摘要：智(zhi)能型旋(xuan)進旋渦(wō)流量計(jì) 是大慶(qìng)油田常(chang)用的計(jì)量流量(liàng)的儀表(biǎo)。通過對(duì)流量計(jì)檢定過(guo)程中産(chan)生的誤(wu)差原因(yīn)及使用(yòng)過程中(zhong)出現的(de)誤差進(jìn)行分析(xī)，提出⭕在(zai)油田計(jì)量天然(rán)氣離線(xian)檢定過(guo)程中的(de)離線檢(jian)定和校(xiao)驗方法(fa)，使其誤(wù)差降到(dao)最小，達(da)到準确(que)計量的(de)目的📞。
　　在(zài)油田伴(bàn)生天然(ran)氣或幹(gàn)氣流量(liang)計量中(zhōng)，如果計(jì)量工藝(yì)在計⛹🏻‍♀️量(liàng)天然氣(qi)瞬時流(liu)量較小(xiao)或流量(liang)波動幅(fu)度較🌈大(da)的情況(kuang)下，即選(xuǎn)擇傳統(tong)的 孔闆(pǎn)流量計(jì) 測量就(jiù)會違背(bei)或不符(fu)合石油(yóu)天然氣(qi)SY/T6143--2004标準。例(li)如:标❗準(zhǔn)中要求(qiu)“管道内(nèi)的流量(liang)應該不(bú)随時間(jiān)變化或(huo)實際，上(shàng)隻随時(shí)間有微(wei)小的變(bian)化”，對于(yú)采用法(fǎ)蘭取壓(yā)的孔闆(pan)流量計(jì)又要求(qiu)“ReD≥12603'D”(Re爲雷諾(nuo)數;β爲管(guan)道上孔(kong)闆流量(liang)計的直(zhí)徑比;D爲(wèi)管道内(nèi)徑)。一旦(dàn)不符合(hé)㊙️這些條(tiao)件✏️，孔闆(pǎn)流量計(jì)測量準(zhun)确性就(jiu)會受到(dào)很大影(ying)響"。
　　智能(neng)型旋進(jìn)旋渦流(liú)量計(以(yi)下簡稱(cheng)流量計(jì))是被廣(guǎng)💋泛運🐆用(yòng)在油田(tián)計量天(tiān)然氣工(gong)藝過程(chéng)中的速(sù)度式流(liú)量檢測(ce)儀表，尤(yóu)其是當(dāng)工藝管(guan)徑小于(yu)或等于(yu)DN150mm時。流量(liàng)計采用(yòng)微功耗(hao)高⛹🏻‍♀️新技(ji)術和先(xiān)進的微(wēi)機技術(shu)，憑借結(jié)構⛱️緊湊(còu)、功能🌈強(qiang)以及和(he)成套孔(kǒng)闆裝置(zhì)比成✉️本(ben)更加低(dī)等優點(dian)，可廣泛(fan)适用于(yú)天然氣(qì)、水、石油(yóu)等👅多類(lei)介質的(de)流量檢(jian)測，并實(shí)現了溫(wen)度、壓力(li)和壓縮(suō)系數等(děng)動态參(can)數的在(zai)線自動(dòng)補償。據(ju)此補償(cháng)獲得了(le)🐇在離線(xiàn)檢定過(guo)程🐇中壓(ya)力、溫度(du)拟合動(dòng)态參數(shù)變化的(de)檢定方(fāng)法，經檢(jian)索此方(fang)法🔴首次(cì)用于油(yóu)田計量(liàng)天然氣(qì)離線檢(jian)定中。着(zhe)重對流(liu)量計在(zai)現場應(ying)用、離線(xian)檢定和(he)校驗等(děng)要素進(jìn)行簡要(yao)分析,并(bing)提出改(gai)進🤞建議(yì)和建立(li)相關企(qǐ)業标準(zhun)。
1.流量計(jì)工作原(yuán)理、結構(gou)及特點(diǎn)
1.1工作原(yuan)理
　　智能(neng)型旋進(jin)漩渦流(liu)量計流(liú)量傳感(gan)器的流(liu)通剖面(mian)類似🐕文(wen)丘📞利管(guan)的型線(xian)，在入口(kǒu)側安放(fang)一組螺(luo)旋型導(dao)流葉片(pian)。當流🙇🏻體(ti)進☔人流(liu)量傳感(gǎn)器時，導(dǎo)流葉片(piàn)迫使流(liú)體産生(shēng)劇烈的(de)旋渦流(liú);當流體(ti)進💁入擴(kuò)散段時(shi)，旋渦流(liú)受到回(hui)流的作(zuò)用，開始(shi)作二次(cì)旋❄️轉，形(xíng)成陀💃螺(luo)式的渦(wō)流進動(dòng)現象。該(gāi)☎️進動頻(pín)率與流(liú)量大小(xiǎo)成正比(bǐ)，不受流(liú)體物理(lǐ)性，質和(he)密度的(de)影響，檢(jiǎn)測🔞元件(jian)測得流(liu)體二次(cì)旋轉進(jin)動☔頻率(lü)就能在(zai)較寬的(de)流量範(fàn)圍内獲(huò)得良好(hǎo)的✂️線性(xing)度。信号(hao)經前置(zhì)放大器(qi)放大、濾(lü)波、整形(xíng)轉換爲(wei)與🏃🏻流速(sù)成正比(bǐ)的脈沖(chòng)信♋号，然(rán)後再與(yǔ)溫度、壓(ya)力等檢(jian)測信号(hào)一起被(bei)送往微(wei)處理器(qì)進行積(ji)算🏃🏻‍♂️處理(li)，在液晶(jing)顯示屏(píng)上顯示(shi)出測量(liàng)結果(瞬(shun)時流量(liang)、累積流(liú)量及🛀溫(wen)度、壓力(lì)數據)。流(liú)量計由(yóu)⭕溫度和(hé)壓力檢(jiǎn)測模拟(ni)通道、流(liú)量傳感(gǎn)器💚通道(dào)以及微(wēi)處理器(qi)單元組(zǔ)成，并配(pèi)有外輸(shū)出信号(hào)接口，輸(shu)出各種(zhǒng)信号。
　　當(dang)被計量(liàng)介質沿(yán)着流動(dong)的流體(tǐ)進人流(liu)量傳感(gan)器人口(kou)時♌，螺旋(xuán)形葉片(piàn)強迫流(liú)體進人(ren)旋轉運(yun)動，于是(shì)在旋渦(wo)發生體(ti)中心産(chǎn)生旋渦(wo)流，旋渦(wō)流在文(wén)丘利🈲管(guan)中旋🌈進(jìn)，到達收(shou)縮段突(tū)然節流(liú)使旋渦(wo)流加速(su)。當旋渦(wo)流進人(ren)擴散段(duan)後，因回(hui)流作用(yòng)強迫進(jìn)行旋進(jin)式二次(ci)旋轉，此(cǐ)時旋渦(wo)流的旋(xuán)轉頻率(lü)與介質(zhi)流速成(chéng)正比，并(bing)爲線性(xìng)。兩個壓(ya)電傳感(gan)器檢測(ce)的微弱(ruo)電荷信(xìn)号，同💰時(shi)經前置(zhì)放大器(qi)放大、濾(lǜ)波、整形(xing)後變成(cheng)兩路頻(pin)率與流(liu)速成正(zhèng)比的脈(mo)沖信号(hao)，積算儀(yí)中的♉處(chù)理電路(lù)對兩路(lù)的脈🛀🏻沖(chòng)信号進(jìn)行比較(jiao)與判别(bié)，剔除幹(gàn)擾信号(hao)，而對正(zheng)常的流(liú)量信号(hao)進行💛計(jì)數處理(lǐ)。其工作(zuò)原理如(rú)圖1所示(shì)。

1.2組成結(jié)構
　　流量(liang)計由殼(ké)體、旋渦(wō)發生體(ti)、除旋整(zhěng)流器、旋(xuan)渦檢測(ce)組件、壓(ya)♉力接口(kǒu)、信号輸(shū)出接口(kou)、溫度接(jiē)口等組(zu)成（圖2）。

1.3特(tè)點
1)測量(liang)流量範(fan)圍較寬(kuān)，可有效(xiao)工作在(zai)孔闆流(liú)量計無(wu)法準❤️确(que)☂️計量的(de)小流量(liàng)區域。
2)在(zài)工藝安(ān)裝中，較(jiào)孔闆流(liú)量計可(kě)大大縮(suō)短儀表(biao)上、下遊(you)直管👅段(duàn)。
3)流量信(xìn)号既可(kě)就地顯(xiǎn)示，也可(ke)按需遠(yuǎn)傳。
4)體積(jī)小、重量(liang)輕，便于(yu)離線标(biāo)定。
5)無可(kě)動部件(jian)，對于一(yī)般的測(cè)量不存(cún)在儀表(biǎo).的機械(xie)磨損😍。
6)實(shí)現機電(dian)一體化(hua)，日常的(de)計量不(bu)需要人(rén)工值守(shǒu)。
2現場應(ying)用與檢(jiǎn)驗
2.1現場(chang)應用
　　油(yóu)田的各(ge)類站、庫(kù)天然氣(qi)計量大(dà)面積應(yīng)用智能(néng)型流量(liàng)計，以大(da)慶油田(tian)部分使(shi)用的流(liú)量計爲(wèi)例，并抽(chōu)樣對幾(ji)年💯來檢(jian)定誤差(chà)進行對(duì)比(表1)。
　　通(tōng)過對流(liú)量計的(de)現場使(shǐ)用、跟蹤(zōng)抽樣以(yǐ)及标校(xiao)表明，流(liú)👣量計🔞投(tóu)用3年，誤(wu)差均在(zai)規定誤(wù)差範圍(wéi)内;流量(liàng)計的🌈重(zhong)複性較(jiao)好，使📧用(yòng)性能穩(wěn)定。
2.2離線(xian)檢定校(xiao)驗.
　　當被(bei)測量介(jiè)質爲氣(qi)體時，因(yin)其密度(du)受壓力(li)、溫度影(yǐng)響較大(da)，爲❗了能(neng)準确計(ji)量氣體(ti)介質的(de)體積流(liú)量，對于(yú)油🌈田生(sheng)産中氣(qi)體的計(ji)量，必須(xu)同時跟(gēn)蹤被測(ce)量介質(zhi)的壓力(li)和溫度(du)，并将不(bu)同工況(kuàng)下的氣(qì)體流量(liang)轉換成(chéng)标準狀(zhuang)态(P=101.325kPa,T=293.15K)下的(de)體積流(liú)量。流量(liang)計雖然(rán)實現了(le)溫度、壓(ya)力和壓(yā)縮系數(shu)等動态(tài)參數的(de)在線自(zi)動❗補償(chang)，但在流(liu)量計檢(jiǎn)定過程(chéng)中僅限(xian)于對流(liú)量誤差(cha)進行标(biao)定，而沒(mei)有對其(qi)壓力和(hé)溫度檢(jian)測及其(qi)補償模(mó)😍塊進行(hang)動态變(biàn)化拟和(hé)檢定與(yǔ)校驗。

式(shi)中:
Qn一标(biāo)況下的(de)體積流(liu)量，m'/h;
Pa一當(dāng)地大氣(qì)壓力，kPa;
Pn一(yi)-标準狀(zhuang)态下的(de)大氣壓(ya)力(101.325kPa);
Tn-标準(zhǔn)狀态下(xià)的絕對(dui)溫度(293.15K);
T一(yi)被測流(liú)體的絕(jué)對溫度(du)，K;
Zn-氣體在(zài)标況下(xia)的壓縮(suō)系數;
Z一(yi)氣體在(zài)工況下(xià)的壓縮(suo)系數;
P一(yi)流量計(jì)取壓孔(kong)測量的(de)表壓，kPa;
Qv一(yī)-工況下(xia)的體積(jī)流量，m'/h。
　　通(tōng)過對流(liu)量計統(tong)計應用(yòng)分析證(zhèng)實，由于(yú)受現場(chǎng)工⛷️況條(tiáo)件影響(xiang)，流量計(jì)在使用(yòng)過程中(zhong)表内的(de)溫度、壓(yā)力檢測(cè)模👄塊會(huì)出現檢(jian)測數據(jù)漂移。而(er)通常情(qing)況下對(duì)于流量(liang)誤差的(de)檢定，無(wu)法對溫(wen)度、壓力(li)檢測模(mó)塊.的數(shu)據漂移(yi)進行校(xiao)準，因此(ci)應對流(liú)量計的(de)壓力、溫(wēn)㊙️度模塊(kuài)進行校(xiào)準，從而(ér)減小由(yóu)于壓力(li)🌐、溫度精(jing)度影響(xiang)所導緻(zhi)的氣🐅體(tǐ)流量計(jì)量誤差(cha)，降低計(ji)量氣🐇量(liàng)的📧損失(shī)叫。
3技術(shù)經濟效(xiao)果評價(jià)
　　氣體計(jì)量儀表(biǎo)壓力标(biāo)定器設(she)計和使(shi)用，已填(tián)補了大(da)慶油田(tián)氣體流(liú)量計離(li)線檢定(dìng)、校驗量(liàng)值傳遞(di)中壓力(li)補償檢(jian)定的空(kōng)👅白;同時(shi)，配套應(ying)用精度(dù)高GDW-800型高(gao)低溫試(shi)驗裝置(zhi)對溫度(dù)🏃‍♀️補償檢(jiǎn)測與檢(jian)定"，從而(ér)減小系(xì)統測量(liàng)過程中(zhōng)由于壓(yā)力和溫(wen)度波動(dong)帶來的(de)壓㊙️力、溫(wen)度參數(shù)誤差和(he)系統誤(wù)差，以及(ji)由此而(ér)産生的(de)🏃計量效(xiào)益損失(shi)。
1)根據氣(qi)體流量(liàng)計數學(xué)模型對(dui)比初步(bù)評估計(jì)算，假設(shè)🙇‍♀️其他參(can)😄數不變(bian)的情況(kuang)下，理論(lùn)壓力誤(wù)差漂移(yi)千分之(zhi)三(即0.3%)，那(na)麽流量(liàng)誤差将(jiāng)在0.9%左右(you)。以某廠(chang)年度外(wai)輸天然(rán)氣總量(liàng)👨‍❤️‍👨4.3x108m3/a爲例進(jin)行簡易(yì)理論計(jì)💰算，可減(jiǎn)少誤🏃🏻差(cha)!氣量3.87x106m3/a,即(jí)每年可(kě)減少潛(qian)在的天(tian)然氣計(ji)量損失(shī)3.87x104m3/a,。按🏃目前(qian)油田濕(shī)氣價格(gé)夏季🍉(210天(tian))爲0.3元/m',冬(dōng)季(150天)爲(wèi)0.9元/m'計算(suàn)，年創經(jīng)濟效益(yi)可達212.9萬(wan)元
2)根據(ju)氣體流(liú)量計數(shu)學模型(xíng)對比初(chū)步評估(gu)計算，假(jia)設其它(ta)參數不(bú)變的情(qing)況下，理(lǐ)論溫度(dù)誤差漂(piao)移千分(fen)之一(即(jí)0.1%)，那麽流(liú)量誤差(cha)将在0.05%左(zuǒ)右。溫度(du)誤差影(ying)響産生(sheng)的經濟(ji)效益如(ru)上所述(shu).
4存在問(wèn)題、注意(yi)事項及(jí)數字化(hua)改進建(jian)議
4.1存在(zài)問題
1)根(gen)據計量(liàng)現場的(de)生産變(bian)化情況(kuàng)，通過設(shè)置截止(zhǐ)頻率自(zì)🚶‍♀️行調整(zheng)流量計(jì)的始動(dòng)流量。但(dàn)是，如果(guǒ)截止頻(pin)率設🔆定(ding)太低，流(liu)量計的(de)敏感程(chéng)度相應(ying)提高,外(wài)界的一(yī)些微弱(ruo)振動🏃‍♀️或(huo)雜散信(xìn)号就🌈有(you)可能導(dao)緻流量(liàng)計在沒(mei)有被🌈測(ce)介質通(tōng)🏃‍♂️過的情(qing)況下開(kai)始動作(zuò)，造成流(liú)量的多(duō)計現👄象(xiàng);如果截(jie)止頻率(lǜ)設置太(tai)高，流量(liàng)計的始(shi)動流量(liàng)相應🧑🏽‍🤝‍🧑🏻增(zeng)大，可能(néng)造成流(liú)量的漏(lou)記現象(xiàng)。
2)對噪聲(sheng)或震動(dòng)等幹擾(rǎo)信号較(jiao)爲敏感(gǎn)。如果在(zai)流量🔞計(jì)測量上(shàng)遊有明(míng)顯的噪(zào)聲、擾動(dong)(由流向(xiàng)改變或(huò)節流引(yin)起的嘯(xiào)叫或機(jī)械震動(dong))或在靠(kào)近流量(liang)計.的附(fù)㊙️近有較(jiao)強的磁(cí)💚場，那麽(me)流量計(ji)的運行(hang)将受到(dao)一定程(cheng)度的影(yǐng)響。
3)沒有(yǒu)測量參(cān)數的曆(li)史記錄(lu)。由于流(liú)量測量(liang).是工藝(yì)控制🔴、成(chéng)本考核(hé)等的重(zhong)要依據(ju)，有時就(jiu)要對不(bu)同曆史(shi)時💚期的(de)🔆測量數(shu)據♌進行(háng)對比分(fen)析，需要(yao)調用溫(wen)度、瞬時(shí)(累🌏積)流(liu)量、壓力(li)的♈曆史(shǐ)記✏️錄;所(suǒ)以🛀，如果(guǒ)不采取(qǔ)人工定(dìng)期🏃‍♀️錄取(qǔ)，就無法(fa)獲得所(suo)需資料(liao)。
4.2注意事(shì)項
1)室内(nèi)外安裝(zhuāng)時，流量(liang)計應有(you)以防積(jī)液、日曬(shài)、雨水浸(jìn)透和🐉寒(hán)區保溫(wen)及區域(yù)差别等(děng)措施，安(ān)裝流量(liang)計前應(ying)清理管(guǎn)道内各(gè)種雜物(wu)，從而保(bǎo)證流量(liang)計使用(yòng)壽命。
2)流(liu)量計安(ān)裝周圍(wei)不能有(you)強烈的(de)機械振(zhèn)動或強(qiáng)的外磁(cí)場幹擾(rao)，應遠離(lí)流态幹(gan)擾元件(jiàn)(彎頭、彙(huì)管、調壓(ya)閥、壓縮(suō)機、大小(xiao)頭等)，保(bao)持流量(liang)計内壁(bì)光滑平(ping)直及♊前(qián)後直管(guan)段同心(xīn)，保證被(bei)測介質(zhì)爲潔淨(jing)的單相(xiang)流體等(deng)。
3)應定期(qi)對流量(liàng)計進行(hang)标校，以(yǐ)保證流(liú)量計長(zhang)期工作(zuo)的準确(que)性、可靠(kào)性(避免(mian)意外停(ting)運和數(shù)據丢失(shī))。
4)對于同(tóng)規格的(de)流量計(ji)，其旋渦(wō)導流體(tǐ)、發生體(ti)等核♻️心(xin)♋組件不(bú)能☔互換(huan)，因清理(lǐ)表内各(gè)種雜物(wù)後檢定(ding)不💃🏻合格(ge)，或更換(huan)傳感器(qi)等器件(jiàn)後都必(bì)須對其(qí)溫度及(jí)壓力補(bǔ)償傳感(gan)器進行(háng)系統校(xiào)👅正并重(zhòng)新标定(ding)儀表計(ji)量系數(shu)。
5)流量計(jì)應可靠(kao)接地，但(dan)不能與(yǔ)強電系(xi)統共地(dì)以及傳(chuan)輸信号(hào)屏蔽，投(tóu)運時應(yīng)緩慢開(kāi)關儀表(biǎo)閥防止(zhǐ)瞬間氣(qì)流沖擊(jī)而損壞(huài)⭐流量計(jì)。
4.3改進建(jiàn)議
1)建議(yi)流量計(jì)在出廠(chǎng)時完善(shàn)對壓力(lì)、溫度補(bu)償模塊(kuài)🤟的🍉功能(neng)，增設壓(yā)力、溫度(du)補償模(mó)塊動态(tài)檢測、測(ce)量輸出(chu)端🏃口。
2)建(jian)議智能(néng)表頭增(zēng)設外接(jie)數據檢(jiǎn)測口、RS-485通(tōng)訊口等(deng)，可直接(jiē)對🔅流量(liàng)計進行(háng)現場數(shù)據調校(xiao)，并具有(yǒu)自診斷(duàn)功能和(he)遠📞端地(di)址查詢(xún)，以及适(shì)應數字(zi)化油田(tian)對流量(liàng)計的特(te)殊功能(néng)要求。
5結(jié)束語
　　在(zai)對流量(liang)計進行(háng)定期離(li)線标定(ding)與校驗(yàn)時，對流(liú)體壓力(li)和🈲溫度(du)參數變(bian)化所引(yin)起的測(ce)量誤差(chà)進行判(pan)🔞定;在貿(mào)易或交(jiāo)接計量(liàng)時，可減(jiǎn)少上述(shù)原因引(yin)起的誤(wu)差所💋導(dǎo)緻的效(xiào)益損失(shi)和量🔴差(cha)糾紛，使(shǐ)其更具(ju)有實用(yòng)性、合規(gui)性并符(fu)合企業(yè)間利益(yì)。

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