油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究(标准版)

油田注汽蒸汽干度计量技术分析关键词：饱和湿蒸汽；两相流；双差压；双涡街注蒸汽热采是稠油开发和油田中后期开发中普遍应用的助采方式，在辽河油田就存在蒸汽吞吐、SAGD、蒸汽驱多种蒸汽助采开发方式。

注汽井注入蒸汽的流量和干度直接影响油井的采出率和油汽比，对单井注入蒸汽的流量和干度进行比较准确地测量和控制，有助于实现蒸汽的精细管理，在保证助采效果的下减少能源浪费，提高热采效率。

湿蒸汽是一种两相流，而且蒸汽状态随温度、压力的变化而变化，流量和干度的测量存在较大的技术困难。

目前，国内外研究的饱和湿蒸汽测量方法主要有：汽水分离法、双差压法、单孔板噪音法、双涡街传感器测量、单涡街测量法、涡街+V锥流量计阀法、等。

由于湿蒸汽为两相流，而且状态不稳定，目前湿蒸汽干度和流量测量没有统一的、普遍认可和广泛适用的技术手段，每种技术手段都有其局限性和优缺点。

辽河油田稠油开采中，蒸汽助采是最重要的手段，经过理论分析和实际应用对比，出各种蒸汽计量技术的特点和适用范围。

1技术比选1.1双差压法测量技术双差压法测量技术原理是将一标准孔板与一经典文丘里管串联于湿蒸汽管道中，根据质量守恒定律，流经两流量计的质量流量相同，忽略沿程热量损失及压力损失，湿蒸汽无相变，则流经两流量计的湿蒸汽干度也相同。

两种差压测量元件的流量计算公式不同，从而计算出蒸汽流量和干度。

两质量流量方程中只有质量流量qm与干度x两个未知数，联立以上方程求解，即可得出x值。

将得出的干度值x代入质量流量方程求出瞬时质量流量，再对时间积分得出累积质量流量、载热量。

标准孔板与经典文丘里管组合的双差压法饱和湿蒸汽干度测量方法详细计算公式如下：以上计算公式仅为简易、理论公式，经过理论计算与大量实验数据拟合得到比较准确的计算模型。

1.2单孔板噪音法测量技术单孔板噪音法测量原理是：饱和湿蒸汽的两相流流过孔板时，孔板对液相产生阻滞和脉冲喷放，孔板前后压差会产生一定的脉动“噪音”，噪音强度、频率与饱和湿蒸汽的流量、干度密切相关，通过大量实验建立不同干度下孔板噪音频率的数据模型。

2019年10月试论油田注汽锅炉的干度控制自动化技术仙依然·阿不都克依木（中国石油天然气股份有限公司新疆油田公司风城油田作业区一号供汽联合站，新疆克拉玛依834000）摘要：利用注汽锅炉向井内注入一定干度蒸汽的方式，有助于促进油田稠油开采的效率提升，油田注汽锅炉干度自动化控制是促进锅炉供热效果提升的重要手段。

文章主要围绕油田注汽锅炉干度控制自动化技术展开探讨，其中，针对相关的控制参数及难点等也进行了简要分析，以期为相关研究提供一些参考。

关键词：油田注汽锅炉；干度控制；自动化技术油田稠油热采，主要是以湿度蒸汽为供热源，蒸汽干度作为可直接影响油田注汽锅炉运行安全的关键参数，针对其开展有效的自动化控制操作十分重要。

现如今应用较为广泛的蒸汽干度控制方法多为常规控制，极易受到人为因素的影响，导致油田注汽锅炉运行安全性以及稠油热采效果大幅度降低的可能性相对较高。

基于此，针对油田注汽锅炉蒸汽干度开展深入的自动化控制研究至关重要。

1油田注热锅炉控制参数油田注热锅炉主要应用于油田稠油热采作业，由于稠油的原油粘度会受到温度的影响，在稠油开采过程中，随着稠油的向上流动，其周围低温会处于不断上升的状态，而其原油粘度以及流动阻力也会随之而不断上升，再加上稠油本身含有大量的胶质物与沥青，因此选择开采设备时，必须要对设备性能进行严格把控，否则即便注热锅炉的相关参数得到了有效控制，稠油的采收率指标也很难达到要求。

同时，在注热锅炉的运行过程中，为降低稠油的粘度与流动阻力，还需对锅炉的蒸汽干度以及燃烧效率进行严格控制，其中蒸汽干度与锅炉的高压热源有关，蒸汽干度越高，锅炉向油层中注入的湿饱和蒸汽就会拥有更高的深度，对稠油流动性与渗透性的改善效果也会更好；而燃烧效率则是与高温蒸汽热源有关，燃烧效率蒸汽热源的温度就会越高，这样在稠油与水进行加热时，二者间的密度差会变得更大，最终取得更好的重力泄油效果，这些对于稠油采收率的提升都是非常有利的。

油田用注蒸汽锅炉干度自动检测技术应用与分析作者：于显永来源：《中国科技博览》2016年第08期[摘要]油田注蒸汽锅炉是稠油热采的关键设备，注蒸汽锅炉产生的蒸汽的干度值的高低对降低油层稠油粘度，提高油井产量，降低能源消耗等起着关键作用。

因此，油田生产过程中对蒸汽锅炉产生的蒸汽严格控制其干度，目前对锅炉蒸汽干度值的测量一直采用人工定时化验，化验的方法是通过化学滴定法化验锅炉进水和冷凝水的耗酸值，从而计算蒸汽干度。

由于人工测量受多种因素的影响，其测试结果的不准确也不稳定不确定，导致锅炉蒸汽干度的管理非常粗放，并由此产生能源的浪费和注汽质量的不稳定。

[关键词]油田用注蒸汽锅炉干度应用与分析中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0080-01一、工作原理油田用湿蒸汽发生器干度自动检测技术是通过测量锅炉进水和锅炉蒸汽中分离出来未汽化水的钠离子浓度，根据锅炉进出水钠离子总量不变，从而可计算出蒸汽的干度。

具体方案是设计一台全集电路式高阻抗毫伏计（以下称电计）和钠功能电极的组合，当钠功能电极浸入被测溶液时，与甘汞电极产生一定电位，此电位决定于钠离子的活度并符合能斯特方程，此电位输入到电计时，即可计算出钠离子浓度。

依据的计算公式X=（b-a）/b*100%，即可计算出锅炉蒸汽出口处的蒸汽干度（其中X是锅炉蒸汽出口处的蒸汽干度，a为锅炉进水的钠离子浓度，b为锅炉出口处未汽化的水的离子浓度）。

数据处理的结果直接显现在液晶显示器LCD上。

二、试验测试方法及仪器针对智能蒸汽干度测试仪的性能，我们采用现场采样，化验室测试和仪器测试对比试验。

实验室及仪器每样测两组以上试数据。

我们采用的是油田用湿蒸汽发生器干度自动检测技术测试仪器，其主要技术指标如下：测量范围：干度：0～100%；离子浓度：0.2ug/l～2300mg/l；离子电位：-1000～+1000mV形音：温度：10～60℃精度：干度：0.01 %；离子浓度：0.1ug/l；离子电位：0.1mV；温度：0.1℃电源：220V 50Hz三、现场试验考虑智能蒸汽干度测试仪测试的是水样中的钠离子浓度，现场实际中我们采取的是化学滴定测试的是氢氧根离子，实际生产过程中我们注汽锅炉因采用了亚硫酸钠化学除养，我们在测试试验是应在锅炉进水除养工艺后取水样，作为锅炉进口水样，锅炉出口取锅炉出口冷凝水。

作者： 杨斌;余将静;戴文庆;王平
作者机构： 新疆油田公司重油开发公司;新疆油田公司石西油田作业区石西集中处理站出版物刊名： 化工管理
页码： 161-161页
年卷期： 2014年 第24期
主题词： 注汽锅炉;PID最优控制;解决方案;电导率的数据;自动调节控制
摘要：通过对现行的关于汽水两相流干度的各种计量方法的研究,在考虑到注汽锅炉的一些工艺特点的情况下不断的反复实验。

最终采取两种方式测量,一是PID最优控制算法,二是电导率测量。

在不断地摸索并结合自动化控制技术等一系列方法后,最后成功的研究出注汽锅炉蒸汽干度控制系统的解决方案。

它运用了炉水电导率的数据然后通过调整火量的大小从而进一步的实现蒸汽干度的自动调节控制。

油田注汽锅炉蒸汽干度控制系统的实施可以给社会带来良好的反应。

油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究引言在油田生产中，注汽锅炉被广泛应用于采油过程中的蒸汽注入。

蒸汽的干度对于油田生产过程的稳定性和效率有着重要影响。

本文将对油田注汽锅炉的蒸汽干度控制方法进行研究，并提出一种可行的控制方法。

蒸汽干度的影响因素蒸汽的干度是指蒸汽中所含的液体水的质量百分比。

油田注汽锅炉的蒸汽干度受到多种因素的影响，主要包括锅炉的操作参数、给水水质、蒸汽排放系统等。

操作参数锅炉的操作参数对蒸汽的干度有着直接影响。

例如，锅炉的蒸汽压力和温度的设置会影响蒸汽的干度。

过高的蒸汽压力和温度会导致蒸汽中水分的蒸发不完全，从而降低蒸汽的干度。

给水水质给水中的水质对蒸汽的干度也有一定影响。

水中的溶解气体和固体杂质会降低蒸汽的干度。

因此，在给水处理过程中，需要进行水质的净化和气体的去除，以提高蒸汽的干度。

蒸汽排放系统蒸汽排放系统的设计和运行也会对蒸汽的干度产生影响。

排放系统中的冷却和凝结装置对蒸汽的干度起着重要作用。

通过合理设计冷凝器和降低排气温度，可以降低蒸汽中水分的含量，提高蒸汽的干度。

蒸汽干度控制方法为了确保注汽锅炉产生的蒸汽具有理想的干度，需要采取一系列的控制方法。

控制锅炉操作参数合理控制锅炉的操作参数是控制蒸汽干度的关键。

需要根据油田的实际情况，确定适当的蒸汽压力和温度。

通过监测和调整操作参数，可以保持蒸汽的干度在理想范围内。

加强给水处理给水处理对于提高蒸汽干度至关重要。

需要对给水中的溶解气体、固体杂质进行有效去除。

采用适当的净化设备和工艺，如净水系统、去氧器等，可以提高给水的质量，从而提高蒸汽的干度。

优化蒸汽排放系统蒸汽排放系统的优化设计可以有效提高蒸汽的干度。

合理设计冷凝器和降低排气温度可以降低蒸汽中水分的含量。

此外，还可以考虑采用疏水阀、分离器等设备，以增强蒸汽排放系统的脱水效果，提高蒸汽的干度。

定期检测和维护定期检测和维护注汽锅炉及相关设备是确保蒸汽干度稳定的重要措施。

需要对锅炉的各项操作参数进行监测，及时发现并处理异常情况。

一种注汽锅炉蒸汽干度的监控方法[摘要] 为了实现注汽锅炉蒸汽干度的高质量控制, 提出一种蒸汽干度监控方法,通过对影响干度的因素进行分析,查找出影响锅炉干度变化的因素,从而总结出简单,容易操作的一种干度监控方法,实现蒸汽质量的稳定提高。

[关键词] 注汽锅炉干度监控注汽锅炉是油田稠油热采的关键设备. 它将增压后的软化水加热蒸发成饱和湿蒸汽, 然后将其强制送入地下油层, 为稠油热采提供热源. 注汽锅炉蒸汽干度是指湿饱和蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量百分比. 实际应用表明, 注汽锅炉的蒸汽干度稳定在80%最为理想, 干度值太高将使大量的钙镁离子沉积在炉管中, 导致炉管过热和损坏; 干度值过低将使油层积水过多. 因此, 干度值是影响重油热采效果的重要指标, 也是注汽锅炉安全运行的重要参数[1.2]由于注汽锅炉是一种单管直流锅炉, 炉管总长达700 多米, 介质流动距离较长, 使得干度对象具有较大的时滞, 且影响蒸汽干度的因素众多, 很难找到一种行之有效的蒸汽干度控制方法. 目前注汽锅炉干度控制系统大都采用串级P I D 控制、模糊P I D 控制器、多变量预测控制等几种控制方案, 这些方案均以燃料量为操纵变量, 蒸汽干度为被控变量, 构成控制回路. 但由于仅根据当前被控量偏差信息来确定控制量, 这些控制方案不能及时克服扰动对蒸汽干度的影响, 导致干度在很大范围内波动, 控制效果较差.一.干度影响因素分析根据能量守恒, 注汽锅炉存在如下能量关系[1 ]ηBQD = D (h′ + γξ- h in ) , (1)即γ=B/DηQD/ξ –(h′- h in)/ξ . (2)其中:γ为干度(% ) ,B 为锅炉每小时的天然气消耗量(m 3/ h) ,D 为给水流量(kg/ h) , η为热效率( %) ,QD 为天然气的低位发热量(kJ/ m 3) , ξ为汽化潜热(kJ/ kg) , h′为饱和水焓(kJ/ kg) ,h in 为给水焓(kJ/ kg)。

64油田注汽锅炉蒸汽干度控制方法研究宋冰冰 辽河油田公司曙光采油厂【摘　要】伴随着我国的改革开放热火朝天的干了起来，我国各个行业的经济呈现出朝气蓬勃的发展态势，但也相对应的，石油资源的需求量逐年上升。

对于石油资源有了更多的需求，也对石油资源以及其衍生品有了更多的依赖。

为了能够满足我们对于石油的需求量，我们必须加大对于石油的开采量。

从上个世纪的八十年代开始，我国就为了能够将石油开采中遇到的问题解决掉，加强石油的开采，引入了从国外带来的油田热采设备，也就是今天笔者要讨论的注汽锅炉。

该设备是依靠油田蒸汽热采相关技术进行实施的，同时它也相应在油田热采技术里拥有很高的地位。

蒸汽干度对于稠油热采有着很好的效果和作用，它也是油田注汽锅炉安全运转的重要参考数值，可以随时进行准确检测和管理控制。

笔者在本文对注汽锅炉的蒸汽干度的相关控制方法进行讨论研究，希望能够为我国的石油开采尽一些自己的绵薄之力。

【关键词】油田；注汽锅炉；蒸汽干度；方法研究引言我国的地域辽阔，而且人口的基数很大，石油资源的含量丰富，但是在我国勘探查验的石油资源大多都是稠油，它们的粘度和密度与普通的石油相比是要大的，所以石油的开采难度可想而知，它对于相应的技术也具有一定的高标准和要求。

为了能够加大稠油的开采水平，需要正确操作和应用注汽锅炉，而且不要忘记在其中加入适量的干度蒸汽，加入后能够有效提高稠油的开采量，因为加入干度蒸汽后，有助于加热油层，使得原油膨胀，将稠油的粘度大大降低，加强石油的开采量。

还有一个关键的点是添入的蒸汽的温度不能过热，要是适温的状态且要是饱和的。

应用蒸汽干度能够很好检验蒸汽的状况，所以为了确保注汽锅炉的蒸汽质量，需要加强蒸汽干度的控制。

一、蒸汽锅炉对于蒸汽干度研究的控制讨论1.串联控制回路研究为了更好控制锅炉的蒸汽干度，进行该项研究，可以采取控制变量的方法进行讨论研究。

可以将蒸汽干度作为主要的被控制变量，将水的流量当成副的被控制变量，而将给水流量作为控制变量，这三个变量有着密切不可分割的关系，能够完整构建出一个串联的控制回路。

地面注蒸汽管线蒸汽干度研究及布网方式佟海松【摘要】@@%在研究注蒸汽管线蒸汽干度的影响因素时,应同时研究这些因素对压降的影响.注汽管线的压降比较大,影响因素比较多,主要有注汽流量、管径、环境温度、保温层材料及厚度等.根据动量守恒、能量守恒理论可建立管线中蒸汽压降和干度的控制方程.两相流的流型及其判断方法是研究两相流的基础.对水平管流,采用Chien,S.F.在第二届拉丁美洲石油工程会议提出的流型及判断准则并作为研究依据.河南的稠油油田一般都是采用二级布站方式布置输气管网的.选择符合压降要求、投资较低、运行费用较低的注气管线对稠油开发意义非常重大.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】2页(P26-27)【关键词】注汽管线;蒸汽干度;压降;布网方式【作者】佟海松【作者单位】河南油田设计院【正文语种】中文在研究注蒸汽管线蒸汽干度的影响因素时，应同时研究这些因素对压降的影响。

注汽管线的压降比较大，影响因素比较多，主要有注汽流量、管径、环境温度、保温层材料及厚度等。

从管径对蒸汽参数的影响情况来看，应尽可能地采用大管径注汽；在注汽流量等其他条件不变的情况下，管径越大，管线压力损失就越小。

保温层材料及厚度主要影响管线的热损失，通过影响干度进而对压力产生一定的影响。

首先做如下假设：锅炉出口蒸汽参数(注汽速率、压力、温度及干度)保持不变；地面管线水平布置；湿蒸汽在地面管线内的流动为一维稳定流动。

然后根据动量守恒、能量守恒理论可建立管线中蒸汽压降和干度的控制方程。

其次要进行流型划分并计算摩阻、压降。

气（汽）两相流流型的划分和界限，目前存在不同的划分方法和判断准则，没有一个统一的标准，仅以判断水平管流气(汽)—液两相流流型的划分和界限的准则作为研究依据。

摩阻、压降的计算根据《稠油集输及注蒸汽系统设计规范》中推荐的两种方法进行计算比较后，优选其一。

1.1 计算模型的建立在注蒸汽过程中，注入的蒸汽是湿蒸汽，是汽相和液相的混合物，需要确定其相对含量。