摘要：整(zhěng)流器作爲氣(qì)體平整裝置(zhi)，其作用是将(jiāng)天然🌈氣的流(liu)态從紊流變(biàn)爲平流，從而(ér)使後端标準(zhǔn)孔闆流量計(ji) 的計量更加(jia)正确。爲了有(yǒu)效提高整流(liú)器在天然氣(qì)生産中的使(shi)用效果、延長(zhǎng)其使用壽命(mìng)、解決整流器(qi)在天然氣🥰生(sheng)産與計✍️量過(guò)程中所面臨(lín)的清洗困難(nán)、維護不便等(deng)問題，以天然(ran)氣計量中具(ju)有代表性的(de)管式整流器(qì)爲研究對象(xiàng)，分析了現用(yong)管式整流器(qì)在生産過程(cheng)中的弊端與(yu)不足，針對性(xìng)💘地提出了解(jiě)決方法。研究(jiu)結💃果表明：經(jīng)過對現有管(guan)式整流器的(de)優化，克服了(le)傳統整流器(qì)拆裝工藝🌈繁(fán)瑣、作業風險(xiǎn)高等不足，提(ti)高了現場作(zuo)業的安全性(xìng)，原創性地研(yan)制了一種可(kě)在線維護✍️的(de)體積流量計(jì)整流器。結論(lùn)認爲，所設計(jì)的新型整流(liú)器克服了現(xian)有技術的不(bu)👉足，解決了整(zheng)☎️流器使用過(guo)🔞程中拆裝工(gong)藝繁瑣、作業(ye)風險高等問(wèn)題，符合國家(jia)規定的使用(yòng)标準，有效提(tí)高了整流器(qi)清洗與維護(hù)的效率㊙️。
0引言(yán)
　　天然氣作爲(wei)清潔能源，其(qí)需求量随着(zhe)社會的發展(zhan)逐年增大，與(yǔ)🔱之相應的是(shi)對天然氣計(ji)量的精度要(yao)🌈求高。目前，天(tiān)然氣計量廣(guang)🔴泛使用标準(zhǔn)孔闆流量計(jì)。其原理是以(yi)流體進入孔(kǒng)闆前、後所形(xíng)成的壓差爲(wei)基礎，通過♌理(lǐ)想流态下的(de)經驗公式結(jié)合數學模型(xíng)㊙️進行計算，得(de)出具體數值(zhi)。實際使用過(guo)程中管内流(liú)态是否能滿(mǎn)足相應要求(qiu)是計量精度(du)的關鍵。通過(guo)💛前人研究表(biao)明，影響流量(liang)計精度的因(yin)素較多，特别(bié)是氣體流态(tai)對計量🏃🏻精度(dù)的影響。現階(jie)💞段我國所使(shǐ)用的整流器(qì)爲固定式結(jié)構，但其存在(zai)較多缺陷，因(yīn)此提出一種(zhong)可在線維護(hù)的體積流量(liàng)計☔整流器的(de)設計思路，其(qi)使用、維護方(fang)便，無需繁瑣(suǒ)的工藝流程(chéng)，使操作人員(yuán)的勞動強度(du)及作業🔅風險(xian)得以降低，工(gong)作效率提❌高(gao)的同時還可(ke)節約生産成(chéng)本。
1固定式整(zhěng)流器缺陷分(fèn)析
　　整流器爲(wèi)氣體平整裝(zhuāng)置，安裝于标(biao)準孔闆流量(liang)計的前端，其(qi)作用是将天(tiān)然氣的流态(tai)從紊流變爲(wèi)平流，從而使(shǐ)後端标準孔(kǒng)闆流量計的(de)計量更加正(zhèng)确。目前所使(shǐ)用的⛷️整流器(qi)均爲固定式(shi)結構（圖1）。
 
　　整流(liu)器在工作過(guo)程中，由于氣(qi)流所攜帶的(de)雜質會使管(guan)内堆💛積污垢(gou)，引起管束内(nèi)部堵塞或半(ban)堵塞，易形成(cheng)紊流，使整流(liu)效果變差。通(tōng)過對現有固(gù)定式整流器(qì)結💃🏻構及使用(yong)效果分析，主(zhǔ)要存在以下(xià)不足：①維護、清(qīng)洗時❓必須要(yào)實施關井、放(fang)空、置換等一(yī)系列流程倒(dǎo)換及停✉️産斷(duan)氣等操作，工(gong)作程序繁瑣(suo)，不但影響氣(qì)井的正常⭕生(shēng)産，還影響對(duì)下遊天然氣(qì)用戶的正常(chang)供氣；②整流器(qì)作爲計量裝(zhuāng)置的🛀一部分(fèn)，與計量精度(dù)密切相關，若(ruo)長🆚時間不清(qing)洗，會降低整(zheng)流效果，使紊(wen)流加重，影響(xiǎng)計量的正确(què)率，對企業經(jing)濟效益造成(cheng)直接影響；③若(ruò)🐆在拆卸、更換(huàn)的過程中遇(yu)到有毒😄或高(gao)壓氣流，可能(neng)會對操作人(ren)員的人身安(ān)全造成威脅(xie)。
2新型整流器(qi)設計思路與(yu)特點
2.1工作原(yuan)理
　　設計改進(jìn)以分體式閥(fá)腔爲基礎，通(tong)過滑闆閥的(de)阻隔将其分(fèn)爲🏃‍♀️上、下兩個(gè)閥腔，并在工(gōng)作中利用齒(chi)輪軸逐層傳(chuán)🐆遞的方式将(jiāng)整流管（闆）從(cong)下閥腔移至(zhi)上閥腔。通過(guò)放空閥平衡(héng)上閥腔與外(wai)界壓力，安全(quán)取出整流管(guǎn)（闆）。在對其清(qing)洗、維護後用(yòng)相同方式将(jiang)其安裝歸位(wèi)。
2.2結構設計
　　根(gēn)據國家标準(zhǔn)（GB／T21446-2008）規定，标準孔(kǒng)闆流量計整(zheng)流器分爲兩(liang)種：一種爲管(guǎn)束式，即整流(liú)管；另一種爲(wei)孔闆式，即整(zheng)流闆。兩者均(jun)爲固定式安(an)裝模式。新型(xíng)整流器在固(gu)定式整流器(qi)結構的基礎(chǔ)上，以國家🌈标(biāo)準爲依據，利(li)用閥腔阻隔(ge)結構🈲，結合齒(chi)輪傳動原理(li)進行設計💘，使(shi)其滿足對管(guǎn)束式及孔闆(pan)式的使用需(xu)求（圖2）。
　　裝置整(zheng)體爲上、下雙(shuang)閥腔式，外部(bù)通過閥體固(gù)定螺絲使其(qí)相連📞，閥腔内(nèi)部通過滑閥(fá)的移動上、下(xia)阻隔。整流管(guan)（闆）安放于下(xià)閥腔下部，兩(liǎng)端與輸氣管(guǎn)道相接，内部(bù)可使氣流平(ping)穩👉流通。整流(liú)管（闆🧡）兩端外(wài)側設有齒輪(lun)槽，下閥腔底(di)部爲排污槽(cao)，排污槽順氣(qi)流方👈向的一(yi)側安🙇🏻裝有排(pái)污閥。下閥腔(qiang)上部兩端安(an)裝有齒輪軸(zhóu)，其轉動時可(kě)帶動整流管(guǎn)（闆）上下移動(dong)。上閥腔底部(bù)爲滑閥，中部(bù)兩端♉設計有(you)與下閥腔相(xiang)同的👅齒輪軸(zhou)，其作用是接(jiē)替下閥腔齒(chi)輪對整流管(guan)（闆）的作用，上(shang)閥腔頂部設(she)計有壓闆、頂(dǐng)闆以及頂絲(sī)，作用爲密封(fēng)及固定整流(liú)器頂部。腔體(tǐ)兩側安裝有(you)輔助🔞設計，如(ru)下閥㊙️腔與上(shang)閥腔連🏃🏻接處(chu)設有平衡閥(fá)及注💋脂口👅，上(shang)閥腔頂部側(ce)面設置有放(fang)空閥。
 
注：1.輸氣(qi)管道；2.排污槽(cao)；3.下閥體；4.下閥(fa)腔；5.滑闆；6.滑闆(pan)閥；7.上🔴閥📱體；8.上(shang)閥腔；9.平衡閥(fa)；10.放空閥；11.壓闆(pan)；12.頂闆；13.頂絲；14.第(dì)一驅動裝置(zhì)；15.第🔞二驅動裝(zhuang)置；16.注脂孔；17.螺(luó)栓；18.整流管；19.導(dǎo)闆齒輪；20.滑闆(pǎn)🌍齒輪；21.放空閥(fá)閥🐉腔；22.平衡閥(fa)閥腔💔
2.3使用方(fang)法
　　裝置工作(zuò)前，首先對密(mi)封性進行檢(jian)查，保證其處(chu)于安全工作(zuo)🍉狀态。工作時(shi)主要包括整(zheng)流管（闆）平穩(wěn)提🏃🏻升、整流管(guan)🚩（闆）安全取✂️出(chū)以☀️及整流管(guan)（闆）安裝歸位(wèi)三個部分。整(zheng)流管（闆）平穩(wen)提升：打開平(ping)衡閥，使上閥(fa)腔㊙️與下閥腔(qiāng)連通，從而平(píng)衡上閥腔與(yǔ)下閥腔内的(de)壓🈲力。其次，打(da)開滑闆閥，驅(qu)動下閥腔齒(chi)輪軸，将整流(liú)管（闆）從下閥(fá)腔移至上閥(fá)腔，接着🏃‍♂️關閉(bì)滑闆閥，關閉(bì)平衡閥。整流(liú)💛管（闆）安全取(qǔ)出：打開放空(kong)閥，上閥體通(tong)過放💃🏻空通孔(kǒng)與外界大氣(qì)連通，使上閥(fá)腔🌏與外界的(de)壓力平衡。打(dǎ)開頂絲，取出(chu)頂闆、壓闆。驅(qu)動上閥腔✏️齒(chǐ)輪軸，将整流(liú)管（闆）從上閥(fá)腔取出。整流(liú)管（闆⭐）安裝歸(guī)位：将整流管(guan)（闆）放入上閥(fá)腔，驅動上閥(fa)腔齒輪軸，将(jiāng)整流管（闆）下(xia)放上閥腔底(di)部💔爲止。蓋好(hǎo)壓闆、頂闆，安(ān)裝頂絲，關閉(bì)🌈放空閥。打開(kāi)平衡閥，使上(shàng)閥🙇‍♀️腔與下閥(fá)腔内的壓力(li)平衡。打開😘滑(huá)闆閥，驅動下(xia)閥腔齒輪軸(zhóu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，将☁️整流管（闆(pǎn)）從上閥腔移(yí)至下閥腔。關(guan)閉滑闆閥，關(guan)閉平衡閥。打(dǎ)開✏️放空閥，将(jiang)上閥腔氣體(tǐ)放空，确保上(shàng)閥腔内部壓(ya)力平穩，最後(hòu)關閉放😘空閥(fa)。
2.4性能特點
　　設(she)計發明的新(xin)型整流器的(de)優勢主要在(zai)于提取、安裝(zhuang)整流管🥵的過(guò)程中無需截(jie)斷流體或置(zhì)換流體管路(lù)，實📐現在線維(wéi)🈲護整流器。此(cǐ)外，設計驅動(dòng)裝置使整流(liu)管在上下閥(fa)腔内穿梭時(shí)，可實現整流(liú)管兩端同步(bu)升降，使整流(liu)器安裝與拆(chai)卸快捷、簡便(biàn)。整個維護過(guò)程可避免高(gāo)壓流體給現(xian)場操作人員(yuán)帶來傷害👨‍❤️‍👨，同(tóng)時也解決了(le)清洗、更換整(zheng)流⛹🏻‍♀️器時需要(yào)停産㊙️的問題(tí)。
　　通過上閥腔(qiāng)齒輪軸、滑闆(pan)閥、下閥腔齒(chi)輪軸的配合(hé)✂️就可移動管(guǎn)腔内的整流(liú)管（闆），取出與(yu)安裝歸位的(de)❤️整個過程簡(jian)單、平穩、快捷(jie)，實現了在線(xiàn)維護整流器(qi)，減少天然氣(qi)或有毒有👉害(hài)氣體與操作(zuo)💔人員的接觸(chù)，消除了潛在(zài)的危險🎯。
3新型(xing)整流器與固(gu)定式整流器(qi)實用性對比(bǐ)
　　新型整流器(qi)較傳統固定(ding)式整流器在(zài)清洗時間、清(qing)洗方式、作🔴業(ye)方式、計量精(jing)度影響以及(ji)操作的安全(quan)性方面具有(you)更好的效果(guo)，提高工作效(xiào)率的同時，對(dui)作業期間的(de)安📐全性也有(you)了明🈲顯保障(zhang)（表1）。同時，根據(ju)相關管理規(gui)定，計量設備(bei)需在半年内(nèi)清✌️洗、維護，但(dàn)受實際生産(chǎn)條件的限制(zhi)，難以達到管(guan)理規定要求(qiu)，新型整流器(qi)設計的提出(chū)，可有效解決(jue)無法按期清(qing)🏃洗維護的問(wen)題。
 
4經濟效益(yi)分析
　　固定式(shi)整流器從停(tíng)産斷氣開始(shǐ)完成一套清(qīng)洗流程🈲一般(bān)需要約4h，根據(ju)要求每半年(nián)需清洗一次(ci)。清洗過程🈲中(zhong)無法持續生(sheng)💃産，會😄影響天(tian)然氣銷售量(liang)以及用戶用(yòng)氣。以單井日(rì)産量爲30×104m³計算(suàn)，天然氣出廠(chang)價按1.548元／m³（含稅(shui)及管輸費）計(jì)算，清洗一次(cì)影響天⚽然氣(qi)銷售🔞量約爲(wei)5×10104m³，損失銷售額(e)達7.74萬元，全年(nian)合計則爲15.48萬(wan)元。若按照油(yóu)氣田全年生(sheng)産天然氣量(liàng)爲300×108m³計算，由于(yú)清洗影響全(quán)年天然氣銷(xiāo)售量達2700×10104m³，損失(shi)銷💋售額約爲(wei)4000萬元🥰。
　　對于低(dī)壓低産積液(yè)氣井，年度産(chan)氣量約爲5×108m³，一(yī)旦氣井關🏃🏻井(jǐng)将有可能不(bu)能複産，需要(yào)氣舉增壓機(ji)等措施輔助(zhu)複産，預計年(nián)度因實施複(fú)産措施而減(jiǎn)産的天然氣(qì)🔴産量約💃爲500×104m³，損(sun)失的價值🛀約(yue)爲770萬元。若采(cai)用新型整流(liu)器，預計可有(yǒu)🈲效解決上🌈述(shù)兩項問題，減(jian)少企業經濟(ji)效益損失。
5結(jie)論
1）通過查閱(yuè)整流器相關(guan)資料，發現并(bìng)總結了目前(qián)國内現有固(gu)定式整流器(qì)的缺點與不(bú)足。
2）經過對現(xiàn)有固定式整(zheng)流器設計的(de)優化，原創性(xing)地設🏃🏻‍♂️計了一(yi)種可在線維(wei)護的體積流(liu)量計整流器(qì)。克服了🈲傳統(tong)🈲整流器拆裝(zhuāng)工藝繁瑣、作(zuò)業風險高等(děng)不足，在實現(xiàn)可在線清洗(xi)☔、維護的同時(shí)提高了現場(chǎng)作業的安全(quan)性。
3）雖然所設(she)計的裝置暫(zàn)未在氣田現(xiàn)場進行實際(ji)應用，但目前(qian)已通過國家(jiā)石油天然氣(qì)大流量計量(liang)站成都❌分站(zhan)🏃‍♂️的檢測，表明(míng)該設計符合(he)國家規定的(de)使用标準，後(hòu)期将會結合(he)💚現場實際應(yīng)用🌐效果進一(yi)步優化。

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