摘要：智能型旋(xuán)進旋渦流量計(jì) 是大慶油田常(chang)用的計量流量(liang)的儀表。通過對(dui)流量計檢定過(guò)程中産生的誤(wu)差原因及使用(yong)過程中出現的(de)✏️誤差進行分析(xi)，提出在油田計(jì)量天然氣離線(xian)檢定過程中的(de)離線檢定和校(xiào)驗方法，使其誤(wù)差降到最小，達(dá)到準确計量的(de)目的。
　　在油田伴(ban)生天然氣或幹(gàn)氣流量計量中(zhong)，如果計量⛱️工藝(yi)在♉計量🍉天然氣(qi)瞬時流量較小(xiǎo)或流量波動幅(fú)度較大的情況(kuang)下，即選擇傳統(tǒng)的 孔闆流量計(ji) 測量就會違背(bèi)或不符合石油(you)天然氣SY/T6143--2004标準。例(li)如:标準中要♌求(qiú)“管道内的流量(liang)應該不随時間(jian)變化或實際，上(shàng)隻随時間有微(wēi)♉小的變化”，對于(yú)采用法蘭取壓(yā)🔆的孔闆流量計(jì)又要求“ReD≥12603'D”(Re爲雷諾(nuo)數;β爲管道上孔(kong)闆流量計的直(zhí)徑比;D爲管⭕道内(nèi)徑)。一旦不符合(he)這些條件，孔闆(pǎn)流量計測量準(zhun)确性🐅就會受到(dào)很大影響"。
　　智能(néng)型旋進旋渦流(liú)量計(以下簡稱(cheng)流量計)是被廣(guang)泛運用在油田(tián)計量天然氣工(gong)藝過程中的速(sù)度式🚶流量檢測(cè)儀表🔞，尤其是當(dāng)工藝管徑小于(yú)或等于DN150mm時。流量(liang)計采用微功耗(hao)高新技術和先(xian)進的微機技術(shù)，憑借結構🥰緊湊(cou)、功能強以及和(hé)成套孔闆裝置(zhì)比成♊本更加低(di)等優點，可廣泛(fan)适用于天然⁉️氣(qì)、水、石油等多類(lei)介質的流量檢(jian)測，并實現了溫(wen)度、壓力和壓縮(suō)🌏系數等動态參(cān)數的在線自動(dòng)補償。據此補償(chang)獲得☎️了在離線(xiàn)檢定過程🍓中壓(ya)力、溫度拟合動(dong)态參數變化的(de)檢定方法，經檢(jiǎn)索此方法首次(ci)用于油田計量(liang)❤️天然氣離線檢(jian)定中。着重對流(liú)量計在現場應(yīng)用、離🧑🏽‍🤝‍🧑🏻線檢定和(hé)校🥰驗等要素進(jìn)行簡要分析,并(bing)提出改進建議(yi)和建立相關企(qi)業标準。
1.流量計(ji)工作原理、結構(gòu)及特點
1.1工作原(yuán)理
　　智能型旋進(jìn)漩渦流量計流(liu)量傳感器的流(liú)通剖面類似文(wén)丘利管的型線(xiàn)，在入口側安放(fang)一組螺旋型導(dao)流葉片。當流體(tǐ)進人流量傳感(gan)器時，導流葉片(piàn)迫使流體🔴産生(sheng)劇🥰烈的旋渦流(liú);當流體進入擴(kuo)散段時，旋渦流(liu)受到回流的作(zuò)用，開始作二次(cì)旋💔轉，形成陀螺(luo)式的渦流進動(dòng)現象。該進動頻(pin)率與流量大小(xiǎo)成正比，不受流(liú)❌體物理性，質和(he)密度的影響，檢(jiǎn)測元件測得流(liú)體🚶二次旋轉進(jìn)動頻率就能在(zài)較寬的流量範(fàn)圍内獲得良好(hao)的👉線性度。信号(hào)經前置放大器(qi)放大、濾波、整✉️形(xíng)轉換爲與流速(su)成正比的脈沖(chòng)信号，然後再與(yǔ)溫度、壓力等檢(jian)測信号一起被(bei)送♊往微處理♌器(qi)進行積算處理(li)，在液晶顯示屏(píng)上顯示出測量(liàng)結果(瞬時流量(liang)、累積流量及溫(wen)度、壓🔞力數據)。流(liu)量計由溫度和(hé)壓力檢測模拟(nǐ)通道、流量傳感(gǎn)🐕器通道以及微(wei)處理器單元組(zǔ)成，并配有外輸(shū)出信号接口，輸(shū)出各種信号。
　　當(dang)被計量介質沿(yán)着流動的流體(ti)進人流量傳感(gǎn)器人口時，螺旋(xuan)形葉片強迫流(liu)體進人旋轉運(yùn)動，于是在旋渦(wo)發生體中心💯産(chan)生旋渦流，旋渦(wō)流在文丘利管(guǎn)中旋進，到達收(shōu)縮段💁突然節☂️流(liu)使旋渦流加速(sù)。當🚶‍♀️旋渦流進人(ren)擴散段後，因回(hui)流作用強迫進(jìn)行旋進式二次(ci)旋轉，此時旋渦(wō)流㊙️的旋轉頻率(lǜ)💰與介質流速🧑🏽‍🤝‍🧑🏻成(cheng)正比，并爲線性(xing)。兩個壓電傳感(gan)器檢測的微弱(ruo)電㊙️荷信号，同👉時(shi)經前置放大器(qì)放大、濾波、整形(xing)後變成兩路頻(pín)率與流速成正(zhèng)比的脈沖信号(hao)，積算儀中的處(chù)理電路對兩路(lu)的脈沖信号進(jin)行比較與判别(bie)，剔❤️除幹擾信号(hào)，而對正常的流(liu)量信号進行計(ji)數處理。其工作(zuo)原理❄️如圖1所示(shì)。

1.2組成結(jie)構
　　流量計由殼(ké)體、旋渦發生體(tǐ)、除旋整流器、旋(xuán)渦檢測組件、壓(ya)力接😘口、信号輸(shū)出接口、溫度接(jiē)口等組成（圖2）。

1.3特點
1)測量(liàng)流量範圍較寬(kuān)，可有效工作在(zai)孔闆流量計無(wú)法準🌈确計量的(de)小流量區域。
2)在(zài)工藝安裝中，較(jiào)孔闆流量計可(kě)大大縮短儀表(biao)上、下遊直管段(duan)。
3)流量信号既可(kě)就地顯示，也可(ke)按需遠傳。
4)體積(ji)小、重量輕，便于(yu)離線标定。
5)無可(ke)動部件，對于一(yī)般的測量不存(cun)在儀表.的機械(xie)🛀🏻磨🔅損。
6)實現機電(dian)一體化，日常的(de)計量不需要人(ren)工值守。
2現場應(yīng)用與檢驗
2.1現場(chǎng)應用
　　油田的各(gè)類站、庫天然氣(qì)計量大面積應(ying)用智能型流量(liang)計，以大慶油田(tián)部分使用的流(liu)量計爲例，并抽(chōu)樣對幾年🐪來檢(jiǎn)定誤差進行對(dui)比(表1)。
　　通過對流(liú)量計的現場使(shǐ)用、跟蹤抽樣以(yǐ)及标校表明，流(liú)量計投用3年，誤(wu)差均在規定誤(wu)差範圍内;流量(liang)🌍計的重複性較(jiào)好，使用性能穩(wěn)定。
2.2離線檢定校(xiào)驗.
　　當被測量介(jiè)質爲氣體時，因(yīn)其密度受壓力(lì)、溫度影響較大(dà)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，爲了能準确計(ji)量氣體介質的(de)體積流量，對于(yú)油田生産中氣(qì)體的計‼️量，必須(xū)同時跟蹤被測(cè)量介質的壓力(lì)和溫度，并将不(bú)同工況下⛷️的氣(qi)體流量轉換成(cheng)标準狀态(P=101.325kPa,T=293.15K)下的(de)體積流量。流量(liàng)計雖然實現了(le)溫度、壓力🛀🏻和壓(ya)縮系數等動态(tài)參數的在線自(zì)動♉補償，但在流(liu)量計檢定過程(cheng)中僅限于對流(liú)量誤差進行标(biao)定，而沒有對其(qí)壓力和溫度檢(jian)測及其補償模(mó)塊進行動态變(biàn)化🈲拟和檢定與(yǔ)校驗。

式中:
Qn一标(biao)況下的體積流(liu)量，m'/h;
Pa一當地大氣(qi)壓力，kPa;
Pn一-标準狀(zhuang)态下的大氣壓(yā)力(101.325kPa);
Tn-标準狀态下(xià)的絕對溫度(293.15K);
T一(yī)被測流體的絕(jué)對溫度，K;
Zn-氣體在(zài)标況下的壓縮(suō)系數;
Z一氣體在(zài)工況下的壓縮(suō)系數;
P一流量計(jì)取壓孔測量的(de)表壓，kPa;
Qv一-工況下(xia)的體積流量，m'/h。
　　通(tong)過對流量計統(tǒng)計應用分析證(zhèng)實，由于受現場(chǎng)工況🈲條件影響(xiǎng)，流量計在使用(yong)過程中表内的(de)溫度、壓力檢測(cè)模塊會出現檢(jiǎn)測數據漂移。而(er)通常情況下對(duì)于流量誤差的(de)檢定，無法對溫(wen)度、壓力檢測模(mo)塊⛱️.的數據漂移(yí)進行校準，因此(ci)應對流量計的(de)壓力、溫度模塊(kuài)進行校準，從而(er)減小由于壓力(lì)⭐、溫度精度影🔴響(xiang)所導緻的氣體(ti)流量計量誤✂️差(chà)，降低計量氣量(liang)的損失叫。
3技術(shu)經濟效果評價(jia)
　　氣體計量儀表(biao)壓力标定器設(she)計和使用，已填(tián)補了大㊙️慶油田(tián)⭕氣體流量計離(lí)線檢定、校驗量(liàng)值傳遞中壓力(li)補償檢定的空(kōng)白;同時，配套應(yīng)用精度高GDW-800型高(gāo)低溫試驗裝置(zhi)對溫度補償檢(jian)測與檢定"，從而(ér)減小系統測量(liàng)過程中由于壓(ya)力和溫度波動(dòng)帶來的壓💃🏻力、溫(wen)度參數誤差和(he)系統誤差，以及(ji)由🛀此而産生的(de)計量效益損失(shi)。
1)根據氣體流量(liàng)計數學模型對(dui)比初步評估計(ji)算，假❄️設其他☎️參(cān)數不變的情況(kuàng)下，理論壓力誤(wù)差漂移千分之(zhī)三(即0.3%)，那麽流量(liang)誤差将在0.9%左右(yòu)。以某廠年度外(wài)🈲輸天然氣總量(liang)4.3x108m3/a爲例進行簡易(yì)理論計算，可減(jiǎn)少誤🌂差!氣量3.87x106m3/a,即(jí)每年可減少潛(qián)在的💘天然氣計(ji)☂️量損失3.87x104m3/a,。按目前(qian)油田濕❤️氣價格(ge)夏季(210天)爲0.3元/m',冬(dōng)季🈲(150天)爲0.9元/m'計算(suàn)，年創經濟效益(yi)✍️可達212.9萬元
2)根據(jù)氣體流量計數(shu)學模型對比初(chu)步評估計算，假(jiǎ)設🈲其它參數不(bu)變的情況下，理(li)論溫度誤差漂(piao)移千分之一(即(jí)0.1%)，那麽🐕流量誤差(cha)将在0.05%左右。溫度(du)誤差影響🏒産生(shēng)的經濟效益如(rú)上🆚所述.
4存在問(wèn)題、注意事項及(jí)數字化改進建(jiàn)議
4.1存在問題
1)根(gen)據計量現場的(de)生産變化情況(kuang)，通過設置截止(zhǐ)頻率自行🔱調整(zheng)流量計的始動(dòng)流量。但是，如果(guo)截止頻率設🥰定(ding)太🔱低，流🚶量計的(de)敏感程度相應(yīng)提高,外界的一(yi)些微弱振動或(huò)雜散🌈信号就有(yǒu)可能導緻流量(liang)計在沒有被測(ce)介質通過的情(qíng)況下開始動作(zuò)，造成流🙇‍♀️量的多(duo)計現象;如果截(jié)止🏃🏻‍♂️頻率設置太(tai)高，流量計的🌈始(shǐ)動流量相應增(zēng)大，可能造成流(liú)量的漏記現象(xiàng)。
2)對噪聲或震動(dòng)等幹擾信号較(jiao)爲敏感。如果在(zài)流量計測💃🏻量上(shàng)遊有明顯的噪(zào)聲、擾動(由流向(xiang)改變或節流引(yin)起的嘯叫或機(ji)✨械震🤩動)或在靠(kao)近流量計.的附(fù)近有較強的磁(cí)場，那麽流量計(ji)的運行将受到(dào)一定💰程度的影(ying)響。
3)沒有測量參(cān)數的曆史記錄(lù)。由于流量測量(liàng).是工藝控制、成(chéng)本考核等的重(zhong)要依據，有時就(jiù)要對不同曆史(shi)時期的測量數(shù)據進行對比分(fen)析，需要調用溫(wēn)度、瞬時(累積)流(liú)量、壓力的曆史(shi)記錄;所以🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，如果(guo)不采取人工定(dìng)期錄取，就無㊙️法(fa)獲得所需資料(liao)。
4.2注意事項
1)室内(nèi)外安裝時，流量(liang)計應有以防積(jī)液、日曬、雨水浸(jìn)透和寒區保溫(wēn)及區域差别等(deng)措施，安裝流量(liang)計前應清理管(guan)道内各種雜物(wu)，從而保證流量(liàng)計使用壽📧命。
2)流(liu)量計安裝周圍(wei)不能有強烈的(de)機械振動或強(qiáng)的外磁場幹💚擾(rao)🚶‍♀️，應遠離流态幹(gàn)擾元件(彎頭、彙(hui)管、調壓💯閥、壓縮(suo)機、大小🥵頭等)，保(bao)持流量計内壁(bì)光滑平直及前(qian)後直😄管段同心(xīn)，保證被測介質(zhi)爲潔淨的單相(xiang)流體等。
3)應定期(qi)對流量計進行(háng)标校，以保證流(liu)量計長期工作(zuò)♻️的準确性、可靠(kao)性(避免意外停(tíng)運和數據丢失(shī))。
4)對于同規格的(de)流量計，其旋渦(wo)導流體、發生體(tǐ)等核心組件不(bú)能互換，因清理(lǐ)表内各種雜物(wù)後檢定不合格(ge)，或更📱換傳感器(qì)👈等器件後都必(bi)須對其溫度及(jí)壓力補償傳感(gǎn)器進行系統校(xiao)正并重⭕新标定(dìng)儀表計量系數(shù)。
5)流量計應可靠(kào)接地，但不能與(yu)強電系統共地(di)以及✉️傳輸信号(hao)屏蔽，投運時應(ying)緩慢開關儀表(biao)閥防止瞬間氣(qi)流沖🌐擊而損壞(huài)流量🐆計。
4.3改進建(jiàn)議
1)建議流量計(jì)在出廠時完善(shan)對壓力、溫度補(bǔ)償模塊的功能(neng)，增設壓力、溫度(dù)補償模塊動态(tai)檢測、測量輸出(chū)端口。
2)建議智能(néng)表頭增設外接(jie)數據檢測口、RS-485通(tōng)訊口等，可直接(jiē)對流量☔計進行(háng)現場數據調校(xiao)，并具有自診斷(duàn)功能⚽和遠端地(di)址查詢，以💋及适(shi)應數字化油田(tian)對流量計的特(tè)殊功能要求。
5結(jié)束語
　　在對流量(liàng)計進行定期離(li)線标定與校驗(yàn)時，對流體壓力(li)和溫度💚參數變(bian)化所引起的測(cè)量誤差進行判(pan)定;在貿易或交(jiao)接計量時，可減(jiǎn)少上述原因引(yǐn)起的❌誤差所導(dao)緻的效益損失(shī)和量📞差糾紛，使(shǐ)其更具有🥰實用(yong)性、合🌈規性并符(fú)♻️合企業間利益(yì)。

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