准装置在线测试该注水流量计，若得出的测试结果与该流量计检定证书一致（流量计的准确度等级为0.5级），证明注水罐可以作为在线测试注水流量计的标准容器，由注水罐组成的标准装置可以在线测试准确度等级为0.5级的注水流量计。否则，注水罐就不能作为标准器对现场注水流量计进行在线测试。

    2 实验方法

    实验结合现场实际工况，采用对站内注水罐进行容积检定，得到注水罐容积表。然后用注水罐组成的检定装置在线检测经国家级计量检定部门检定合格的0.5级电磁流量计，得出该电磁流量计的有关技术指标，与检定证书上的数据进行比较。

    3 实验内容及结果

    在东辛采油厂采油一矿辛四注水站4号注水管线上，安装了经国家级计量检定部门检定合格的0.5级的电磁流量计，由注水罐组成的标准装置对该流量计进行在线测试。经过半个月的现场试验，测试结果为：该电磁流量计的基本误差为1.65%，未达到≤0.5%的要求。

    通过对实验数据进行分析研究，发现每次试验的第一组数据误差都比较大，其原因是测试人员在疏导完流程，将注水罐进出口阀门调整结束后，立即到罐顶检测第一组数，这时注水罐进水闸门刚关闭，罐内的液位还未稳定，造成第一组检尺数据误差大。针对以上问题，项目组对试验过程进行了改进，测试人员在调整好流程后，稳定10min再检测第一组数据，这样测试数据的重复性较好。试验方法改进后，在辛四注进行了一个月的现场试验，测出的数据误差达到了≤0.5%的要求，部分数据结果见表1。

    推广应用前景

    胜利油田现有的大口径注水流量计基本上都存在计量误差大，无法在油田检定，外出送检工作量大，成本高等问题。通过对孤岛、胜采、东辛、现河几个采油厂的注水站打出去的水量与配水间注入地下的水量进行对比，可以看出注水流量误差很大，最大的为22.6%，最小为12.8%。针对以上问题，提出了注水站注水流量计在线测试方法。通过在东辛采油一矿辛四注水站近3个月的现场实验，取得了较理想的实验效果。该测试方法在油田推广应用具有以下几方面的优势：

    （1）解决了注水站注水流量计的在线检测问题，减少了送检费用。

    （2）不用对注水站现有流程进行任何改造，基本不会对现场实际生产造成影响，可操作性强，节省了现场流程改造费用。

    （3）油田每年都要对各采油厂的注水系统效率进行测试，其中用到注水流量这一数据，注水量的准确与否直接影响着注水系统效率的准确性。用研制出来的测试系统能够比较准确地测出流量计的注水量，可以为系统效率测试提供可靠的流量数据。

    （4）在这套测试系统中，实际只用到注水罐6m以上的容积量，底部的容积对测试没有影响，因此不用对现场的注水罐清罐就能进行容积检定（只需用“外测围尺法”测出罐的基本外直径，用“具导轨光学径向测量仪”测出各圈板与基本外直径的径向偏差，超声波测厚仪测出各圈板罐壁厚度，用标准钢卷尺测出各圈板的高度等基本参数），并能保证使用段罐的容积的准确度等级达到0.1%。

    （5）油田注水流程都是由设计院按照注水规范统一设计的，具有通用性。因此在东辛采油厂的实验也适用于其他采油厂。

    结论及认识

    1 结论

    （1）通过实验可知，0.5级的电磁流量计经由注水罐组成的标准装置在线测试，得出电磁流量计的误差为<0.5%，因此用注水罐组成的标准装置在线测试注水流量计满足量值传递要求，是可行的。

    （2）用注水罐组成的标准装置对大口径注水流量计进行在线测试时间应在每年的5～10月之间，否则天气太冷注水罐内的浮油凝固厚度不均匀，给检尺带来较大的误差。

    2 认识

    利用注水罐在线测试大口径流量计，要求测试人员做好以下几方面工作：

    （1）数据的一致性。现场测试时由于没有自动控制装置，只能通过秒表计时，在同一时刻进行注水罐检尺和读取流量计示值。这要求检测人员要有高度的责任心。

    （2）动态检尺。在测试过程中由于是动态检尺，所以测试人员要具备较好的操作技能，保证起点、终点下放检尺的速度一致，减少系统误差。

    （3）注水罐进出口阀门的密封性。需要保证注注水罐进出口阀门的密封性，防止测试过程中水再进入注水罐，影响测试准确性。