东一联外输原油含水与首站含水误差分析

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1、东一联外输原油含水与首站含水误差分析刘友华（中国石化胜利油田有限公司孤东采油厂集输大队）摘要：东一联安装自动取样器后，东一联化验原油含水与孤岛首站化验有较大误差，为消除误差，本文对原油流态进行了分析，对取样器进行了研究，并对其存在问题进行了改造，改造后东一与首站化验含水基本相同，改造效果良好。关键词：原油含水流态化验分析自动取样器一、原油外输管道流态分析孤东原油外输流量为7500t/d，原油密度=947kg/m3，原油输送平均温度设定50℃，该温度下原油粘度=400mPas，外输管线全长32km，采用529×9钢管，其中中间5

2、km管线换为426×7。流态分析如下：体积流量Q==A1=m2m/s显然，在管径为529×9的管道中，原油流态为层流。A2=m/s在管径为426×7的管道中，原油流态亦为层流。原油在管道中流动的时间：t1==60402s=16.8ht2==7257s=2ht=t1+t2=18.8h管线内原油的层流流态及运行时间的过长有利于水份的沉降，使得管内油水趋于分层，不利于取样的代表性，应该采取措施保证取样口附近区域紊态流动。一、孤东外输原油东一联与首站化验含水结果分析根据2005年2～7月份东一联与首站含水化验分析结果，从每月东一联与首

3、站分析的含水平均值可以得到（见表一），首站含水都高于东一联含水平均值0.1％～0.6％。2～7月份各个月份的东一联与首站含水分布示于图1～6，从图中可以看出，首站含水数据延后20小时，东一联与首站的含水分析结果变化趋向一致，这充分说明东一联开始的水头经过外输管线运行约20小时到达首站，这一结论与前面的计算结果是一致的。表一外输原油含水月份算术平均值月份二三四五六七东一联0.530.460.570.640.811.04首站0.560.530.710.730.951.55图1二月份东一联与首站含水分步图2三月份东一联与首站含水分步

4、图3四月份东一联与首站含水分步图4五月份东一联与首站含水分步图5六月份东一联与首站含水分步图6七月份东一联与首站含水分步表一列出了2～7月份月平均含水结果，表二为月份含水积分及积分平均值，由于含水变化幅度较小，表一、二两种求解方法得到的平均值基本一致。图7示出了2～7月东一联与首站含水积分结果，显然随着含水率的增加，二者的差值明显变大，因此导致的输差明显增加。这说明东一联出口含水率的上升是导致输差的根本原因。但是，东一联含水率较首站含水率低的结论违反了质量守恒定律，这是一种违反客观规律的假象。低含水率情况的测量结果符合预期，输

5、差在误差范围之内，为什么只有在东一联含水率变大的情况下才会导致较大输差？显然这是由于取样导致的，也就是说现场取到的油样缺乏代表性，应该从取样器的取样过程进行分析解决。表二外输原油含水月份积分及平均值月份二三四五六七东一联89.09584.231102.18119.36145.19192.331首站93.44597.89126.03134.54170.11286.585东一联平均0.530.470.570.640.811.03首站平均0.560.530.700.720.951.57图7孤东外输原油东一联与首站含水积分一、取样器取

6、样方式研究图1原油取样器取样原理图图2孤岛首站立管取样位置图东一联外输油取样器工作原理如图1示，取样管自输油管线中取样（大于80ml）至原油缸，原油缸高度为150～200mm，原油样在原油缸中滞留时间约为10s，油样自油缸顶部位置的取样管经阀3流至取样瓶1。生产中倒罐切换流程时，来流含水率升高，可能存在游离水，而输油管线中取出的含水油样在原油缸中滞留，可能会有水分沉降至油缸底部，进而回流至输油管线，这样使得取样测得的含水率较实际偏低。若要解决以上问题，必须解决油缸内油样沉降脱水问题，可切断回流，进入油缸的油样全部进入取样瓶。按

7、照取样器的工作原理，需要延长取样周期。图2示出了当前孤岛首站取样点前油水在管内的分布特征，由于外输管线输量偏低，管内原油流动处于层流（Re<600），从东一联至孤岛首站历经20小时，管线底部富集含水原油，从流动迹线可以看出，原油经过改变流向后，混合比较均匀，取样器在输油管线中的取样比较真实，因此可能使得首站分析的得到的原油含水能够反映实际情况。一、结论9月28日，由自动取样器厂家对东一自动取样器进行了改造，其主要内容是取消了取样回流。取样时间由原来的间隔3分钟延长至12分钟，每次取样10mg。从9月29日至10月7日，东一化验

8、含水略高于首站化验含水，东一化验平均含水0.952％，首站化验平均0.862％，绝对误差-0.09％，相对误差10.44％。因从东一输至首站需20小时左右，所以相对化验数据应后推20小时。9天平均含水有3天东一高于首站，差值分别是0.54％、0.02％、0.11％，占总天数的