0 引言(yán)
天然氣計量是(shì)一種動态的間(jiān)接的多參數的(de)綜合計量，在整(zheng)個😍流量計量領(lǐng)域中難度非常(chang)大，影響因⚽素最(zui)多。國内天然氣(qì)貿易🈲交接結算(suan)選用的流量計(ji)📐有很多種，而采(cǎi)用标準孔闆流(liú)量計計量是廣(guang)泛方式。由于孔(kong)闆計量方式結(jie)構簡單牢固、使(shǐ)用期限長、可在(zai)線更換檢修、計(jì)量精度比較高(gāo)🏃，成爲天然氣貿(mao)易交接結算重(zhòng)要的計量方式(shì)，在油氣田均有(you)廣泛應用。
1 配氣(qì)站計量現狀
天(tiān)然氣配氣站擔(dan)負着城鎮居民(min)天然氣流量調(diao)配及輸配任務(wu)💁，在用氣高峰和(he)低峰需要根據(jù)流量進行調配(pei)，滿足工業及居(jū)民用氣。
結合天(tian)然氣配氣隊實(shí)際情況，提高天(tiān)然氣計量正确(què)率減少貿易摩(mó)擦，油田配氣站(zhan)天然氣計量大(dà)部分采用孔闆(pǎn)流☂️量計🐅。配氣隊(dui)天然氣計量實(shí)現了溫度、壓力(lì)、流量等現場數(shù)據的自動采集(jí)與處理、顯示和(hé)報表的打印，實(shi)現了遠程的❌實(shi)時監控💞、實時數(shù)據🤟傳輸，達到了(le)計量全過程的(de)自動化運行。
孔(kong)闆計量系統由(you)孔闆閥、智能差(cha)壓變送器、智能(neng)壓力變送器、一(yī)體化溫度變送(sòng)器以及流量計(jì)算顯示裝置組(zu)成，包括硬件和(he)軟件兩部⭐分。其(qi)系統結構拓撲(pū)圖如圖1所示。
2 孔闆流(liu)量計的計量誤(wù)差分析
天然氣(qi)行業标準《用标(biāo)準孔闆流量計(ji)測量天然氣流(liú)量🐇》（GB/T 21446）規定了标準(zhun)孔闆的技術參(cān)數要求、内部結(jié)構形式、孔闆的(de)取壓方式、流🔞量(liang)計使用方法以(yi)及計算、不确定(ding)度的資料，爲天(tiān)🌈然氣标👨❤️👨準孔闆(pan)🔞流量計計量提(tí)供了标準依據(ju)[1]。但在實際應用(yong)中，由于現場使(shǐ)用🏒條件變化引(yǐn)起的誤差和計(ji)量儀表本身誤(wù)差，經常使孔闆(pǎn)流量計的精度(dù)不能達到要求(qiú)。本文結合孔💋闆(pǎn)流量計在配氣(qi)站交接計量中(zhong)的應用情況從(cong)基本誤差和附(fù)加誤差兩方面(miàn)對孔闆流量計(ji)的計量誤差進(jin)行分析，并探讨(tao)解決方法。
2.1 基本(ben)誤差
基本誤差(chà)是由計量裝置(zhì)本身精确度所(suo)決定的誤差🌏，是(shi)不可☂️避免的，一(yī)般在1% ～ 2% 範圍内。爲(wèi)了規範孔闆計(jì)量，《天然氣計量(liang)系統技術😄要求(qiú)》（GB/T 18603）對計量系統進(jìn)行了說明和要(yào)求，同時對計量(liàng)系統儀器儀表(biǎo)精度等級進行(háng)了要求。
基地配(pei)氣隊孔闆計量(liang)系統選用的差(chà)壓變送器、壓力(li)變送器、溫度變(biàn)送器的準确度(dù)分别爲：0.25%、0.25%、0.5%，符合《天(tian)然氣計量系統(tong)技術要求》（GB/T 18603）中B 級(ji)系統配套儀表(biao)正确率的要求(qiu)。
2.2 附加誤差
結合(he)現場使用情況(kuàng)，對産生計量附(fu)加誤差的原因(yīn)進行以下分析(xi)。
2.2.1實際運行流量(liang)值偏離設計流(liú)量值引起的誤(wù)差
這是配氣站(zhàn)最常見也是貿(mào)易雙方最關心(xīn)的問題，用氣量(liàng)具有季節、日和(he)小時的不均衡(heng)性，用氣高峰🌂和(he)用氣低峰變🎯化(hua)範圍較大，且很(hěn)難準确的掌握(wo)用戶的用🍓氣量(liang)，與💋設計流量值(zhí)偏差很大。
如果(guo)用于計算孔闆(pan)孔徑的最大流(liu)量與現場實際(ji)✨的最大流量偏(pian)離較大，就會造(zào)成計算出來的(de)孔闆孔徑較大(dà)💋偏差。存在大孔(kǒng)闆測小流量的(de)問題，由于🌈ΔP 偏小(xiao)，計量精度大大(dà)降低。
2.2.2 節流裝置(zhì)産生的誤差
1）孔(kǒng)闆裝反引起測(ce)量誤差。在孔闆(pǎn)閥中安裝孔闆(pan)時，應保🆚證孔闆(pǎn)的安裝方向正(zheng)确，天然氣從孔(kǒng)闆的上端面🐉流(liú)向下端🐉面。表3爲(wèi)廬配供總配氣(qi)量與總配外供(gong)氣量❌的對比，正(zheng)常情況下廬配(pei)供總配氣量應(ying)大于總配外供(gòng)氣量，如表2中4.4日(ri)至4.6日數據。4.6日廬(lú)配至總♍配線孔(kong)闆裝反，導緻4.7日(ri)廬配供總配氣(qi)⛱️量小于總配外(wai)供氣量，引起較(jiao)大誤差。
2）孔闆孔(kong)徑尺寸測量不(bu)準确引起測量(liang)誤差。在實際使(shǐ)用中由于條件(jian)限制，不能及時(shi)送到檢定部門(mén)進💃🏻行檢定，而是(shi)用遊标卡尺在(zài)現場測量。一方(fang)面存在目測誤(wu)差，另一方面由(yóu)于沒有在标準(zhǔn)狀況下進行計(ji)量标定，當現場(chǎng)環境及測量☂️介(jiè)質溫度較高時(shi)，測量孔闆的孔(kǒng)🥵徑值将偏高，造(zao)成計量值💚比實(shi)際值偏高。如果(guo)孔闆㊙️厚度不符(fu)合标準、上下遊(yóu)直管段長度不(bú)夠、計量裝置安(an)裝不當都能引(yǐn)起測量誤差。
3）氣(qì)體的沖刷和腐(fu)蝕引起測量誤(wu)差。天然氣從地(dì)層采出來，雖🏃🏻經(jīng)分離、過濾，因其(qi)所含成分十分(fèn)複雜，且成分🚶♀️經(jing)常變化，從單井(jǐng)采氣計量、集氣(qi)計量到配氣計(ji)量，氣質組成👈都(dōu)各不相同，因而(ér)流量計在使用(yòng)過程中宜受測(ce)量介質天然氣(qì)的沖刷和腐蝕(shi)，對孔闆和直管(guan)段的沖刷腐蝕(shi)尤爲嚴重。這将(jiāng)影響到孔闆直(zhí)角入口邊緣圓(yuan)弧半徑和直管(guan)段内表面粗糙(cāo)度，使得流出系(xi)數發生變化，測(cè)量的不确定度(du)超出預期值[2]。
2.2.3差(cha)壓變送器引起(qi)的誤差
在現場(chǎng)環境條件下，孔(kǒng)闆流量計裝置(zhi)與差壓變送器(qi)之🛀🏻間連接的導(dao)壓管線容易發(fā)生腐蝕、堵塞、冰(bing)凍等，是孔闆流(liú)量計薄弱環節(jie)和使用維護的(de)重點。
1）差壓變送(song)器零點容易漂(piao)移，造成靜壓、差(cha)壓值失真，造成(chéng)⛱️計算氣量比實(shí)際氣量偏差較(jiao)大。
2）差壓變送器(qi)的閥組和導壓(ya)管易生鏽洩漏(lou)、堵塞。高壓側和(he)低壓側的連接(jie)件漏氣或堵塞(sāi)，都會引起較大(da)的計量偏差。
2015 年(nián)4 月份東營壓氣(qi)站檢修期間，天(tiān)然氣内含有固(gu)體懸浮顆♍粒和(he)油污引起廬配(pei)至總配線的下(xia)遊導壓管堵塞(sāi)，導緻廬🚶配至總(zǒng)配線計量數據(ju)偏大。
2.2.4天然氣組(zu)分變化引起的(de)誤差
天然氣從(cóng)單井到集氣站(zhan)和配氣站，氣質(zhì)組分各不相同(tóng)，因🏃♂️此流量值也(ye)不同。一方面，由(yóu)于氣體組分的(de)變化引起天然(rán)氣相對密度的(de)變化，天然氣流(liu)量值與相對⭐密(mi)度倒⭐數的平方(fang)根成正比例變(bian)化。另一方面，天(tiān)然氣組分的變(bian)化影響壓縮因(yīn)子Z 的計算，造成(cheng)壓縮因子的附(fu)加誤差，而壓縮(suo)因子直💔接影響(xiǎng)工況流量轉化(hua)爲統一标準下(xià)的氣體流量。由(you)此可見天然氣(qi)組分變化對計(jì)量的影響很大(da)。
2015 年5 月份對廬配(pei)交接處的天然(ran)氣組分重新進(jin)行了🔞取樣⭕分析(xi)，取樣分析前後(hòu)各組分含量發(fā)生變化。由相對(dui)密度計算公式(shi)可知取樣分析(xi)前後的相對密(mì)度分别爲0.6495、0.6425，即取(qǔ)樣分析🐆前後天(tiān)然氣相對密度(du)變化🐅了1%。
3 提高孔(kong)闆流量計計量(liàng)精度的措施
孔(kǒng)闆流量計計量(liàng)精度與孔闆、管(guan)道條件、安裝質(zhi)量等諸多因素(su)有關，爲提高流(liú)量計量正确率(lǜ)，可采取以下措(cuò)施。
3.1 孔闆流量計(jì)的制造和組裝(zhuāng)
孔闆的直徑、厚(hou)度、斜角、流量計(ji)的外形、粗糙度(dù)等均應滿足GB/T 2624.2 的(de)要📐求。流量計制(zhì)造和組裝需符(fú)合GB/T 21446 及API MPMS 14.3.3 的要求。
孔(kǒng)闆的密封墊圈(quan)應采用耐腐蝕(shí)、抗老化、滿足輸(shū)送介♉質👣溫💜度📱的(de)🧡材料，在組裝時(shí)應保證任何點(dian)都不會❗突入管(guǎn)道，且不影響流(liu)量的計量精度(dù)。孔闆片與導闆(pan)之間，上下腔之(zhi)間應有良好密(mì)封。
孔闆流量計(jì)制造是需要設(shè)置排污閥和放(fang)空閥，排放應彙(hui)總爲一個總放(fang)空接口，統一排(pai)放。孔闆流量計(ji)的直管♍段要根(gen)據✔️孔闆前後端(duan)工藝配管的形(xing)式來确定長度(du)，考慮一定的富(fu)餘系數，一般按(an)前30D 後15D 來布置[3]。
3.2 合(hé)理選擇測量儀(yi)表
爲了避免“大(dà)馬拉小車”或“小(xiao)馬拉大車”現象(xiàng)産生的誤差， 建(jiàn)議嚴格按照GB/T 18603《天(tiān)然氣計量系統(tong)技術要求》要求(qiú)選🌐用合适量程(cheng)儀表。首🌂先要根(gēn)據輸氣流量，選(xuǎn)擇最佳内徑的(de)孔闆。智能差壓(ya)變🏃♂️送器量程宜(yi)在滿量🔞程10% ～ 90%，智能(néng)壓力變送器量(liàng)程宜在滿量程(cheng)30% ～ 75%，最好采選用絕(jue)壓量程儀表，精(jīng)度建議選用0.1%。
3.3 儀(yí)表的安裝
孔闆(pan)流量計應垂直(zhi)于管道軸線安(an)裝，且與管道同(tong)心，偏差應滿足(zu)小于1°。孔闆流量(liàng)計應配套提供(gòng)機械裝置指示(shì)孔闆👈片，用來測(ce)試是否安裝在(zai)管徑中心[4]。孔闆(pǎn)安裝在在法蘭(lán)之間固定後，允(yǔn)許自由熱膨脹(zhang)而不産生扭曲(qǔ)變形，在滿足設(shè)計壓力的情況(kuang)下，由于其它作(zuò)用🆚力或差壓引(yǐn)起的彈性形變(bian)、塑性扭曲都不(bu)應超過直線斜(xié)度的1%。
孔闆上下(xia)遊取壓孔的直(zhi)徑相同，建議直(zhí)徑應小于13mm；取壓(ya)孔中心線應平(píng)行于地面、且與(yu)管道中心線垂(chuí)直相交，偏差不(bu)應大于3°。
3.4 加強計(ji)量管理維護、健(jiàn)全計量規章制(zhì)度
加強計量裝(zhuāng)置的日常管理(lǐ)維護，如定期對(dui)壓力儀🐅表進行(háng)計量标定，發現(xian)有異常或損壞(huai)情況，應及時進(jin)行維修；冬季氣(qi)溫下降，易發生(shēng)凍堵，需增加排(pái)污次數，給差壓(ya)變送器加裝保(bǎo)溫設備；加強節(jie)孔闆流⛹🏻♀️量計的(de)排污和清洗檢(jiǎn)查等等㊙️[5]。
健全計(jì)量規章制度，如(ru)定期維護、周期(qī)送檢等。嚴格📞管(guǎn)理🌈，做到計🐆量裝(zhuāng)置有記錄，操作(zuò)有規程，使用有(yǒu)制度，維修有周(zhōu)期。
3.5 加強業務培(péi)訓、提高技術人(rén)員素質
加強現(xiàn)場操作員的業(ye)務培訓，提高操(cao)作員的技術水(shui)平和解決問題(tí)的能力，更好的(de)做好流量計地(dì)檢🏃♀️修、維護、保養(yang)工🐅作。
4 結束語
孔(kǒng)闆流量計在油(yóu)田已經應用多(duo)年, 同時還能改(gai)善❤️勞動條件，節(jie)省人力，提高天(tian)然氣調配水平(píng)和操作人員的(de)工作效率，降低(dī)生🌈産成本。孔闆(pǎn)流量計在應🌂用(yong)中将進一步優(yōu)化和完善、降低(dī)誤差，提高計量(liàng)正确率。
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