一、現(xiàn)象
油田三相分離器水相出口管裝有控制閥,以控制油水分界面。裝有電磁流量計,用以測量水相流量??刂屏鞒倘鐖D3.14所示。
在圖3.14中,如果用V2控制界面,流量顯示值為11m3/h,如果改用V1控制界面,電磁流量計示值升高50%,污水溫度為39℃。
二、分析
(1)用V2閥控制時流量測量正常
從圖3.14所示的流程可見,控制閥兩端壓差較大。在用閥V2控制界面時,V1全開,流過電磁流量計的污水中所溶解的氣體不會釋放出來,因為流量計測量管內(nèi)的壓力應(yīng)為0.24MPa,比三相分離器內(nèi)氣液分界面處的壓力要高一些。
在三相分離器內(nèi),污水中所溶解的氣體應(yīng)該已達(dá)飽和程度,因為油、水、氣三相在從油井中抽出時就已充分接觸。而從三相分離器流出時,由于污水出口位于三相分離器底部,與氣液分界面之間存在一個高度差,這個高度差就是污水出口壓力比氣相壓力高的原因。用公式表示則為:
(2)用V1閥控制時流量示值偏高
當(dāng)用V1閥控制界面,V2閥開足時,V1后面管內(nèi)液體壓力降低到0.1MPa。由于壓力比氣液分界面處低得多,所以溶解在污水內(nèi)的氣體被釋放,氣液混合物體積陡增,其中一部分還有可能停留在電磁流量計測量管圓形截面的上部,使實際流通截面積減小,導(dǎo)致流量示值大幅偏高。
(3)液體中溶解的氣體數(shù)量同壓力溫度的關(guān)系
空氣溶解于液體的量與壓力成正比,如冷水中當(dāng)絕對壓力為1×105Pa時約溶解2%空氣(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下),絕對壓力為2×105Pa則溶解4%,溫度升高時溶解度減小。在碳?xì)浠衔镏锌諝獾娜芙舛纫蟮枚啵缃^對壓力為1×105Pa時,潤滑油中約溶解8%空氣,在煤油中為12%,在汽油中為16%,并且這個數(shù)值當(dāng)溫度升高時不會減少很多。溶解的空氣當(dāng)壓力突然降至大氣壓時要釋放出來,形成氣泡,顯著地影響測量精確度。這個問題在油品的計量中是一個嚴(yán)重的問題,必須設(shè)法解決以減少測量誤差。
生活中也不乏溶解在液體中的氣體被釋放出來的例子。啤酒從冰箱里取出,往往看不出液體內(nèi)溶解有氣體,但啤酒瓶在餐桌上放置一段時間后,就可發(fā)現(xiàn)玻璃瓶內(nèi)壁附著有很多氣泡,這些氣泡是因液體溫度升高而被釋放出來的。將瓶蓋打開時有大量泡沫涌出,這是因為壓力突然降低,溶解在液體中的氣體被均勻釋放,夾帶著液體一起溢出所致。二氧化碳?xì)怏w在啤酒中的溶解度要比空氣的溶解度大若干倍,所以啤酒瓶中溢出的泡沫數(shù)量可觀。
在本實例中,溶解在污水中的氣體可能很大一部分是二氧化碳,因為二氧化碳容易溶解在水中。否則,突然減壓后流量計示值不會偏高那么多。