[摘(zhāi)要]現場(chǎng)使用的(de)孔闆流(liu)量計 在(zài)孔闆清(qing)洗時無(wu)法計量(liàng)天然氣(qì)流量，計(ji)量的公(gong)平❤️、公正(zhèng)💜性無法(fa)得到保(bǎo)證。實際(ji)生産中(zhong)常通過(guò)經驗方(fāng)法進💁行(háng)估算，未(wèi)引入進(jìn)行補償(cháng)，國家相(xiang)關标準(zhun)也未🤩說(shuō)明是否(fǒu)需要進(jin)行流量(liang)補償以(yi)及補✏️償(chang)的方法(fǎ)。通過對(dui)孔闆流(liú)量計的(de)工作原(yuan)理及清(qīng)洗維護(hù)時天然(rán)🈲氣流态(tài)的分析(xī)，在現場(chǎng)采用孔(kong)闆流量(liàng)計并聯(lián)和孔闆(pan)流量計(jì)與超聲(shēng)波流量(liang)計串聯(lian)兩種方(fang)式，對😘孔(kong)闆清洗(xi)期間的(de)天然氣(qì)流量進(jìn)行比對(duì)。結果表(biao)明全年(nian)清洗48次(ci)，則估算(suàn)流量🛀與(yǔ)實際流(liu)量相差(cha)約3.4x10m3。結論(lùn)如下:(1)管(guǎn)道内孔(kong)闆的存(cun)在與♍否(fǒu)，對管道(dào)内天然(ran)氣流⚽動(dòng)有較大(dà)影響:(2)孔(kǒng)闆清洗(xǐ)期間實(shi)際流量(liàng)和經驗(yàn)估算量(liàng)有較大(da)差值:(3)孔(kong)闆流量(liàng)計💋清洗(xǐ)期間進(jin)行流量(liang)補償是(shì)必要的(de)。
　　标準孔(kong)闆流量(liàng)計是一(yī)種非常(chang)成熟的(de)流量計(ji),在多年(nián)的試驗(yàn)和使用(yòng)過程中(zhong)積累了(le)大量的(de)數據和(he)經驗，以(yi)其耐高(gao)壓，安裝(zhuang)使用維(wéi)護方便(biàn)等諸多(duo)優點在(zai)🤟我國天(tian)然氣計(jì)量中占(zhan)有主導(dao)地位叫(jiào)。随着國(guo)家重🔞點(dian)工程西(xi)氣東輸(shu)管👅道的(de)全線通(tōng)氣,我國(guó)天然氣(qì)的🔱應用(yòng)開始了(le)一個新(xin)的裏程(cheng)。天然氣(qì)管道的(de)迅速發(fa)㊙️展，要求(qiu)對天然(ran)氣流量(liàng)進行更(gèng)加正确(que)的計量(liang)。天然🔅氣(qi)在生産(chǎn)☁️集輸過(guò)程中，天(tiān)然氣氣(qì)質中含(hán)有從地(dì)下帶出(chū)的油水(shuǐ)及砂粒(li)粉塵，因(yin)此，天然(rán)氣㊙️在高(gāo)速流動(dong)中不斷(duan)沖刷管(guǎn)道和設(she)備，将會(hui)在孔闆(pan)表面沉(chen)積大量(liàng)污物，使(shi)天然氣(qi)流量計(ji)量嚴重(zhong)偏離正(zhèng)常值，必(bì)須通過(guò)周期性(xing)清洗孔(kǒng)闆來🌈糾(jiu)㊙️正偏差(cha)。而在孔(kǒng)闆流量(liàng)計清洗(xǐ)過程中(zhōng)，由于沒(méi)有⭐孔闆(pan)節✏️流，計(ji)量将停(tíng)止，累積(jī)也就終(zhōng)止，而清(qīng)洗孔闆(pan)時，又不(bú)能停止(zhǐ)供給天(tiān)然氣,孔(kong)闆清洗(xǐ)期🙇‍♀️間的(de)天然氣(qi)流量無(wú)法正确(què)獲得。現(xiàn)📧行國家(jia)标準GB/T21446-2008《用(yong)标準🐇孔(kong)闆流量(liang)計測量(liang)天然氣(qì)流量👈》規(gui)定了在(zài)天🏃‍♀️然氣(qì)輸送過(guò)程中的(de)流量計(jì)算公式(shì)，但無孔(kong)闆流量(liàng)♉計清洗(xǐ)期間的(de)流量計(ji)算公式(shi),也未說(shuo)明孔闆(pan)流量計(jì)清洗期(qī)間是否(fǒu)需要🔱進(jin)行流量(liang)補償以(yi)及如何(hé)💚補償。
1孔(kong)闆流量(liang)計清洗(xǐ)期間流(liu)量補償(chang)現狀
　　在(zai)實際工(gōng)作中,孔(kong)闆流量(liang)計清洗(xǐ)期間流(liu)經的天(tian)然氣流(liú)量一般(bān)通過經(jīng)驗方法(fǎ)進行估(gu)算，未進(jin)行流量(liang)補償。主(zhu)要采用(yong)以下💛三(san)種方式(shi)估算:
第(di)一種:記(jì)錄孔闆(pǎn)清洗前(qián)n(n<=20)分鍾的(de)每秒平(píng)均量，再(zai)記🙇‍♀️錄清(qing)🐆洗過程(cheng)中的時(shi)間，即累(lèi)積秒數(shu)，孔闆清(qing)洗期間(jian)估算的(de)流量就(jiù)是兩者(zhe)的乘積(jī)。
第二種(zhǒng):在孔闆(pan)清洗完(wan)畢後，從(cong)計量系(xì)統上電(dian)開始計(jì)💰量起,采(cai)集n(n<=20)分鍾(zhōng)的每秒(miao)平均量(liàng)，孔闆清(qīng)洗期間(jiān)估算的(de)流量就(jiù)是每秒(miao)平均⭕量(liang)與清洗(xǐ)孔闆過(guo)程中累(lei)積時間(jiān)秒數的(de)乘積。
第(dì)三種:記(ji)錄孔闆(pan)清洗前(qian)n(n<=20)分鍾的(de)每秒平(píng)均量，孔(kǒng)闆清🏃洗(xi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻結束✌️,從(cong)計量系(xi)統上電(diàn)開始計(jì)量起，再(zai)記錄n(n<=20)分(fèn)鍾的每(mei)秒平均(jun1)量,然後(hou)将兩個(ge)平均量(liang)再做平(ping)均,孔闆(pǎn)清洗期(qī)間估算(suan)的流量(liang)就是最(zui)後的平(píng)均秒流(liú)量與清(qing)洗孔🥰闆(pan)過程的(de)時間秒(miao)累🆚積的(de)乘積。
　　通(tōng)過經驗(yan)方法估(gū)算孔闆(pan)流量計(jì)清洗期(qi)間的流(liú)量,就是(shi)平均💃瞬(shùn)👄時流量(liàng)與孔闆(pǎn)清洗時(shí)間的乘(cheng)積。孔闆(pǎn)流量計(ji)清洗期(qi)間，沒有(yǒu)節流件(jian)，流速将(jiāng)增加，除(chu)了利用(yòng)平均瞬(shùn)時流量(liang)來估👣算(suàn)，還需不(bu)需要💃🏻另(lìng)外進行(hang)流量補(bu)償呢?在(zai)行業領(lǐng)域中主(zhu)要有兩(liǎng)種認♍識(shí):一種認(ren)爲，孔闆(pǎn)流量計(jì)清洗時(shi)間㊙️短，天(tiān)然氣在(zai)封閉管(guan)道中流(liú)動，流量(liàng)變化很(hěn)小，無需(xu)補償⛱️;另(lìng)一種認(rèn)爲，在🌐孔(kong)闆提出(chū)瞬間，流(liu)速增加(jia)，流量增(zeng)大，應該(gai)補償。行(hang)業領域(yu)内的這(zhe)兩種觀(guan)點目🆚前(qián)都尚未(wei)得到有(yǒu)效實驗(yàn)論證，無(wu)法準确(què)指導現(xiàn)場應🔆用(yòng)，因此，有(yǒu)必要通(tōng)過理論(lun)進行分(fèn)析，并通(tong)過實驗(yàn)來論證(zheng)。
2孔闆流(liú)量計工(gōng)作原理(li)
　　差壓式(shi)孔闆流(liú)量計 是(shi)基于流(liu)體流動(dòng)的節流(liu)原理，利(li)用流體(tǐ)流經節(jiē)流元件(jiàn)✌️時産生(shēng)的壓力(lì)差與其(qí)流量間(jian)的對應(yīng)關系，通(tōng)💯過測量(liang)壓差實(shi)現對流(liú)量🍉的測(ce)量。充滿(man)管道的(de)流體🔞，當(dāng)它們流(liú)經管道(dào)内的節(jie)流裝置(zhì)時，流束(shù)将在節(jiē)流裝置(zhi)的節流(liú)件處形(xíng)成局部(bù)收☂️縮，從(cóng)而使☁️流(liu)速增加(jiā)🔴，靜壓力(li)低，于是(shì)在節流(liu)件前後(hòu)便産生(shēng)了壓力(li)降，介質(zhi)流動的(de)流量越(yue)大，在節(jiē)流件前(qian)後産生(shēng)的壓差(chà)就越大(dà)，所以孔(kǒng)闆流🐕量(liang)計可以(yǐ)通過測(cè)量壓差(chà)來衡量(liang)流體流(liú)量的大(da)小。流體(ti)流動的(de)流量越(yue)大，在節(jiē)流件前(qian)後産生(sheng)的壓差(chà)就越🔞大(dà)，所以✏️孔(kǒng)闆流量(liang)計可以(yi)通👈過測(ce)量壓差(cha)來衡量(liàng)流體流(liú)量的大(da)小。這種(zhong)測量方(fāng)法是以(yǐ)能量守(shǒu)衡定律(lǜ)和流動(dòng)連續性(xìng)定律爲(wèi)基準的(de)。
　　孔闆以(yǐ)開孔銳(ruì)利度來(lai)保證精(jing)度，對腐(fu)蝕、磨損(sun)、結垢、髒(zang)污敏感(gǎn)🥵，長期使(shǐ)用精度(dù)難以保(bǎo)證，在天(tiān)然氣輸(shu)送中，孔(kong)闆大量(liàng)的接觸(chu)重烴、泥(ní)沙等，需(xū)經常拆(chai)下清洗(xǐ)。孔闆流(liu)量計清(qīng)洗前與(yǔ)⭐清洗期(qi)🔴間天然(rán)氣流态(tai)見圖1、圖(tu)2。
 
　　GB/T21446-2008《用标準(zhǔn)孔闆流(liu)量計測(ce)量天然(rán)氣流量(liang)》中，天然(ran)氣在标(biāo)準參比(bi)💃🏻條⭐件下(xia)的體積(ji)流量實(shí)用公式(shì)爲:
 
式中(zhōng):
qvn一天然(ran)氣在标(biāo)準參比(bi)條件下(xià)的體積(ji)流量;
Avn一(yi)體積流(liu)量計量(liàng)系數是(shi)采用計(ji)量單位(wei)而定;
C一(yi)流出系(xi)數;
E一漸(jian)近速度(dù)系數;
d一(yī)孔闆開(kai)孔直徑(jìng)，mm;
Fc一相對(dui)密度系(xi)數;
ε一可(ke)膨脹性(xìng)系數;.
Fz一(yi)超壓縮(suo)系數;
FT一(yi)流動溫(wēn)度系數(shu);
P1一孔闆(pan)上遊側(ce)取壓孔(kǒng)氣流絕(jue)對靜壓(ya)，MPa;
△P一氣流(liu)流經孔(kong)闆時産(chan)生的差(chà)壓，pa.
　　當孔(kǒng)闆流量(liang)計處于(yu)清洗過(guo)程中，孔(kǒng)闆被搖(yao)至上閥(fa)腔後，此(cǐ)時無壓(ya)差△P産生(sheng),也就無(wu)法用此(cǐ)公式對(duì)天然氣(qi)流量進(jin)行計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻算(suan)。
3現場實(shi)驗
3.1并聯(lián)孔闆流(liu)量計比(bǐ)對實驗(yan)
　　從一個(ge)完整的(de)計量支(zhi)路來看(kan)，隻要它(ta)與下遊(yóu)之間存(cun)在壓差(cha),将孔闆(pan)提出計(ji)量管後(hòu)，計量管(guǎn)段處于(yu)全通狀(zhuàng)态，氣流(liu)通過的(de)橫截🔴面(miàn)積驟然(rán)增加，由(yóu)于缺少(shǎo)阻力元(yuan)🍉件孔闆(pǎn)的節流(liú)作用，此(cǐ)🔞時通過(guò)的天然(ran)氣流速(su)增加，總(zong)量也會(huì)随之增(zēng)加7。
　　爲了(le)論證這(zhè)個理論(lun)，選擇-一(yī)個上、下(xià)遊氣源(yuán)相對穩(wěn)定✏️的計(ji)👨‍❤️‍👨量點🈲，站(zhàn)場彙管(guǎn)上并聯(lian)安裝有(you)兩條規(gui)格型号(hào)、工藝布(bu)局完全(quán)相似的(de)孔闆流(liú)量計J1、J2(DN150,表(biao)壓3.2MPa)進行(hang)實驗(圖(tú)3、圖4)。
 
　　實驗(yan)方法:選(xuǎn)擇在上(shàng)下午不(bú)同時段(duàn)，分别清(qīng)洗J1和J2共(gòng)做🙇🏻兩次(cì)實驗。清(qīng)洗孔闆(pǎn)流量計(ji)J1(J2)，在清洗(xǐ)過程中(zhōng)，J1(J2)由于💔缺(que)少阻力(li)元件孔(kong)闆的節(jiē)流作用(yòng)，彙管中(zhong)絕大部(bu)分天然(rán)氣流向(xiang)J1(J2),J2(J1)瞬時流(liú)量🌈(以下(xià)簡稱瞬(shùn)量)減少(shǎo)，而彙管(guǎn)🌐總瞬量(liàng)(J1與J2的瞬(shùn)量之和(he))在孔闆(pǎn)流量計(jì)清洗前(qian)後基本(ben)穩定，通(tong)過彙管(guǎn)總瞬量(liang)減去J1(J2)清(qīng)洗期間(jiān)J2(J1)平均瞬(shùn)量，來推(tuī)算出J1(J2)清(qing)洗期間(jian)流經JI(J2)的(de)天然氣(qi)大緻瞬(shùn)量。利用(yong)天然氣(qì)大緻瞬(shùn)量估算(suan)的♊流量(liàng)，與按💁照(zhao)經驗方(fāng)法三(清(qīng)洗前後(hou)20分鍾平(píng)均🏃‍♀️瞬時(shi)流量)估(gū)算的🌈流(liú)🌈量進行(háng)對比。
3.1.1第(dì)一次實(shi)驗:清洗(xi)孔闆流(liú)量計JI(14分(fen)鍾)
(1)清洗(xǐ)孔闆流(liú)量計J1，清(qīng)洗前、中(zhōng)、後J1、J2、總瞬(shùn)量如表(biǎo)1所示。
 
　　從(cóng)表1室驗(yàn)數據可(ke)以看出(chu)，總瞬量(liàng)在孔闆(pan)清洗前(qián)和清洗(xi)後👣
　　基本(ben)一緻，由(you)此可推(tui)算J1清洗(xǐ)期間瞬(shùn)量qJ1及總(zong)流量QJ1:
J1清(qing)洗期間(jiān)瞬量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清(qing)洗期間(jiān)總流量(liang)QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗孔(kǒng)闆流量(liàng)計J1,清洗(xi)前、後20分(fèn)鍾J1瞬量(liang)如表2所(suo)示。
J1清洗(xi)期間瞬(shun)量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清洗(xi)期間總(zong)流量Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從(cóng)第一次(cì)實驗可(ke)以看出(chū)，孔闆流(liu)量計J1清(qīng)洗期間(jiān)的實際(jì)流量約(yuē)爲5723m3，利用(yong)經驗方(fang)法估算(suan)的流量(liàng)爲3874m3，兩者(zhě)🌍相差㊙️47.7%，1.48倍(bei)。
 
3.1.2第二次(ci)實驗:清(qīng)洗孔闆(pan)流量計(ji)J2(21分鍾)
(1)清(qīng)洗孔闆(pan)流量計(ji)J2，清洗前(qian)、中、後J1、J2、總(zǒng)瞬量如(ru)表3所示(shi)。
 
從表3實(shi)驗數據(ju)可推算(suan)J2清洗期(qi)間瞬量(liàng)qJ2及總流(liu)量qJ2:
J2清洗(xǐ)期間瞬(shùn)量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清洗(xǐ)期間總(zong)流量QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清(qīng)洗孔闆(pǎn)流量計(ji)J2,清洗前(qian)、後20分鍾(zhōng)J2瞬量如(rú)表4所示(shi)。
 
J2清洗期(qī)間瞬量(liang)qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清洗期(qi)間總流(liu)量QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第(dì)二次實(shi)驗可以(yi)得出，孔(kǒng)闆流量(liàng)計J2清洗(xǐ)期間的(de)🌈實際流(liu)量約爲(wei)13017m3,利用經(jīng)驗方法(fa)估算的(de)流量爲(wei)9953m3，兩者相(xiàng)差30.8%，1.31倍。
3.2串(chuàn)聯孔闆(pǎn)流量計(jì)與超聲(sheng)波流量(liang)計比對(dui)實驗
　　爲(wei)了進一(yī)步論證(zhèng)在孔闆(pan)清洗期(qi)間應進(jin)行流量(liàng)補償，選(xuan)擇一🥰個(ge)無人值(zhi)守單井(jing)站，該站(zhan)井口産(chan)量較小(xiǎo)，場站工(gong)藝簡單(dān)，有孔闆(pan)流量計(jì)和超聲(sheng)波流量(liàng)計串聯(lián)，且兩套(tao)裝置的(de)直徑、工(gōng)藝布局(ju)完全相(xiàng)似。.上遊(you)爲高級(ji)孔闆閥(fá)，下遊爲(wèi)超聲波(bō)流⛷️量計(jì)置，管徑(jing)爲DN100，壓力(li)爲2.5MPa,兩台(tái)裝置相(xiàng)鄰不足(zú)20米。見圖(tú)5、圖6。
 
 
　　實驗(yàn)方法:清(qing)洗上遊(you)孔闆流(liú)量計，上(shàng)、下午共(gong)清洗兩(liǎng)次，記錄(lù)在上☔遊(yóu)孔闆流(liú)量計清(qing)洗期間(jian)，流經下(xià)遊超☁️聲(sheng)波裝置(zhì)的天然(ran)氣流量(liàng)，推算清(qīng)洗期間(jian)流經孔(kǒng)闆流量(liang)計的天(tiān)然氣流(liu)量大緻(zhì)範圍。
3.2.1第(dì)一次實(shí)驗:清洗(xǐ)孔闆流(liu)量計16分(fen)鍾
(1)清洗(xǐ)孔闆流(liu)量計前(qian)、後20分鍾(zhong)瞬量如(rú)表5所示(shì)。
清洗期(qi)間瞬量(liàng)q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清洗期(qī)間總流(liu)量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清洗(xi)孔闆流(liú)量計期(qī)間，下遊(you)超聲波(bo)流量計(ji)累積流(liú)🤟量如表(biǎo)6所示🏃🏻。
 
 
　　上(shang)遊孔闆(pǎn)流量計(jì)清洗期(qī)間流經(jīng)下遊超(chāo)聲波流(liu)量計🈚的(de)總流量(liang)✨Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從第一(yī)次實驗(yàn)可以得(dé)出,孔闆(pan)流量計(jì)清洗期(qī)間的實(shí)🎯際🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流🌂量(liàng)約爲698m3，利(lì)用經驗(yàn)方法估(gū)算的流(liu)量爲560m3,兩(liang)者相差(cha)25%，1.25倍。
3.2.2第二(èr)次實驗(yàn):清洗孔(kong)闆流量(liàng)計15分鍾(zhong)
(1)清洗孔(kong)闆流量(liàng)計前、後(hou)20分鍾瞬(shun)量如表(biǎo)7所示。
 
清(qīng)洗期間(jiān)瞬量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清(qing)洗期間(jian)總流量(liàng)Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗孔(kong)闆流量(liàng)計期間(jiān)，下遊超(chao)聲波流(liu)量計累(lèi)積流量(liang)🍓如表8所(suǒ)示。
 
　　上遊(you)孔闆流(liu)量計清(qīng)洗期間(jiān)流經下(xia)遊超聲(sheng)波流量(liang)計的總(zǒng)🙇‍♀️流❌量Q=33478820-33478227=593(m3)
從(cong)第二次(cì)實驗可(ke)以得出(chū)，孔闆流(liú)量計清(qing)洗期間(jian)的實際(ji)流量🔞約(yuē)爲593m3,利用(yòng)經驗方(fang)法估算(suàn)的流量(liang)爲471m3,兩者(zhě)相差.26%，1.26倍(bèi)。
4結論
　　從(cong)現場實(shi)驗可以(yǐ)得知，在(zai)孔闆流(liú)量計清(qing)洗期間(jian)，由于缺(que)少阻💰力(li)元件孔(kong)闆的節(jie)流作用(yòng)，管道内(nei)天然氣(qi)🏃的流速(sù)加快，流(liu)☔經孔🔞闆(pan)流量計(jì)的流量(liàng)增加。因(yin)此，利用(yòng)經驗方(fāng)法(平均(jun)瞬時流(liu)量)估算(suan)的流量(liang)與實際(jì)流量相(xiang)差較✊大(dà)。四次現(xian)場實驗(yan)，實🙇🏻際流(liu)量與估(gū)算流量(liàng)相差最(zui)小爲25%，1.25倍(bei)，最大爲(wèi)47.4%，1.48倍。假設(she)某天然(ran)氣場站(zhan)每天生(shēng)産的天(tian)然氣🍓爲(wèi)5x106m3,每周清(qīng)洗一次(ci)，每次20分(fen)鍾,按照(zhào)實際流(liu)量與估(gu)算流✔️量(liang)相差1.25倍(bèi)計算,則(ze)估算流(liú)量與實(shi)際流量(liàng)相差約(yuē)69445m3。全年清(qing)洗48次，則(ze)相差約(yuē)3.4x106m3。清洗次(cì)數越多(duo)、時間越(yue)長，流量(liàng)損失也(yě)就越大(da)。如果不(bú)進行流(liú)量☎️補償(cháng)，勢必會(huì)造成估(gu)算的天(tian)然氣流(liú)量偏低(dī)，有失計(ji)量的公(gong)平、公正(zhèng)。因此，在(zài)估算天(tiān)然氣流(liú)量時進(jìn)行補償(chang)是非常(cháng)必要的(de)。

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