[摘要(yào)]闡述(shù)了孔(kǒng)闆流量計 的測(cè)量原(yuán)理,針對目前在(zài)天然(rán)氣計量(liàng)中孔闆流量計(jì)的運行(háng)情況，分析(xī)了影(yǐng)響孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)計量精(jīng)度(dù)的因(yīn)素,提(tí)出(chū)了提高(gāo)孔闆流(liú)量(liàng)計計(jì)量精度(dù)的(de)若幹(gàn)措施。
引言(yán)
　　由油(yóu)井計量分離器(qì)分離出的天然(rán)氣由(yóu)于分離不(bú)淨含(hán)有(yǒu)油污,屬(shǔ)髒污(wū)介質(zhì);計量(liàng)分離(lí)器(qì)常(cháng)有氣(qì)路跑(pǎo)油(yóu)現象，造(zào)成管線内積液(yè);天然氣流(liú)量(liàng)不(bú)穩定并随(suí)時間(jiān)周期性地大幅(fú)度變化,屬(shǔ)脈動(dòng)流體(tǐ)"上述特點(diǎn)給天然氣(qì)計(jì)量儀表(biǎo)的(de)設計選(xuǎn)型、使用(yòng)維(wéi)護及準确(què)計量帶來(lái)較大(dà)困(kùn)難。目前(qián),在油(yóu)田單井、分(fèn)隊、自用氣及外輸氣交(jiāo)接計量(liàng)中較多應用孔(kǒng)闆流量計。影響(xiǎng)孔闆流量計計量準确(què)的因素(sù)很多,從孔(kǒng)闆的技術原(yuán)理(lǐ)、孔闆(pǎn)的管(guǎn)理(lǐ)及孔闆(pǎn)安裝(zhuāng)使用(yòng)條件(jiàn)等方面結(jié)合實(shí)際情況(kuàng)進行了(le)分析(xī)。
1孔闆(pǎn)流量計(jì)工作原理
　　孔(kǒng)闆流(liú)量計是根(gēn)據安(ān)裝在(zài)管道中的孔(kǒng)闆産生的差(chà)壓,已知流(liú)體條件和(hé)孔闆(pǎn)與管(guǎn)道(dào)的(de)幾何(hé)尺寸(cùn)來測(cè)量流量。它由孔闆、 差壓變(biàn)送器(qì) 和 流(liú)量顯(xiǎn)示儀 組成(chéng)。當流體流(liú)經設(shè)置在管道中的(de)節流件(孔(kǒng).闆)時，流束(shù)将在(zài)節流(liú)件處形(xíng)成(chéng)局部收縮,此時流速(sù)增大，靜壓(yā)降低，在孔闆前(qián)後産(chǎn)生差壓;流(liú)量愈大,差壓愈大，因(yīn)而可根(gēn)據差(chà)壓(yā)來衡量流量;的(de)大小(xiǎo)。這(zhè)種測量(liàng)方法(fǎ)以(yǐ)流(liú)動連(lián)續性方程(質量(liàng)守恒定(dìng)律)和(hé)伯(bó)努利方程(chéng)(能量守恒定(dìng)律)爲基(jī)礎。天(tiān)然氣标準(zhǔn)體積流量計算(suàn)公式如(rú)下:

式(shì)中(zhōng):qn一标準狀(zhuàng)态下(xià)天然氣(qì)體(tǐ)積流量,m3/s;ag一秒計量系數(shù),視采(cǎi)用計量(liàng)單位而定;
c一流(liú)出系數(shù);e一(yī)漸進(jìn)速度系(xì)數;d一孔(kǒng)闆開孔(kǒng)直(zhí)徑,mm;fc-相對密度系數;?一(yī)可膨脹性(xìng)系(xì)數(shù);fz-超壓縮因子;fr一(yī)流動溫(wēn)度系數;p1一孔闆(pǎn).上(shàng)遊側(cè)取(qǔ)壓(yā)孔氣(qì)流絕(jué)對靜(jìng)壓,mpa;Δp-氣流(liú)流(liú)經孔闆時(shí)産生(shēng)的差(chà)壓(yā),pa。
2孔闆流(liú)量計儀表(biǎo)特點
　　孔闆(pǎn)流量計得(dé)以廣(guǎng)泛使(shǐ)用，是因爲它(tā)具有以(yǐ)下優點(diǎn):節流裝置結(jié)構簡單,安裝方便,工(gōng)作可靠，有一定的(de)精(jīng)度,能滿足(zú)一般(bān)工程測量和貿(mào)易計(jì)量的(de)需要(yào);使用曆史悠久(jiǔ),有豐(fēng)富(fù)可(kě)靠的(de)實.驗(yàn)數據，設計加工(gōng)已(yǐ)标準化(huà)，隻要(yào)按标準設計、加(jiā)工、安裝、檢驗和(hé)使用，勿需(xū)進行實測标定,也能(néng)在(zài)已知的(de)不确定度(dù)範圍(wéi)内進行流(liú)量測(cè)量]。
3影響(xiǎng)孔(kǒng)闆流量計準确計量(liàng)的因素(sù)
　　通過現(xiàn)場多(duō)年使用和(hé)維護孔(kǒng)闆流量計,發現儀(yí)表(biǎo)在(zài)運行中普(pǔ)遍存(cún)在以下(xià)幾個問題:
1)采用傳(chuán)統孔闆流(liú)量計測量(liàng),存在測量(liàng)範圍窄(最大爲(wèi)1:3.5)、測量(liàng)精度低、在氣體流量波動範圍(wéi)大時需更換不同的孔闆元件(jiàn)等缺點(diǎn)。
2)秋(qiū)冬春(chūn)三季，天(tiān)然氣中(zhōng)含水、原油及一(yī)些顆粒雜質,容(róng)易使差壓計(jì)導(dǎo)壓管路堵塞或(huò)阻塞,從而(ér)不能準确(què)反(fǎn)映節流(liú)裝置産生的真實差(chà)壓(yā)信号'51。
3)由(yóu)于天然氣(qì)氣液(yè)分離效果不好(hǎo)，在導壓管(guǎn)路中及差(chà)壓計的正(zhèng)負壓力室産生(shēng)積水(shuǐ)、積油等現(xiàn),象，使差(chà)壓計産生液位附(fù)加誤(wù)差(chà)造成計(jì)量不(bú)準。
4)孔(kǒng)闆需定期(qī)檢查(chá)、清洗和檢(jiǎn)測幾何尺寸,而(ér)天然氣計(jì)量條件差,很難定期(qī)檢修(xiū)。
5)對天(tiān)然氣來說，當介(jiè)質壓(yā)力溫(wēn)度變化時(shí),其體(tǐ)積也随之改變(biàn),從而(ér)使儀(yí)表顯示(shì)随溫度(dù)壓力的變化而産生(shēng)誤(wù)差。
4提高(gāo)孔闆流(liú)量計計(jì)量精(jīng)度的措施(shī)
　　标準孔闆節流(liú)裝置天然氣流(liú)量的計(jì)算公式(shì)是以(yǐ)通過(guò)孔闆(pǎn)的氣流爲單相(xiàng)及穩(wěn)定流體(tǐ)的(de)基礎(chǔ)上推(tuī)導出來的(de),當(dāng)測(cè)量的(de)氣流條(tiáo)件(jiàn)達不(bú)到規(guī)定要求時(shí),便不能(néng)獲得(dé)可(kě)靠的測量值。對(duì)于氣(qì)流脈動、氣(qì)質中(zhōng)含(hán)水及含(hán)雜質的(de)油田單(dān)井天然(rán)氣計量(liàng),目前尚未(wèi)找到一-種方法來确定或(huò)預測(cè)一個(gè)修(xiū)正(zhèng)系數(shù)以便(biàn).彌補(bǔ)這(zhè)種(zhǒng)誤差。要想提高(gāo)雙波(bō)紋管差壓式流(liú)量計(jì)的計量精(jīng)度,必須抑制氣(qì)流波(bō)動、消除(chú)氣(qì)質中(zhōng)的水分及雜質,使氣流條(tiáo)件達到規(guī)定的(de)要求,并減少環(huán)境及人爲因素對儀表的影響(xiǎng)。通過(guò)長時(shí)間的(de)試驗與應用,證(zhèng)明以下幾種方(fāng)法可以提高(gāo)孔闆流量計(jì)計量(liàng)精度:
1)合(hé)理選取(qǔ)測量點。進入雙(shuāng)波紋(wén)管差(chà)壓式(shì)流量計的(de)氣體(tǐ)必須先通過氣(qì)液分離(lí)器(qì)、過濾器。把(bǎ)測量管裝(zhuāng)在(zài)對消(xiāo)除(chú)脈動(dòng)來說較爲有利(lì)的位置,例(lì)如裝在調壓閥的入(rù)口側(cè)或遠離脈(mò)動源。
2)爲了減少(shǎo)脈動幅度,可在(zài)脈動源和(hé)測量管之(zhī)間的管線(xiàn)上加裝-一個容(róng)器(具有一(yī)定容(róng)積)或(huò)者設計專(zhuān)門的脈動(dòng)衰減(jiǎn)器。把節流閥或(huò)限流器裝在脈(mò)動源(yuán)和測量管(guǎn)之間是減少脈(mò)動的(de)最(zuì)有(yǒu)效方法,但是這(zhè)種方法如果(guǒ)壓力降(jiàng)過(guò)大(dà),會(huì)提高油(yóu)井回壓,對(duì)油(yóu)井(jǐng)正常生(shēng)産(chǎn)有不利影(yǐng)響,就不宜采用(yòng)。
3)采用直徑(jìng)比β值較小的孔(kǒng)闆。在多(duō)路(lù)計量(liàng)裝置(zhì)中，使用每(měi)一支(zhī)路在(zài)盡可(kě)能高的差(chà)壓下(xià)操作。
4)在差(chà)壓仍(réng)保持較高的操(cāo)作前提下,可用較小(xiǎo)的測量管(guǎn),而孔(kǒng)闆開(kāi)孔直(zhí)徑基本不變。
5)在(zài)節流裝置(zhì)前後(hòu)取壓管出口處(chù)分别加裝(zhuāng)一個具有(yǒu)一定(dìng)容積的氣液分離器，使差(chà)、靜壓信(xìn)号(hào)達到(dào)先(xiān)氣液分離及(jí)緩沖後再(zài)進入流(liú)量計。
6)導(dǎo)壓管路，上的.上(shàng)下遊(yóu)導壓(yā)閥(fá)應(yīng)選用大(dà)通(tōng)徑的球型閥(fá)[51。
7)選用一(yī)體化(huà)、精度高、寬量比的新型智(zhì)能孔闆流量計，使用維(wéi)護更加方便(biàn)。
8)爲(wèi)了防止(zhǐ)導壓管的(de)凍堵(dǔ),必須對導壓管(guǎn)路進行(háng)保溫,并(bìng)增加加熱(rè)補償(cháng)保溫(wēn)措施。
9)對于(yú)因下(xià)遊波動源(yuán)而引起計(jì)量點氣流(liú)脈動的情(qíng)況,可通過(guò)調整(zhěng)節流(liú)裝(zhuāng)置下遊(yóu)側閥門的閥位(wèi),使計量點(diǎn)氣流(liú)脈動幅度減小(xiǎo)。試驗(yàn)證明(míng)，采用(yòng)關.小計量管下(xià)遊閥的方法控(kòng)制氣流脈(mò)動,效(xiào)果明(míng)顯。
10)在單井天然氣(qì)計(jì)量應(yīng)用時(shí),由(yóu)于壓力(lì)溫度(dù)變化會引起計量(liàng)誤(wù)差,可(kě)采用具有(yǒu)壓力(lì)、溫度自動(dòng)補償(cháng)和壓縮(suō)因子修(xiū)正功能的智能型(xíng)流(liú)量計(jì)(2]。
11)必須(xū)對導(dǎo)壓(yā)管路(lù)、孔(kǒng)闆裝(zhuāng)置(zhì)定(dìng)期進(jìn)行排(pái).污清洗工(gōng)作，确保導壓管暢通(tōng)[5]。
5孔闆流量(liàng)計發展與展望(wàng)
　　孔闆(pǎn)流量計作(zuò)爲一種(zhǒng)經典流(liú)量計量器具,是由若幹個(gè)獨立(lì)單元(yuán)組合在一(yī)起的(de)，它們之間配置合(hé)理與否(fǒu),安裝(zhuāng)是否(fǒu)規範(fàn)，都(dōu)會直接影響(xiǎng)測量(liàng)精度,因此研制(zhì)一體(tǐ)化孔闆流(liú)量(liàng)計産品，簡化結(jié)構(gòu),減少運行(háng)維護量,提高性價比,是(shì)前(qián)景廣(guǎng)闊的(de)項目,它的型(xíng)式和參(cān)數是随(suí)着(zhe)測試技術的發展而(ér)不斷優化的(de)。當(dāng)今孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)發展(zhǎn)趨勢是一體化(huà)、精度高、寬(kuān)量比的新型智(zhì)能流量計,擁(yōng)有補償功能(néng)完善(shàn)的流量計算機(jī)，具有強大的功能軟(ruǎn)件,同(tóng)時設(shè)有rs485計算機(jī)通信接口(kǒu)，可與dcs連接(jiē)通.信,對維護檢(jiǎn)修提供了方便,這些(xiē)都爲孔闆(pǎn)流量(liàng)計更好地(dì)應用提供(gòng)了可(kě)靠的(de)技術保證(zhèng)。
6結束語
　　從(cóng)以上(shàng)分析(xī)可以看出(chū),孔闆(pǎn)流量計用(yòng)于油田(tián)天(tiān)然氣計量困難(nán)和問題較多,受各種(zhǒng)因素影響綜合(hé)計量(liàng)精度(dù)不(bú)是(shì)很高。但孔(kǒng)闆流量計作(zuò)爲一種(zhǒng)計量器具，具有(yǒu)悠久的曆史,它(tā)的設計(jì)、計算(suàn)、加(jiā)工、安裝、使用、維(wéi)護等環節都具(jù)備了完(wán)備(bèi)的标(biāo)準和(hé)規範。随着(zhe)電子(zǐ)技術的飛(fēi)速發展,一(yī)體化智能(néng)孔闆(pǎn)流量(liàng)計的量程範圍(wéi)和精(jīng)度都(dōu)有較(jiào)大提高。

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