摘(zhāi)要：整(zhěng)流器作爲氣體(tǐ)平整(zhěng)裝置，其作用是(shì)将天(tiān)然氣(qì)的流(liú)态(tài)從紊流變爲平流，從而使後(hòu)端标準孔(kǒng)闆流(liú)量計 的計量更(gèng)加正确。爲(wèi)了有(yǒu)效提(tí)高整流器(qì)在天然氣生産(chǎn)中的使用(yòng)效果(guǒ)、延長(zhǎng)其使用壽(shòu)命、解決整(zhěng)流器(qì)在天然(rán)氣生産(chǎn)與計量過程中(zhōng)所面臨的清洗困難(nán)、維護不便(biàn)等問題，以天然氣計(jì)量中具有(yǒu)代表性的(de)管式(shì)整流器爲(wèi)研究(jiū)對象，分(fèn)析了現用管(guǎn)式整流器在(zài)生産過程中(zhōng)的弊端與不足(zú)，針對性地提出(chū)了解(jiě)決(jué)方法。研究結(jié)果表明：經過對(duì)現(xiàn)有管式(shì)整流器的優化(huà)，克服了傳統整(zhěng)流器拆裝工藝繁瑣(suǒ)、作業(yè)風險(xiǎn)高(gāo)等不足，提高(gāo)了現場(chǎng)作業的(de)安全(quán)性(xìng)，原(yuán)創性(xìng)地研制(zhì)了(le)一種(zhǒng)可在線維護的體積流(liú)量計整(zhěng)流器。結(jié)論認爲(wèi)，所設計的(de)新型(xíng)整流(liú)器(qì)克服了(le)現有技術(shù)的不(bú)足，解決(jué)了(le)整流(liú)器使用過程中(zhōng)拆裝(zhuāng)工藝繁瑣、作業風險(xiǎn)高等(děng)問題，符合國家(jiā)規定(dìng)的使用标(biāo)準，有(yǒu)效提(tí)高了(le)整流(liú)器清洗與(yǔ)維護(hù)的效率。
0引(yǐn)言
　　天然(rán)氣作爲清(qīng)潔能源，其需(xū)求量(liàng)随(suí)着(zhe)社會(huì)的發展(zhǎn)逐年增大，與之(zhī)相應的(de)是對天然(rán)氣計量的精度(dù)要求(qiú)高。目(mù)前，天然氣(qì)計量廣泛使用(yòng)标準孔闆流量計。其(qí)原(yuán)理是以流體進入孔闆(pǎn)前、後所(suǒ)形成的(de)壓差爲基(jī)礎，通(tōng)過理想流态下的經驗(yàn)公式結合數學模型進(jìn)行計算，得(dé)出具體數值(zhí)。實(shí)際使(shǐ)用過程(chéng)中管内(nèi)流态是(shì)否能滿(mǎn)足相應要求是(shì)計量精(jīng)度的關鍵。通過前人研(yán)究表(biǎo)明，影響流(liú)量計精度的因(yīn)素(sù)較多，特别是(shì)氣體流态(tài)對計(jì)量精度的影響。現階段我(wǒ)國所使用(yòng)的(de)整流器(qì)爲(wèi)固定式結構(gòu)，但其(qí)存(cún)在較多(duō)缺陷，因此提出一種(zhǒng)可在線維(wéi)護的(de)體積(jī)流量(liàng)計整流(liú)器的設(shè)計思路，其(qí)使用(yòng)、維護(hù)方(fāng)便(biàn)，無需(xū)繁瑣的(de)工(gōng)藝流程，使(shǐ)操作人員(yuán)的勞動強(qiáng)度及作業風險得以降低，工(gōng)作效率(lǜ)提高的同時還(hái)可節約生産成(chéng)本。
1固定式整流(liú)器缺陷(xiàn)分析
　　整(zhěng)流器爲氣體平(píng)整裝置，安裝于标準(zhǔn)孔闆流量計的(de)前端，其作(zuò)用是(shì)将天然氣(qì)的流态(tài)從(cóng)紊流(liú)變爲平流，從而使後(hòu)端标(biāo)準孔(kǒng)闆(pǎn)流量(liàng)計(jì)的計(jì)量更加(jiā)正确。目前所使用(yòng)的整流器均(jun1)爲固定(dìng)式結(jié)構（圖1）。
 
　　整流(liú)器(qì)在工作(zuò)過程(chéng)中，由于(yú)氣流所(suǒ)攜帶的雜(zá)質會(huì)使管(guǎn)内堆積污(wū)垢，引起管(guǎn)束内(nèi)部(bù)堵(dǔ)塞或半堵(dǔ)塞，易形成(chéng)紊(wěn)流，使整流效(xiào)果變(biàn)差。通(tōng)過對現有(yǒu)固定(dìng)式(shì)整流器(qì)結構及使用效(xiào)果分析，主要存(cún)在以下不(bú)足：①維(wéi)護、清洗時(shí)必須要實(shí)施關井、放(fàng)空、置換等一系(xì)列流程(chéng)倒(dǎo)換及(jí)停産斷氣等操(cāo)作，工作程序繁(fán)瑣，不(bú)但(dàn)影響氣(qì)井(jǐng)的正常生産(chǎn)，還影響對下(xià)遊(yóu)天然氣用(yòng)戶的正常(cháng)供(gòng)氣；②整流器作爲計量裝置的一部分，與(yǔ)計量精度密切(qiē)相關，若長(zhǎng)時間不清洗(xǐ)，會(huì)降低整流效果(guǒ)，使紊(wěn)流加重，影響計(jì)量的正确(què)率，對(duì)企業經濟(jì)效益造成(chéng)直接影響(xiǎng)；③若在(zài)拆卸、更換(huàn)的過程中遇到(dào)有毒或高(gāo)壓(yā)氣流，可(kě)能會對操(cāo)作人員(yuán)的人身安全造成威脅(xié)。
2新(xīn)型整流(liú)器設(shè)計思路(lù)與特點(diǎn)
2.1工作原(yuán)理(lǐ)
　　設計(jì)改進以(yǐ)分體式(shì)閥腔(qiāng)爲(wèi)基礎，通過滑闆(pǎn)閥的阻(zǔ)隔将其分爲上(shàng)、下兩個閥(fá)腔，并(bìng)在工作中利用(yòng)齒輪軸逐(zhú)層傳(chuán)遞的方式将整流管（闆）從(cóng)下閥(fá)腔移至(zhì)上閥腔(qiāng)。通過放(fàng)空(kōng)閥平(píng)衡上閥腔與外(wài)界壓(yā)力(lì)，安全取(qǔ)出整流管（闆(pǎn)）。在對其清洗、維護(hù)後用(yòng)相(xiàng)同(tóng)方式将其(qí)安裝歸位(wèi)。
2.2結構設計
　　根據(jù)國家(jiā)标準（gb／t21446-2008）規定，标準(zhǔn)孔闆(pǎn)流量計整(zhěng)流器分爲兩種：一(yī)種(zhǒng)爲管(guǎn)束式，即整流管(guǎn)；另一種爲孔闆(pǎn)式，即(jí)整流闆。兩(liǎng)者均爲(wèi)固定式(shì)安裝(zhuāng)模式。新型(xíng)整(zhěng)流器在(zài)固定式整(zhěng)流器結構(gòu)的基礎(chǔ)上，以國(guó)家标準爲依據，利用(yòng)閥腔阻隔(gé)結構，結合齒輪(lún)傳動原理(lǐ)進行(háng)設計，使其滿足(zú)對管束(shù)式及孔(kǒng)闆式(shì)的使用需(xū)求（圖(tú)2）。
　　裝(zhuāng)置整體(tǐ)爲上(shàng)、下雙閥腔(qiāng)式，外部(bù)通(tōng)過閥(fá)體固(gù)定(dìng)螺絲使(shǐ)其相連(lián)，閥腔内部通過滑閥的(de)移動上、下(xià)阻隔。整流管（闆）安放(fàng)于下閥腔下部，兩端(duān)與輸氣管(guǎn)道相接，内(nèi)部可(kě)使氣流平穩流(liú)通。整流(liú)管(guǎn)（闆）兩(liǎng)端外(wài)側設有齒輪槽，下閥(fá)腔底(dǐ)部爲排污槽，排(pái)污槽(cáo)順氣流(liú)方(fāng)向的(de)一側(cè)安裝(zhuāng)有排污(wū)閥。下閥(fá)腔上(shàng)部兩端安(ān)裝有(yǒu)齒輪(lún)軸，其(qí)轉動(dòng)時可(kě)帶動整流管（闆(pǎn)）上下移動。上閥腔底(dǐ)部爲滑(huá)閥，中部(bù)兩端(duān)設計有與(yǔ)下閥腔相(xiàng)同的齒輪軸(zhóu)，其(qí)作用(yòng)是接替(tì)下閥腔齒輪(lún)對(duì)整流管(guǎn)（闆）的作用(yòng)，上閥(fá)腔頂(dǐng)部設計有壓闆、頂闆(pǎn)以及(jí)頂絲(sī)，作用爲密(mì)封及固定整流(liú)器頂部。腔體兩(liǎng)側安裝(zhuāng)有輔助設計(jì)，如下閥腔與上閥腔(qiāng)連接(jiē)處設有平衡閥及注(zhù)脂(zhī)口(kǒu)，上閥(fá)腔頂(dǐng)部側面設(shè)置有(yǒu)放空閥。
 
注(zhù)：1.輸氣(qì)管(guǎn)道；2.排污(wū)槽；3.下(xià)閥體；4.下閥腔；5.滑闆；6.滑闆閥(fá)；7.上閥體；8.上(shàng)閥腔(qiāng)；9.平衡(héng)閥；10.放空閥(fá)；11.壓闆；12.頂(dǐng)闆；13.頂絲；14.第一(yī)驅動裝置(zhì)；15.第(dì)二驅(qū)動(dòng)裝置(zhì)；16.注脂孔；17.螺栓；18.整流管；19.導闆(pǎn)齒輪(lún)；20.滑闆齒輪(lún)；21.放空(kōng)閥閥腔；22.平衡閥(fá)閥(fá)腔(qiāng)
2.3使用方法(fǎ)
　　裝置工作(zuò)前(qián)，首(shǒu)先對密封性進(jìn)行檢查(chá)，保(bǎo)證其處于(yú)安(ān)全工作(zuò)狀态。工作時主(zhǔ)要包(bāo)括整流管(guǎn)（闆）平(píng)穩提(tí)升、整流管（闆）安(ān)全取(qǔ)出以(yǐ)及(jí)整流管(guǎn)（闆）安裝歸位三(sān)個部分(fèn)。整流管(guǎn)（闆）平穩提升：打(dǎ)開平(píng)衡閥，使上(shàng)閥腔(qiāng)與下閥腔連(lián)通，從而(ér)平衡(héng)上閥腔與(yǔ)下閥(fá)腔内的壓力。其(qí)次，打(dǎ)開滑闆閥(fá)，驅動下閥腔齒(chǐ)輪軸，将(jiāng)整流管(guǎn)（闆）從下閥(fá)腔移(yí)至上閥腔，接着關閉滑闆閥，關閉平(píng)衡(héng)閥。整流(liú)管（闆）安全取出(chū)：打開放空閥，上(shàng)閥體通過放空(kōng)通孔與外界大(dà)氣連通，使上閥(fá)腔與外界(jiè)的壓(yā)力平(píng)衡。打(dǎ)開(kāi)頂(dǐng)絲，取(qǔ)出頂闆、壓闆。驅(qū)動上閥腔(qiāng)齒輪(lún)軸，将整流(liú)管（闆）從(cóng)上閥腔(qiāng)取出。整(zhěng)流管（闆(pǎn)）安裝歸位：将整(zhěng)流管(guǎn)（闆）放(fàng)入上(shàng)閥腔，驅動上閥(fá)腔(qiāng)齒輪軸(zhóu)，将整(zhěng)流管(guǎn)（闆）下(xià)放上(shàng)閥腔底部(bù)爲止(zhǐ)。蓋好壓(yā)闆、頂闆(pǎn)，安裝(zhuāng)頂絲，關閉(bì)放空閥(fá)。打(dǎ)開平衡閥，使上閥腔與下閥腔(qiāng)内的壓力平(píng)衡。打開(kāi)滑闆(pǎn)閥，驅動下閥腔(qiāng)齒(chǐ)輪軸，将(jiāng)整流管（闆(pǎn)）從上(shàng)閥腔移至下閥(fá)腔。關(guān)閉滑(huá)闆閥(fá)，關閉平衡閥。打(dǎ)開放空(kōng)閥，将上(shàng)閥腔(qiāng)氣體放(fàng)空(kōng)，确保上閥(fá)腔内(nèi)部壓(yā)力(lì)平(píng)穩，最後關(guān)閉放空閥。
2.4性能(néng)特點
　　設計(jì)發明的新(xīn)型整(zhěng)流器的優勢主(zhǔ)要在于提(tí)取、安(ān)裝整流(liú)管的過(guò)程(chéng)中無(wú)需(xū)截斷(duàn)流體(tǐ)或置換流(liú)體管路，實(shí)現在線維護整流器(qì)。此外，設(shè)計驅動(dòng)裝置使整流管(guǎn)在上(shàng)下閥(fá)腔内穿梭時，可實現(xiàn)整流(liú)管兩端同(tóng)步升(shēng)降(jiàng)，使(shǐ)整流(liú)器安(ān)裝與(yǔ)拆卸(xiè)快捷、簡便。整個(gè)維護(hù)過程(chéng)可避(bì)免高(gāo)壓(yā)流體給現場操作(zuò)人員(yuán)帶(dài)來傷害(hài)，同時(shí)也解決(jué)了清洗(xǐ)、更換(huàn)整流器時(shí)需要停産的問題。
　　通過(guò)上閥腔齒輪軸、滑闆閥(fá)、下閥腔(qiāng)齒輪(lún)軸的配合(hé)就(jiù)可移動管(guǎn)腔内(nèi)的整(zhěng)流管（闆），取出與(yǔ)安(ān)裝歸位的整(zhěng)個過程簡單、平(píng)穩、快(kuài)捷，實現了(le)在線維護整流器，減(jiǎn)少天然氣(qì)或(huò)有毒有害氣(qì)體與操(cāo)作人員的接(jiē)觸，消(xiāo)除了(le)潛在的(de)危險。
3新(xīn)型整流器與固(gù)定式(shì)整流器實(shí)用性對比
　　新型(xíng)整流(liú)器(qì)較傳統(tǒng)固定式整流器(qì)在清(qīng)洗時(shí)間、清(qīng)洗方式、作(zuò)業方(fāng)式、計(jì)量精度影(yǐng)響以及操(cāo)作的(de)安全性方面具有更(gèng)好的(de)效果(guǒ)，提高工作效率(lǜ)的同時(shí)，對作業(yè)期間的安全性也有了(le)明顯保障（表(biǎo)1）。同時(shí)，根據相關(guān)管理規定(dìng)，計量(liàng)設備需在(zài)半年内清(qīng)洗、維(wéi)護，但(dàn)受(shòu)實(shí)際生(shēng)産條件的(de)限制，難以達到管理(lǐ)規定要求(qiú)，新型(xíng)整流(liú)器設計的(de)提出，可有(yǒu)效解決無法(fǎ)按(àn)期清洗(xǐ)維護的(de)問題(tí)。
 
4經濟(jì)效益分析(xī)
　　固定式整流器(qì)從停産斷氣開(kāi)始完成一(yī)套清(qīng)洗流(liú)程(chéng)一般需(xū)要約4h，根據要求每半(bàn)年需(xū)清洗(xǐ)一次。清洗過程(chéng)中無(wú)法持續生(shēng)産，會影響(xiǎng)天然(rán)氣銷售(shòu)量以(yǐ)及(jí)用戶用氣(qì)。以單井日産(chǎn)量(liàng)爲30×104m³計(jì)算，天然氣出廠(chǎng)價(jià)按1.548元(yuán)／m³（含稅及(jí)管輸費）計算，清(qīng)洗一(yī)次影響天(tiān)然氣銷售量約(yuē)爲5×10104m³，損(sǔn)失(shī)銷售額(é)達(dá)7.74萬元，全(quán)年合(hé)計則爲15.48萬元。若(ruò)按照油氣(qì)田全(quán)年生産天然氣(qì)量爲(wèi)300×108m³計算(suàn)，由于(yú)清洗(xǐ)影響全年(nián)天然氣銷(xiāo)售(shòu)量(liàng)達2700×10104m³，損(sǔn)失銷售額(é)約爲4000萬(wàn)元(yuán)。
　　對于低壓低産積液(yè)氣井，年度(dù)産氣(qì)量約爲5×108m³，一(yī)旦(dàn)氣(qì)井關井将有可(kě)能不(bú)能複産，需(xū)要氣(qì)舉增壓機(jī)等措施輔助複(fú)産，預計年(nián)度因(yīn)實施(shī)複(fú)産措施(shī)而減(jiǎn)産的天然氣産(chǎn)量約(yuē)爲500×104m³，損(sǔn)失的價(jià)值約爲770萬元(yuán)。若采用新(xīn)型整流器(qì)，預計可有效解決上(shàng)述兩項(xiàng)問題，減少企(qǐ)業經濟效(xiào)益損失。
5結(jié)論
1）通(tōng)過查閱整流器(qì)相關(guān)資料(liào)，發現(xiàn)并總結了目前(qián)國内現有(yǒu)固定式整流(liú)器的缺(quē)點與不足(zú)。
2）經過對現有(yǒu)固定式(shì)整流器(qì)設計的(de)優化，原創性地(dì)設計了(le)一(yī)種可在線維護(hù)的體(tǐ)積流量(liàng)計整流器。克(kè)服了傳統整流器(qì)拆裝工藝繁(fán)瑣、作業(yè)風(fēng)險高等不(bú)足，在(zài)實現可(kě)在線清洗、維護的同時提高(gāo)了現場作(zuò)業的安全性。
3）雖然所設(shè)計(jì)的裝置暫未(wèi)在氣田現場(chǎng)進行實際(jì)應用，但目(mù)前已(yǐ)通過(guò)國家石油(yóu)天然氣大流量(liàng)計量(liàng)站(zhàn)成都分(fèn)站的(de)檢測(cè)，表明(míng)該(gāi)設計符合國(guó)家規(guī)定的(de)使(shǐ)用(yòng)标準，後期(qī)将會(huì)結合現場實際(jì)應用效果進一(yī)步(bù)優化(huà)。

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