摘要(yào)：智能型旋(xuán)進旋(xuán)渦流量計(jì) 是大(dà)慶油田常(cháng)用的(de)計量流量(liàng)的儀表。通(tōng)過對(duì)流量(liàng)計(jì)檢定過(guò)程中(zhōng)産生(shēng)的誤(wù)差原因(yīn)及使用(yòng)過程中出現(xiàn)的(de)誤差進(jìn)行分析，提出在(zài)油(yóu)田計(jì)量天(tiān)然氣離線(xiàn)檢(jiǎn)定過(guò)程(chéng)中的(de)離線檢定(dìng)和校(xiào)驗方法(fǎ)，使其誤差降到(dào)最小，達到準确(què)計(jì)量的目的(de)。
　　在油田伴(bàn)生天(tiān)然氣或幹氣流(liú)量計(jì)量中(zhōng)，如果計量工藝(yì)在計(jì)量(liàng)天然氣(qì)瞬時(shí)流量較小(xiǎo)或流(liú)量(liàng)波動幅(fú)度較大(dà)的情況(kuàng)下，即(jí)選擇傳統(tǒng)的 孔闆流量計(jì) 測量(liàng)就(jiù)會違背(bèi)或不符合(hé)石油天然氣sy/t6143--2004标準。例(lì)如:标準中要求(qiú)“管道(dào)内(nèi)的(de)流量(liàng)應該不(bú)随時間(jiān)變化(huà)或實際，上隻随時間(jiān)有微(wēi)小的變(biàn)化”，對于采用(yòng)法蘭(lán)取壓的孔闆流量計(jì)又要求“red≥12603'd”(re爲(wèi)雷諾(nuò)數;β爲管道上孔(kǒng)闆流量計的直(zhí)徑比(bǐ);d爲管(guǎn)道内徑)。一(yī)旦不符合(hé)這些條件，孔闆(pǎn)流量計測(cè)量準确性就會(huì)受到(dào)很大影(yǐng)響"。
　　智能型(xíng)旋進旋(xuán)渦流(liú)量計(以下(xià)簡(jiǎn)稱流量(liàng)計)是被廣(guǎng)泛運用在油田(tián)計量天然氣工(gōng)藝過程中的速(sù)度式(shì)流量檢測(cè)儀表，尤其(qí)是當(dāng)工藝管徑小于(yú)或等于dn150mm時。流量計采用微(wēi)功耗(hào)高新技術和先(xiān)進的微機技術(shù)，憑借結構(gòu)緊湊(còu)、功能強以(yǐ)及和成套孔闆(pǎn)裝置(zhì)比成(chéng)本更加低(dī)等優點(diǎn)，可(kě)廣泛(fàn)适用于(yú)天然氣、水、石(shí)油等多類(lèi)介質(zhì)的(de)流量檢(jiǎn)測，并實現(xiàn)了溫度、壓力和壓縮(suō)系數等動态參(cān)數的(de)在線(xiàn)自動補償。據此補償(cháng)獲得了在離線檢定過程中壓(yā)力、溫度(dù)拟合動态參數變(biàn)化的(de)檢定方法，經檢(jiǎn)索此方法(fǎ)首(shǒu)次用于(yú)油田計量天然氣離(lí)線檢定中(zhōng)。着(zhe)重對流(liú)量計在現(xiàn)場應用、離線檢定和(hé)校驗等要素進行簡(jiǎn)要(yào)分析,并提出改進(jìn)建議(yì)和(hé)建立相關企(qǐ)業标準。
1.流量(liàng)計(jì)工作原理、結構(gòu)及特(tè)點
1.1工(gōng)作原理
　　智能型(xíng)旋進(jìn)漩渦流量計流(liú)量傳感器的(de)流(liú)通剖面類(lèi)似文丘利(lì)管的型線(xiàn)，在入口側安放一組(zǔ)螺旋(xuán)型導(dǎo)流葉片。當流體進人流量傳感(gǎn)器時，導流葉片迫使(shǐ)流體産生(shēng)劇(jù)烈的旋渦流(liú);當流體進入擴(kuò)散段時，旋(xuán)渦流受到回流的作(zuò)用，開(kāi)始作二次旋(xuán)轉，形成(chéng)陀螺(luó)式的(de)渦(wō)流(liú)進動現象。該進動頻(pín)率與(yǔ)流(liú)量大小成正比，不受流(liú)體物(wù)理(lǐ)性，質和(hé)密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就(jiù)能在較(jiào)寬的流量範(fàn)圍内獲得良好(hǎo)的線(xiàn)性度。信号(hào)經前置(zhì)放大器放大(dà)、濾波、整形(xíng)轉換爲與流速(sù)成正比(bǐ)的脈沖(chòng)信号，然後(hòu)再與溫度、壓力等檢(jiǎn)測信号一起被(bèi)送往微處理器(qì)進行積算(suàn)處理，在液(yè)晶顯示屏上顯示出(chū)測量(liàng)結果(guǒ)(瞬時流量(liàng)、累(lèi)積流(liú)量及溫(wēn)度、壓力數據)。流(liú)量計由(yóu)溫(wēn)度和壓力檢測(cè)模拟(nǐ)通道、流量(liàng)傳感(gǎn)器(qì)通道以及微(wēi)處理(lǐ)器單元組(zǔ)成，并(bìng)配有外輸(shū)出信号(hào)接口，輸(shū)出各(gè)種信号。
　　當(dāng)被計量介質沿着流(liú)動的流體(tǐ)進人(rén)流量傳感(gǎn)器人口(kǒu)時，螺旋形葉片(piàn)強(qiáng)迫流(liú)體進人旋轉運(yùn)動，于(yú)是在旋(xuán)渦(wō)發生(shēng)體中心産(chǎn)生旋渦(wō)流(liú)，旋渦(wō)流在(zài)文丘(qiū)利管(guǎn)中旋(xuán)進，到(dào)達收(shōu)縮段(duàn)突然節流使旋渦(wō)流加速(sù)。當旋渦(wō)流(liú)進人擴散段(duàn)後(hòu)，因回流作(zuò)用強(qiáng)迫進(jìn)行旋進式二次旋轉，此時旋渦(wō)流的旋轉頻率(lǜ)與介質流速成(chéng)正比，并(bìng)爲(wèi)線性。兩個(gè)壓電(diàn)傳感(gǎn)器檢測的微弱(ruò)電荷信(xìn)号，同時經前置放(fàng)大器放(fàng)大(dà)、濾波(bō)、整形(xíng)後變(biàn)成兩路頻率與流速(sù)成正(zhèng)比的脈沖(chòng)信号，積算儀(yí)中的處(chù)理電路對兩路的脈沖信号進(jìn)行比較與(yǔ)判别(bié)，剔除幹(gàn)擾信号(hào)，而對(duì)正常的流(liú)量信号進行計(jì)數處(chù)理。其工作原理(lǐ)如(rú)圖(tú)1所示(shì)。

1.2組成結(jié)構
　　流量(liàng)計由殼(ké)體、旋渦發(fā)生體(tǐ)、除旋(xuán)整流器、旋(xuán)渦檢(jiǎn)測組(zǔ)件、壓(yā)力接口、信号輸(shū)出接(jiē)口、溫度接口等組成(chéng)（圖2）。

1.3特(tè)點(diǎn)
1)測量流量(liàng)範圍(wéi)較寬(kuān)，可有效工作在(zài)孔闆(pǎn)流量計無(wú)法準(zhǔn)确計量的(de)小流(liú)量區域。
2)在(zài)工藝安(ān)裝(zhuāng)中，較(jiào)孔闆(pǎn)流量計可(kě)大大(dà)縮(suō)短儀表(biǎo)上、下(xià)遊直(zhí)管段。
3)流量(liàng)信号既可(kě)就地顯示，也(yě)可(kě)按需遠傳。
4)體積(jī)小、重(zhòng)量輕，便于(yú)離線标定。
5)無可動部件，對(duì)于一(yī)般的(de)測(cè)量不存(cún)在儀(yí)表.的(de)機械(xiè)磨損。
6)實(shí)現機電(diàn)一體(tǐ)化，日常的計量不需要人(rén)工值守(shǒu)。
2現(xiàn)場應(yīng)用與檢驗(yàn)
2.1現場應用
　　油田的各類站(zhàn)、庫天然氣(qì)計量大面積應(yīng)用智能(néng)型(xíng)流量計，以(yǐ)大慶油田(tián)部分使用的流量計爲例，并抽(chōu)樣對幾年(nián)來檢(jiǎn)定誤差進行對(duì)比(表1)。
　　通過對流量計(jì)的(de)現場使(shǐ)用、跟蹤抽樣以(yǐ)及(jí)标校表明，流(liú)量計(jì)投用3年，誤(wù)差均在規(guī)定誤差範圍(wéi)内;流量計的(de)重複性較(jiào)好，使(shǐ)用性能穩(wěn)定。
2.2離線檢定校驗.
　　當被測(cè)量介(jiè)質爲(wèi)氣體時，因(yīn)其密度受壓力(lì)、溫度影響較大(dà)，爲了能準(zhǔn)确(què)計量氣體介質的(de)體積流量，對于(yú)油田(tián)生産(chǎn)中氣(qì)體的計量(liàng)，必須(xū)同時跟蹤被測(cè)量介質的(de)壓力(lì)和溫度，并将不同工(gōng)況下的氣體流量轉換成(chéng)标準狀态(p=101.325kpa,t=293.15k)下(xià)的(de)體積流(liú)量(liàng)。流量(liàng)計雖(suī)然實(shí)現了(le)溫度、壓力和壓縮系數等(děng)動态參數的在(zài)線自動補(bǔ)償，但(dàn)在流量計(jì)檢(jiǎn)定(dìng)過程中僅限于(yú)對流(liú)量誤(wù)差進行标(biāo)定，而沒(méi)有對其(qí)壓力和溫度檢(jiǎn)測及其(qí)補償模(mó)塊進(jìn)行動态變(biàn)化拟(nǐ)和檢定與(yǔ)校驗。

式中:
qn一标(biāo)況下的體(tǐ)積流(liú)量，m'/h;
pa一當地大氣(qì)壓力(lì)，kpa;
pn一-标準狀态下(xià)的大(dà)氣壓(yā)力(101.325kpa);
tn-标準(zhǔn)狀态下(xià)的絕(jué)對溫(wēn)度(293.15k);
t一(yī)被測流(liú)體(tǐ)的絕對溫(wēn)度，k;
zn-氣體在(zài)标況下的壓縮(suō)系數(shù);
z一氣體(tǐ)在(zài)工況下(xià)的壓縮(suō)系數(shù);
p一流量計(jì)取壓孔測量的表壓，kpa;
qv一-工況下(xià)的體積流(liú)量，m'/h。
　　通(tōng)過對流量計統(tǒng)計應用(yòng)分(fèn)析證(zhèng)實，由于(yú)受現場(chǎng)工況(kuàng)條件(jiàn)影響，流量計(jì)在使用(yòng)過程中(zhōng)表(biǎo)内的(de)溫度、壓(yā)力檢測(cè)模塊會出現檢(jiǎn)測(cè)數(shù)據漂移。而(ér)通常情況下對(duì)于流(liú)量誤差的(de)檢定，無(wú)法對溫(wēn)度、壓力檢測模(mó)塊.的(de)數(shù)據漂移(yí)進行校準，因此(cǐ)應對流量(liàng)計的(de)壓力、溫(wēn)度(dù)模塊(kuài)進行校準(zhǔn)，從而(ér)減小由(yóu)于壓力(lì)、溫度精度影響所導緻的(de)氣體(tǐ)流量計(jì)量(liàng)誤差，降低計量(liàng)氣量(liàng)的損失叫(jiào)。
3技術經濟(jì)效(xiào)果評價
　　氣體計量(liàng)儀表壓力标(biāo)定(dìng)器設(shè)計和使用(yòng)，已填補了大慶油田(tián)氣體流(liú)量計離線檢(jiǎn)定、校驗量(liàng)值傳遞(dì)中壓力補償(cháng)檢定的空白;同時，配套應(yīng)用精(jīng)度高gdw-800型(xíng)高(gāo)低溫(wēn)試驗裝置對溫度補償檢測與檢定"，從而減小(xiǎo)系(xì)統測量(liàng)過程中(zhōng)由于壓(yā)力和(hé)溫度(dù)波動(dòng)帶來的(de)壓(yā)力、溫(wēn)度參數誤(wù)差和(hé)系統誤差，以及(jí)由此(cǐ)而産生的計量(liàng)效益(yì)損失。
1)根據(jù)氣體流量(liàng)計數(shù)學模型對(duì)比初(chū)步評估計(jì)算，假(jiǎ)設其他參(cān)數不變的(de)情況(kuàng)下，理論(lùn)壓力誤差漂(piāo)移(yí)千分之(zhī)三(即0.3%)，那麽流量(liàng)誤差(chà)将在(zài)0.9%左(zuǒ)右(yòu)。以某廠年度外(wài)輸天然氣總量(liàng)4.3x108m3/a爲例(lì)進行(háng)簡易(yì)理論計算，可減(jiǎn)少誤(wù)差!氣量3.87x106m3/a,即每年可(kě)減少潛在的天然氣計(jì)量損失(shī)3.87x104m3/a,。按(àn)目前(qián)油田(tián)濕(shī)氣(qì)價格(gé)夏季(210天(tiān))爲0.3元/m',冬(dōng)季(150天)爲(wèi)0.9元/m'計算(suàn)，年創經(jīng)濟(jì)效益(yì)可達212.9萬元
2)根據(jù)氣體流量計數(shù)學模型對比初(chū)步評(píng)估計算，假(jiǎ)設其它(tā)參數不(bú)變的(de)情況下，理(lǐ)論溫(wēn)度誤(wù)差漂(piāo)移千分之一(yī)(即(jí)0.1%)，那麽流量誤差将在0.05%左右(yòu)。溫度誤差影響産生的經濟效益如(rú)上所述(shù).
4存在問(wèn)題、注意事項及(jí)數字化(huà)改進建(jiàn)議
4.1存(cún)在問題
1)根據計(jì)量現場的(de)生産變化情況(kuàng)，通過設(shè)置(zhì)截止頻率自(zì)行調整(zhěng)流量計(jì)的始動(dòng)流量。但是(shì)，如果(guǒ)截止頻(pín)率(lǜ)設定(dìng)太低，流量(liàng)計的(de)敏感程(chéng)度(dù)相應提高,外界(jiè)的一(yī)些微弱(ruò)振動或(huò)雜散(sàn)信号就有(yǒu)可能導緻(zhì)流量計在沒(méi)有被測(cè)介質通過(guò)的情況下開始動作(zuò)，造成流量的多計現象;如果截(jié)止頻率設(shè)置太高，流量(liàng)計的始(shǐ)動(dòng)流量相(xiàng)應增(zēng)大，可(kě)能造成流量的漏記現象。
2)對噪聲或震動(dòng)等幹(gàn)擾信号較爲敏感。如果在(zài)流量計測量上(shàng)遊有明顯的噪(zào)聲、擾(rǎo)動(由(yóu)流向改變或(huò)節流引(yǐn)起的(de)嘯叫或機(jī)械震動)或在靠(kào)近流量計(jì).的附(fù)近有(yǒu)較(jiào)強的磁(cí)場，那(nà)麽流量計(jì)的運行(háng)将受到(dào)一定程度的影(yǐng)響。
3)沒有測量參(cān)數的(de)曆(lì)史(shǐ)記錄(lù)。由于(yú)流量測量.是工(gōng)藝控(kòng)制、成(chéng)本考核等的(de)重(zhòng)要依據(jù)，有時就要對不同(tóng)曆史時期(qī)的測(cè)量數(shù)據進行(háng)對比分(fèn)析，需(xū)要(yào)調用溫(wēn)度、瞬時(累(lèi)積)流量、壓力(lì)的曆史(shǐ)記錄;所以，如果(guǒ)不采取人(rén)工定(dìng)期錄取，就無法(fǎ)獲得所(suǒ)需(xū)資料(liào)。
4.2注意(yì)事項(xiàng)
1)室内(nèi)外安裝(zhuāng)時(shí)，流量(liàng)計應(yīng)有以(yǐ)防積(jī)液、日(rì)曬(shài)、雨水(shuǐ)浸(jìn)透和寒區(qū)保溫(wēn)及區域(yù)差别等(děng)措施(shī)，安裝流量(liàng)計(jì)前應清(qīng)理管(guǎn)道内各種雜物(wù)，從而保證(zhèng)流量(liàng)計使(shǐ)用壽命。
2)流(liú)量計(jì)安裝周圍不能有強烈的(de)機械振動或強(qiáng)的外(wài)磁場幹擾(rǎo)，應遠離(lí)流态幹擾元(yuán)件(彎頭、彙(huì)管、調壓閥(fá)、壓縮(suō)機、大(dà)小頭(tóu)等)，保持流量(liàng)計内壁(bì)光滑平直及前(qián)後直管段同心(xīn)，保證被(bèi)測(cè)介質(zhì)爲潔淨的(de)單相(xiàng)流體等。
3)應定期(qī)對流量(liàng)計(jì)進行(háng)标校，以保證流量計長期工作(zuò)的準确性、可靠(kào)性(避免意(yì)外停(tíng)運和數據丢失)。
4)對于(yú)同規格的流(liú)量計(jì)，其旋渦(wō)導流體、發生(shēng)體(tǐ)等核(hé)心(xīn)組(zǔ)件不(bú)能互換(huàn)，因(yīn)清理表内(nèi)各(gè)種雜物後檢(jiǎn)定不(bú)合格，或更換傳感器(qì)等器(qì)件後(hòu)都必(bì)須對其溫度及(jí)壓力(lì)補(bǔ)償傳感器進行系統校(xiào)正并(bìng)重(zhòng)新(xīn)标定儀表計量系數。
5)流量計(jì)應可靠(kào)接地，但不(bú)能與強(qiáng)電(diàn)系統(tǒng)共地以及(jí)傳輸(shū)信号屏蔽(bì)，投運(yùn)時應緩慢(màn)開(kāi)關儀表閥防(fáng)止瞬間氣(qì)流沖擊而損壞(huài)流量(liàng)計。
4.3改進建(jiàn)議
1)建(jiàn)議(yì)流(liú)量計(jì)在出廠時完善(shàn)對壓力(lì)、溫度補(bǔ)償模(mó)塊的功能，增設(shè)壓力(lì)、溫度(dù)補償模塊動态檢測(cè)、測量輸出(chū)端口。
2)建議智能(néng)表頭(tóu)增設外接(jiē)數據檢測(cè)口、rs-485通(tōng)訊口(kǒu)等，可(kě)直接(jiē)對流量計進行現場(chǎng)數據調校，并(bìng)具(jù)有自診斷(duàn)功能和遠端(duān)地(dì)址查詢，以及适應數字(zì)化油田(tián)對流(liú)量計的特(tè)殊功能要求。
5結(jié)束語
　　在對(duì)流量計進行定(dìng)期離(lí)線标(biāo)定與校驗時，對流體壓力和(hé)溫度參數變(biàn)化所引起的測(cè)量誤差進(jìn)行判(pàn)定;在貿易或交(jiāo)接計量(liàng)時，可減(jiǎn)少上(shàng)述原(yuán)因引(yǐn)起的誤差(chà)所導(dǎo)緻的(de)效益(yì)損失(shī)和量差糾(jiū)紛，使(shǐ)其更(gèng)具有實用(yòng)性(xìng)、合規性(xìng)并符(fú)合企(qǐ)業間利益(yì)。

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