摘要：水下(xia)流量計 的(de)安裝和回(hui)收技術是(shi)水下流量(liang)計設計的(de)關鍵技術(shu)之一。對于(yu)國内而言(yan),水下流量(liang)計的研究(jiu)剛剛起步(bu),水下流量(liang)計的安♊裝(zhuang)回收技術(shu)仍然是一(yi)個空白,研(yan)究水下流(liu)量計安裝(zhuang)❗與回收技(ji)術是實現(xian)水下流🏃量(liang)計國産化(hua)的必經之(zhi)路。介紹了(le)當下水下(xia)流量計安(an)裝與回收(shou)技術的研(yan)究現狀和(he)方法,以及(ji)不同安裝(zhuang)位置(水下(xia)采油樹、管(guan)彙、跨接管(guan))水下流量(liang)計安裝與(yu)回收的通(tong)用技術手(shou)段。
　　水下流(liu)量計的安(an)裝回收技(ji)術是水下(xia)流量計設(she)計過程☎️中(zhong)必須❤️面對(dui)的難題。盡(jin)管水下流(liu)量計設計(ji)的⛹🏻‍♀️初衷是(shi)在設計壽(shou)命周期🈲内(nei)實現免維(wei)修,但從國(guo)内🏃‍♀️外實際(ji)應用的情(qing)況來💰看,要(yao)實現完全(quan)👨‍❤️‍👨免維修是(shi)很❄️難的。首(shou)先是水下(xia)環境的複(fu)雜性,流量(liang)計安裝到(dao)水下後需(xu)要克服海(hai)水靜壓🥰、介(jie)質内壓以(yi)及高溫帶(dai)來的機械(xie)強度和😘密(mi)封性能上(shang)的⭕考驗,還(hai)要抵抗海(hai)水和介質(zhi)腐蝕以及(ji)不可預見(jian)的突發情(qing)況(如地震(zhen)、海💔嘯等)。其(qi)次是流量(liang)計本身的(de)複雜性。多(duo)相🚶流的測(ce)量異常複(fu)雜，其技術(shu)難度之高(gao)至⚽今仍是(shi)世界範圍(wei)内科學界(jie)的難題。要(yao)實現多相(xiang)流的測量(liang),需要一-套(tao)實時的數(shu)據采🌂集系(xi)統來采集(ji)原始數據(ju),然後将采(cai)集到的數(shu)據傳送至(zhi)流量計算(suan)機，由流量(liang)計算機對(dui)數🚶‍♀️據進行(hang)處理,轉換(huan)成可用的(de)生産數據(ju)，然後再将(jiang)這些可用(yong)的數據上(shang)傳至地面(mian)控制中心(xin)。整個過程(cheng)還🐉需要一(yi)套完整的(de)機🙇‍♀️械系統(tong)和通訊控(kong)制系統來(lai)支撐。任何(he)一個環節(jie)出現問題(ti)都會導緻(zhi)流量計無(wu)法👉正常工(gong)作。而流量(liang)計安裝💯在(zai)幾百甚至(zhi)幾千米的(de)深水中,很(hen)難進行人(ren)工幹預。因(yin)此,除了通(tong)過設計手(shou)段提高水(shui)下流量計(ji)的可靠性(xing)之外,水下(xia)流🔅量計的(de)回收以及(ji)回收以後(hou)的二次安(an)裝是水下(xia)流量計設(she)計的一個(ge)重要環節(jie)和關鍵技(ji)術⛷️。
1可可收(shou)式水下流(liu)量計的研(yan)究現狀
　　早(zao)在1995年,國外(wai)就有水下(xia)流量計在(zai)水下管彙(hui)安裝應用(yong)🐕的報道,該(gai)流量計安(an)裝在一個(ge)獨立的回(hui)收模塊💘中(zhong)，可在不💁中(zhong)斷生産的(de)條❓件下實(shi)現回收"。1996年(nian)Framo可回收式(shi)水下流量(liang)計在澳大(da)📧利亞EastSpar項目(mu)實現了應(ying)用,該流量(liang)計爲一個(ge)桶裝結構(gou),可實現整(zheng)體回收。到(dao)目前爲止(zhi),國際上形(xing)成了以斯(si)倫貝謝、艾(ai)默生🤞、FMC爲主(zhu)的水下流(liu)量計供應(ying)格局,這3家(jia)公司占據(ju)了整個多(duo)相流量計(ji)90%以上的🔱市(shi)場份額"。
　　目(mu)前國際上(shang)主要的回(hui)收方式有(you)2種,一種是(shi)電子艙回(hui)收,即單獨(du)回收電子(zi)艙模塊(SRC,SubseaRe-trievableCanister);另(ling)--種是整體(ti)回收式,即(ji)将整個流(liu)量計模🏃塊(kuai)集成到外(wai)部結構上(shang)(CBV,ChokeBridge.Version)。電子模塊(kuai)可回🌍收式(shi)流量計是(shi)一種将👌所(suo)有電子元(yuan)件、通訊和(he)控制系🐅統(tong)集成到一(yi)個可回收(shou)的模塊内(nei),所有的㊙️元(yuan)件及相應(ying)的接頭都(dou)有充分冗(rong)餘設計的(de)水下流量(liang)計。在工作(zuo)時,電子模(mo)塊可以✔️通(tong)過ROV快速接(jie)入整個流(liu)量計,而不(bu)需要📞專門(men)的送人工(gong)具，也不需(xu)要關斷流(liu)㊙️體或是停(ting)止整個采(cai)油過程，從(cong)而避免💋了(le)因爲回🚩收(shou)更換模塊(kuai)時造成額(e)外的花費(fei)。
　　整體模塊(kuai)式流量計(ji)CBV是一.種将(jiang)所有模塊(kuai)集成到一(yi)😍-起,然後整(zheng)體💃🏻安裝、整(zheng)體回收的(de)流量計4。該(gai)類型的水(shui)下流🛀🏻量計(ji)保留了同(tong)SRC類型相同(tong)的電子元(yuan)件的冗餘(yu)設計,但将(jiang)電子模塊(kuai)固定安裝(zhuang)在整個流(liu)量計裝置(zhi).上,回收時(shi)通過回收(shou)🤞整個流量(liang)計來實現(xian)。此類型的(de)♻️多相流量(liang)計一-般直(zhi)接安裝至(zhi)管道或計(ji)量模塊上(shang)🏒,其安裝和(he)回收皆是(shi)通過管道(dao)或計量模(mo)塊一并進(jin)行。
2水下流(liu)量計的安(an)裝與回收(shou)技術
2.1水下(xia)流量計的(de)安裝位置(zhi)
　　水下流量(liang)計是水下(xia)流量計量(liang)的核心部(bu)件,其安裝(zhuang)位⛷️置取決(jue)于具體的(de)應用方式(shi)和水下生(sheng)産設施的(de)整體布局(ju)。水下🙇‍♀️流量(liang)計的安裝(zhuang)位置大緻(zhi)可以分爲(wei)采油樹、管(guan)彙和跨接(jie)管3種,如圖(tu)1所示。
 
　　水下(xia)流量計的(de)安裝位置(zhi)與流量計(ji)的具體應(ying)用和設🥵備(bei)尺寸有關(guan)。采用單井(jing)計量方式(shi)的流量.計(ji)可以安裝(zhuang)在采油樹(shu)上、連接的(de)跨接管上(shang)或鄰近的(de)管彙.上進(jin)行連續測(ce)量。間斷測(ce)量可以在(zai)管彙，上通(tong)過選⭕井計(ji)量來完成(cheng),此時由于(yu)一台👄流量(liang)計需要測(ce)量不同介(jie)質性質的(de)多個油井(jing),因此流量(liang)計需要包(bao)含多個油(you)井的PVT數據(ju)。單井計量(liang)可以給出(chu)每口井的(de)連續🧡的生(sheng)産數據,有(you)利于油田(tian)的生産管(guan)理和優化(hua)，同時提高(gao)了整個計(ji)量系統的(de)可靠性,但(dan)所需要的(de)流量計數(shu)量較多,增(zeng)加了油田(tian)開發的成(cheng)本。選井計(ji)量方式成(cheng)本較低,但(dan)無法獲得(de)✍️單井的連(lian)續測量數(shu)據，且一旦(dan)流量計發(fa)生故障,與(yu)之🐆相連的(de)所有油井(jing)的計⭐量都(dou)🐕無法進行(hang)”。因此,具體(ti)采用哪種(zhong)計量方式(shi)需要根據(ju)油田生産(chan)的實際需(xu)要和單台(tai)流量計的(de)成本♍而定(ding)。
　　對于選擇(ze)水下流量(liang)計計量的(de)油井,在水(shui)下生産設(she)施布局中(zhong)應考慮水(shui)下流量計(ji)或電子回(hui)收模塊的(de)安裝和回(hui)收路徑以(yi)及對應的(de)機械和電(dian)氣接口。對(dui)于安裝在(zai)采油樹和(he)跨接管上(shang)的流量計(ji)而言,流量(liang)計回收可(ke)能隻會影(ying)響局部生(sheng)産,但是如(ru)果回收管(guan)彙單元,若(ruo)沒有旁通(tong)則可能需(xu)要關閉多(duo)口井,因此(ci)📐管彙安裝(zhuang)的流量計(ji)一般需要(yao)💃🏻考慮旁通(tong)設計🈲,保證(zheng)在流量計(ji)關停和啓(qi)動狀态下(xia)都能夠滿(man)足最大産(chan)量的要求(qiu)。
　　流量計上(shang)下遊流體(ti)的流型和(he)流向也是(shi)決定流量(liang)計安裝位(wei)置㊙️時所要(yao)考慮的一(yi)一個因素(su),這主要與(yu)流量💁計所(suo)采用🤞的計(ji)量技術有(you)關,如有的(de)流量計需(xu)要考慮上(shang)下遊直管(guan)段以保證(zheng)❗穩定的流(liu)型,有的流(liu)量計的計(ji)量性能受(shou)㊙️到流體流(liu)向的影響(xiang),在設計流(liu)🌈量計安裝(zhuang)位🌂置時應(ying)當有所考(kao)慮。此外,腐(fu)蝕和侵蝕(shi)作用、化學(xue)藥劑注人(ren)點、管道規(gui)格、臨近節(jie)流點等都(dou)有可能對(dui)流量計的(de)計量性能(neng)産生影響(xiang),也是設計(ji)🈲中需要考(kao)慮的因素(su)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。
2.2基于采油(you)樹的安裝(zhuang)與回收
　　一(yi)般而言,安(an)裝至采油(you)樹的水下(xia)流量計都(dou)有其專用(yong)🈚的配♌套設(she)施,通常與(yu)采油樹的(de)油嘴組合(he)在一起,形(xing)成采油樹(shu)的流量控(kong)制模塊。另(ling)外，流量計(ji)可以連㊙️接(jie)到節流閥(fa)上,同水下(xia)節流閥一(yi)起安裝回(hui)收。基于核(he)心計量部(bu)件,可以設(she)計相應的(de)安裝接口(kou),同水.下節(jie)流閥安裝(zhuang)在一-起,轉(zhuan)接至采油(you)樹對應安(an)裝位置，實(shi)現通過ROV進(jin)行👌水下的(de)安裝及回(hui)收操作(圖(tu)2)。
 
　　如圖2所示(shi),将流量計(ji)模塊通過(guo)法蘭連接(jie)的方式固(gu)定安裝至(zhi)節流閥整(zheng)體裝配上(shang)形成流量(liang)控制模塊(kuai),通過節流(liu)閥連🌐接器(qi)與采油樹(shu)相連。流量(liang)控制模塊(kuai)上一般對(dui)應有ROV操作(zuo)手柄、操作(zuo)接口等,以(yi)滿足水下(xia)操作的要(yao)求。導向筒(tong)和導向柱(zhu)設計用于(yu)🛀流量計在(zai)安裝過程(cheng)中實現與(yu)采油✍️樹的(de)準确對接(jie)。在安裝時(shi)✌️，通過吊耳(er)将流量計(ji)下放至水(shui)下安裝位(wei)置附近,通(tong)過ROV操作手(shou)柄調整🎯流(liu)量計的位(wei)置,使導向(xiang)筒與導向(xiang)柱對接。安(an)裝工具具(ju)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼有緩沖裝(zhuang)置,可以保(bao).護流量控(kong)制模塊不(bu)受大的沖(chong)擊,待流量(liang)控制單元(yuan)與采油樹(shu)精準對接(jie),即可操作(zuo)ROV接口實現(xian)鎖緊。回收(shou)💋時設置兩(liang)💃🏻端隔離後(hou),通過ROV操作(zuo)實現解鎖(suo),如圖3所示(shi)。
 
　　采用這種(zhong)設計時,流(liu)量計廠商(shang)需要與采(cai)油樹廠商(shang)⭕進行有效(xiao)的技術溝(gou)通,進行聯(lian)合設計,保(bao)證流量計(ji)連接接口(kou)及空間位(wei)置相匹配(pei)。
2.3基于跨接(jie)管的安裝(zhuang)與回收
　　當(dang)采油樹沒(mei)有可以回(hui)收的油嘴(zui)模塊,或是(shi)節流閥等(deng)相應結構(gou)不允許相(xiang)應布置時(shi),水下流量(liang)計可以安(an)裝🚶‍♀️在采油(you)樹同管🌂彙(hui)連接的跨(kua)接管上。如(ru)圖4所示,位(wei)于跨接管(guan)的流量計(ji)可以在跨(kua)接管制造(zao)和初安裝(zhuang)時采用法(fa)蘭進行連(lian)接,将流✏️量(liang)計模塊和(he)跨接管一(yi)起下放安(an)裝和回收(shou)。法蘭連接(jie)的流量計(ji)接口可以(yi)簡化拆卸(xie)♋和重裝,也(ye)可以采用(yong)焊接的方(fang)式,将流量(liang)計直接焊(han)接在跨接(jie)管上以減(jian)輕🔱跨接管(guan)的重量。但(dan)由于跨接(jie)管的安裝(zhuang)回收需要(yao)吊裝能力(li)較大的🥵支(zhi)持船,并可(ke)能導緻其(qi)他一些問(wen)題,所以一(yi)般在跨接(jie)管上的流(liu)量計♈出現(xian)問題,基本(ben)就會棄置(zhi)而不進行(hang)維護。由于(yu)水下流量(liang)計電🐉子模(mo)塊出現故(gu)障.的概率(lü)比較大，若(ruo)采取這種(zhong)方式進行(hang)💰安裝回收(shou),一般會設(she)計電子模(mo)塊可回收(shou)的結構,将(jiang)流量💛計上(shang)容易發生(sheng)失效的複(fu)雜結構都(dou)集成在可(ke)回收模塊(kuai)中,而⭐固🛀定(ding)安裝的部(bu)分則應該(gai)盡量簡化(hua),以提高整(zheng)個裝置的(de)可靠性。
 
2.4基(ji)于管彙的(de)安裝與回(hui)收
　　采用管(guan)彙安裝的(de)方式需要(yao)針對流量(liang)計模塊設(she)計對應的(de)模塊送入(ru)工具、導向(xiang)定位設備(bei)、軟着陸工(gong)具、過載🧑🏽‍🤝‍🧑🏻工(gong)具以及其(qi)他配套工(gong)具來滿足(zu)流量計安(an)裝和回收(shou)💃🏻的要求。在(zai)流量計模(mo)塊外部設(she)計一個整(zheng)體的配套(tao)安♊裝工具(ju),并提供ROV操(cao)作😘的接口(kou)和水下的(de)連接器部(bu)分,如圖5所(suo)示。送人工(gong)具可以通(tong)過ROV進行操(cao)作和控制(zhi),一般部♍署(shu)在修井船(chuan)和鑽探設(she)備:.上，含🙇‍♀️有(you)軟着陸系(xi)統和解鎖(suo)、鎖緊裝置(zhi),通過操作(zuo)ROV接口,可以(yi)實現水下(xia)流量計底(di)部連接器(qi)與固定安(an)裝在管彙(hui).上的連接(jie)接口的鎖(suo)緊和解鎖(suo)。當流量計(ji)解鎖出現(xian)故💔障時,可(ke)以通過過(guo)載工具進(jin)行緊急解(jie)鎖,以保證(zheng)流㊙️量計解(jie)鎖裝置卡(ka)死的情況(kuang)下,能夠實(shi)現緊急回(hui)收。
 
　　同時在(zai)管彙，上設(she)計對應的(de)水下安裝(zhuang)所需連接(jie)結構、導向(xiang)及指示設(she)計、模塊布(bu)置等，如圖(tu)6、圖7、圖8所示(shi),通過專門(men)的工具實(shi)現流量計(ji)模塊的獨(du)立整體安(an)裝和回收(shou)。其中,連接(jie)結構與流(liu)量計下部(bu)的連接器(qi)相連,導向(xiang)結構用于(yu)流量計下(xia)放安裝過(guo)程中的導(dao)向🌈與定位(wei),通過指示(shi)設計可以(yi)确認流量(liang)計定位是(shi)否🏃‍♂️正确,以(yi)及解鎖和(he)鎖緊操作(zuo)是否完成(cheng)。
 
3結束語
　　水(shui)下流量計(ji)是水下生(sheng)産系統的(de)重要組成(cheng)部分，對于(yu)流量的🔞監(jian)❓控和流動(dong)保障具有(you)重要意義(yi)。在國外公(gong)司技術😄壟(long)斷🔅的局面(mian)下,通過技(ji)術創新,掌(zhang)握水下流(liu)量計的設(she)計核心技(ji)🌈術對我國(guo)水下裝備(bei)的國産化(hua)進程具有(you)重要推動(dong)作用。水下(xia)流量計的(de)安裝與💃🏻回(hui)收技術是(shi)水下流量(liang)計設計過(guo)程中的關(guan)鍵技術,是(shi)水下流量(liang)計國産化(hua)必須攻克(ke)的技術難(nan)題👌。根據水(shui)下流量計(ji)的回收方(fang)式🔴,可以将(jiang)可回收式(shi)的水下流(liu)量計分爲(wei)整體回🥵收(shou)式和電子(zi)艙回收式(shi)2種,其具體(ti)的安裝和(he)回收設計(ji)與流量計(ji)的實際應(ying)用位置有(you)關,對于安(an)裝在水下(xia)采油樹、跨(kua)接管和管(guan)彙位置的(de)流量計,其(qi)安裝和回(hui)收設計各(ge)不相同。因(yin)此,在進行(hang)水💘下流量(liang)計設計時(shi),宜采用‼️模(mo)塊化設計(ji)的理念,将(jiang)流量計核(he)心計量部(bu)件和安裝(zhuang)回收模塊(kuai)獨立開來(lai),這樣才能(neng)保證在不(bu)同的位置(zhi)進行安裝(zhuang)和回收🏒,流(liu)量計的核(he)心計量部(bu)件不發💚生(sheng)變化,提高(gao)水下流量(liang)計對不同(tong)應用場景(jing)的适應性(xing)。

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