集输计量选通装置的研制

王利华

中图分类号：TE6804

摘要：本论文设计出了计量集输选通装置，该套设备不仅降低了工人的劳动强度，提高了计量的准确度，而且降低了油田基建、生产运行成本；该设备内部结构密封可靠；阀位控制方式采用先进的光电码盘编码识别形式，控制精度高；旋转密封结合面采用的是喷焊硬质合金和金属陶瓷，所以硬度高，耐磨损、抗砂冲蚀、寿命长；又能适应稀油不同的流态、产量变化范围大的油井工程，应用前景非常广泛。

关键词：选通装置；计量；研制

MCP10-PN2.5DN50集输计量选通装置(俗称多通阀)是一种用于油田计量站计量/集输流程的装置。它可代替现有计量管汇及电动三通阀组，与集输计量选通装置控制箱配套使用，可实现远程自动倒井和自动计量、现场自动倒井和自动计量，还可以通过手动装置实现手动倒井。使流程更简化，操控更简单；同时集输计量选通装置实现了多个电动三通阀门的功能。仅用一套电气控制装置，降低了电气设备成本和电气故障率。

1.工作原理

集输计量选通装置在计量流程实现的功能如下所示，一共10个进油口、2个出油口（其中一个是进分离器的计量口，一个是进外输管汇的管汇口）。正常工作时，10个进油口的来油有一个通过计量口进入分离器，另外9个进油口的来油则通过管汇口进入外输管汇。通过手动或自动方式选择某口油井的来油进入分离器，用来计量产量，其余正常外输。如下图功能表示，集输计量选通装置实质上起到了替代多井三通阀的作用，并且简化了管汇流程。

2.技术特点和技术参数

2.1技术特点

2.1.1密封面材料为硬质合金，其硬度高达HRC60-62，耐酸碱腐蚀，密封可靠性高；

2.1.2采用金属硬密封，适合高含砂流体，耐冲蚀；

2.1.3稀油耐温可达到150℃、稠油耐温可达到300℃；

2.1.4选通灵敏度高，有阀位指示及数字量位置输出；

2.1.5性能可靠，内部密封面气体试验从1Mpa降至0远大于25分钟；

2.1.6选位时间短，相邻两个阀位选通时间小于10秒；

2.1.7硬质合金密封面磨损量极小，且密封面间隙自动补偿；

2.1.8腔体流道均为圆弧过度，流阻系数小；阀体壁厚厚度按长寿命设计；

2.1.9采用数字技术进行阀位检测，信号稳定、准确，误差为0.75°；

2.1.10计量集输选通装置的动密封面下方安装了波纹预压力补偿弹簧，计量集输选通装置上还设计了密封面检查调整孔，当计量集输选通装置使用5年后打开此口可以调整预压力。

2.2技术参数

3.集输计量选通装置的优越性

集输计量选通装置可以替代现有的单井三通阀组，使流程更简化，操控更简单；同时集输计量选通装置实现了多个电动三通阀门的功能。仅用一套电气控制装置，降低了电气设备成本和电气故障率。MCP10-PN2.5DN50型集输计量选通装置,在结构上和制造过程中采取了许多新技术、新工艺，使得困扰多年的计量选通装置渗漏问题得到了解决。该产品的特点是：抗砂磨、密封可靠、操作简单、寿命长。

3.1简化流程

一般地，油田现有计量流程是在计量站的每口油井来油管线上安装三通阀组，以决定该口油井来油进入分离器计量或进入集油管汇外输，在实际生产过程中进行计量工作时，需要操作十几个阀门，人工计量操作极为不便。使用多通阀后，起到代替大量原有阀组的作用，使计量流程大大简化。

3.2操作简单

相对原有的人工倒井操作，使用集输计量选通装置无疑在操作上简单了许多。无需再操控十几个阀门，仅一套设备就实现了倒井工作。

3.3低成本投入

使用集输计量选通装置时，一个计量站一般只需使用一套或两套集输计量选通装置，投资仅为使用电动三通阀门的40%～60%，远远低于使用电动三通阀门的投资。

4.操作方式

集输计量选通装置共有三种操作方式，即远程计算机操作方式，本地控制箱方式，本地手动方式。

4.1远程计算机操作方式

计算机系统通过集输计量选通装置控制箱来操作集输计量选通装置，构成远程自动化监控系统，可以实现集中管理，远程倒井和计量。

4.2本地控制箱方式

配备集输计量选通装置控制箱，使用本地控制箱操作集输计量选通装置，实现本地倒井和计量。

4.3本地手动方式

手动方式主要用于停电时的倒井操作，手动操作集输计量选通装置的手轮，转动手轮并观测刻度指示盘即可以轻松操作倒井（顺时针转动）。

5.安装步骤

安装集输计量选通装置时应选择较为开阔的地点，集输计量选通装置的体积约为0.5m3，考虑到安装方便，现场至少应有1m3，以下为安装具体步骤：

5.1连接管线

将集输计量选通装置的12个进油口与来油管线做法兰连接，计量口径与分离器进油口做法兰连接，管汇口径与外输管汇做法兰连接。如果不足12口油井，将集输计量选通装置多余的进油口封死，最好安装阀门以备日后检修放空使用。

5.2集输计量选通装置接线

集输计量选通装置的动力电源线用一根4芯动力线(集输计量选通装置的电机需要380V±22V供电电压)。

6.检验方法

在集输计量选通装置管线安装及电气连接完成后，需要进行流程检验。具体方法是：

6.1让所有进集输计量选通装置的来油管线阀门处在关闭状态。

6.2按照刻度盘的指示，将集输计量选通装置自动或手动倒至1号阀位。

6.3打开1号阀位对应的油井来油控制阀门，使来油进入集输计量选通装置。

6.4观察分离器的液位指示，由于1号阀位的来油应进入分离器，所以分离器液位将上升，上升速度与该井产量有关。

6.5将集输计量选通装置倒至2号阀位。

6.6观察分离器液位指示，此时分离器没有来油，液位应保持不变。如果此时液位仍上升，说明集输计量选通装置内部存在渗漏情况，必须与厂家联系。

6.7依次检验每个阀位。在集输计量选通装置倒至指定阀位时，还必须密切观察当前阀位对应油井的来油管线压力，正常情况下，来油管线压力几乎不会有变化，如果发现有压力持续上升现象，说明流程存在堵塞情况，必须检查整个流程。