第八章气井井场工艺试卷.ppt

第三节 天然气计量 4.天然气超压缩因子FZ （1）定义： 式中 Zsc ——天然气在标准状态下的偏差系数，计算中可近似为1； Z1 ——天然气在流动状态下的偏差系数。 5.其它参数的确定 （1）相对密度系数FG ①定义：因天然气实际相对密度 ?g 不等于设定的 ?g 为1.00时而引入的修正系数 ②计算公式： 实际相对密度 ?g 应按实际气体取样分析后，通过计算得出。 (2)流动温度系数FT ①定义：天然气流经节流装置时，由于实测气流的平均热力学温度T1偏离标准状态热力学温度(293.15K)而引入的修正系数。 第三节 天然气计量 ②计算公式： (3)工作条件下孔板开孔直径d和测量管径D 在精确计算中，工作条件下孔板开孔直径d和测量管径D均可按下式计算： d20－20℃条件下孔板开孔直径，mm ∧20－孔板材料的线型膨胀系数，查阅相关手册得到。 t20－检测时室内温度。 (4)管径雷诺数ReD 在天然气流量计算中常需计算管径雷诺数ReD，其值可由下式计算： 计算雷诺数的牛顿迭代逼近计算法步骤：1）先假设管径雷诺数为无穷大(手工计算)或106(计算机计算)，2）计算出初始流出系数C1，3）求出初始流量q1用以代替的实求流量qsc，5）计算出管径雷诺数的近似值，这样重复计算直到得到满意的结果。 第三节 天然气计量 （三）天然气流量计算实用计算 1.按照流量确定的第一种方式的实用公式 现场实用计算时的不变参数： 节流装置的取压方式、孔板直径和测量管内径在更换周期内不变； 二氧化碳和氮气含量在一个化验周期内也是固定的； 实际计算中也可以20℃时计量管径和孔板孔径代替工作状态下的计量管径值和孔板孔径值。 因此，可令： K=Ad×E×C1×d2×FG K——流量计算常数。 (1)现场实用计算公式 根据前面分析可知，流量计算需要进行迭代计算。如按一次迭代法，设雷诺数为无穷大，此时流量为q1，流出系数为C1，则天然气体积流量计算公式如下： qsc=q1×C/C1 第三节 天然气计量 因此，流量计算公式的完整表达(8-8）可改写成： qsc＝K×ε×FZ×FT×p1×hw×C/C1 式中： q1、C1 ——雷诺数为无穷大时，流量计算近似值和流出系数近似值。 （2）流量计算近似值q1的确定。 先令ReD= ?，计算流量的近似值q1 其中 ? ——可膨胀系数； 标准中建议? 取1.3，此时相当于0.1MPa、37℃下的绝热指数。 近似流量的流出系数C1的计算：设 时，流出系数C计算式中： 此时可求出在 时的流出系数C1 第三节 天然气计量 将各参数及现场测得的静、差压平均值、气流温度代入q1计算式，即可得到日流量的近似值q1。 把日流量近似值q1 、C1带入qsc计算式，即可求得实际流量qsc 。 （3）流量计算步骤 按一次迭代法，天然气流量计算步骤如下 ①求出流量计算所需常数：E、?、FZ、FT、FG、?g等； ②计算ReD?? 时流出系数近似值C1； ③计算流量计算常数K； ④计算ReD ?? 时的流量近似值q1； ⑤计算管径雷诺数：用流量近似值q1代替公式中流量值计算管径雷诺数 ⑥计算实际流出系数： 第三节 天然气计量 ⑦计算实际流量值： 2.按照流量确定的第二种、第三种方式的流量计计量实用公式 流量计可计量出工作条件下的气体体积，而要得到标准体积，须进行温度、压力修正： p—工作状态下的气体表压力，MPa； pa—当地大气压力，MPa； t——工作条件下的气体温度，℃；Q——流量计指示值，m3/d。 第三节 天然气计量 四、涡轮流量计流量计算 在线使用的涡轮流量计，其计数器所显示的数值，是被测气体在实际工作压力和工作温度下的体积量，若将它换算到标准状态下，其体积可用下式计算： 式中：vo——标准状态下的气体体积，m3； pg——管线中的气体表压力，kPa； po——标准大气压力，po =101.325kPa； Tg——工作状态下的温度，K； Vm——流量计计数器实际显示值，m3； pa ——当地大气压力，kPa； T0——标准状态下的温度，K。 第三节 天然气计量 五、垫圈流量计和临界速度流量计 以上讲述的差压法测量气体流量，虽具有计算方法成熟、精确度高等优点，但由于设计和安装必须按规定进行，因此只适用于采气井场、集气站和输配气站的天然气流量测量，不适用于流量变化大的或未知流量的探井防喷测试。为此，介绍两种勘探试气常用的流量计。 1.垫圈流量计 用途：主要是用于小产量(小于8000m3/d)的气井，尚未安装输气管