摘要(yào)：整流器作爲氣(qi)體平整裝置，其(qi)作用是将天然(rán)氣👌的流👈态從紊(wěn)流變爲平流，從(cong)而使後端标準(zhun)孔闆流量計 的(de)計量更加正确(que)。爲了有效提高(gāo)整流器在天然(ran)氣生産中的使(shǐ)用效果、延長其(qí)使用壽命、解決(jué)整流器在天然(ran)氣生産與計量(liàng)過🔆程中所面臨(lín)的清洗困難🚶、維(wei)護不便等問🙇🏻題(ti)，以天然氣計量(liàng)中具❗有代表性(xing)的管式整流器(qì)爲研究對象，分(fèn)析了現用管式(shì)整流器🛀在生産(chǎn)過程中的弊端(duān)與不足，針對性(xìng)地提出了解決(jué)方法。研究🏒結果(guǒ)表明：經過對🙇🏻現(xian)有管式整流器(qì)的優化，克服了(le)傳統整流器拆(chai)裝工藝繁瑣、作(zuo)業風險高等不(bú)足，提高了現🈲場(chang)作業的安全性(xing)😄，原創性地研📱制(zhì)了一種可在線(xian)維護的體積流(liú)量計整流器。結(jié)論⭕認爲，所設計(ji)的新型整流器(qi)克服了現有技(ji)術的不足，解決(jue)了整流器使用(yòng)過程🚶中拆裝工(gong)藝繁瑣、作業👌風(fēng)險高等問題，符(fú)合國家⛹🏻‍♀️規定的(de)使用标準，有效(xiào)提高了整流器(qì)清洗與維護的(de)效率💰。
0引言
　　天然(ran)氣作爲清潔能(neng)源，其需求量随(sui)着社會的發展(zhan)逐🈲年增大，與之(zhī)相應的是對天(tian)然氣計量的精(jīng)度要求高。目前(qián)，天然氣計量廣(guang)泛使用标準孔(kong)闆流量計。其原(yuán)理👄是以流體進(jìn)入孔闆前、後所(suo)形成的壓差爲(wei)基礎，通過理想(xiǎng)流态下的經驗(yan)公式結合✂️數學(xue)模型🧡進行計算(suan)，得出具體數值(zhí)。實際使用過✨程(cheng)中管内流态是(shi)否能滿足相應(ying)要求是計量精(jing)度的關鍵。通過(guò)前人研究🚶‍♀️表明(ming)，影響流量計精(jīng)度的因素較多(duō)，特别是氣體流(liu)态對計量精度(du)的影響。現階👌段(duàn)我國所使用的(de)整流♍器爲固定(ding)式🤟結構，但其存(cún)在較多缺陷，因(yin)此提出一種可(kě)在💋線維護的體(ti)積流量計整流(liu)器的設計思路(lu)，其💞使用、維護方(fāng)便，無需繁瑣的(de)工藝流程，使操(cāo)作人員的勞動(dong)強度及作業風(feng)險得以降低，工(gōng)作效率提高的(de)同時還可節約(yue)生‼️産成本。
1固定(ding)式整流器缺陷(xiàn)分析
　　整流器爲(wèi)氣體平整裝置(zhi)，安裝于标準孔(kong)闆流量計的前(qian)端❗，其作用是将(jiang)天然氣的流态(tài)從紊流變爲平(píng)流，從而使後端(duān)标準孔闆流量(liàng)計的計量更加(jiā)正确。目前所使(shǐ)用的整流器均(jun)爲固定式結構(gou)（圖1）。
 
　　整流器在工(gōng)作過程中，由于(yú)氣流所攜帶的(de)雜質會使管🐕内(nei)堆積污垢，引起(qi)管束内部堵塞(sai)或半堵塞，易形(xíng)成紊流，使整流(liú)效果變差。通過(guò)對現有固定式(shì)整流器結構及(ji)使用效果分析(xī)，主要存在以下(xià)不足：①維護、清洗(xǐ)時必須要實施(shī)關井、放空、置換(huàn)等一系列流📞程(cheng)倒換及停産斷(duàn)氣等操🏃作，工作(zuo)程序繁瑣，不但(dan)影響氣井的正(zheng)常生産，還影響(xiǎng)對下遊天然氣(qì)用戶的正常供(gong)氣；②整流器作爲(wèi)計量裝置的一(yi)部分，與計量精(jing)🆚度密切相關，若(ruo)長🌏時間不清洗(xǐ)，會降低整流效(xiào)果，使紊流加重(zhòng)，影響計量的正(zhèng)确率，對企業經(jing)濟效益造成直(zhi)接影響；③若在拆(chāi)卸、更換的過程(cheng)中🥵遇到有毒或(huo)高壓氣流，可能(neng)會對操作人員(yuan)的人身安全造(zào)成🌈威脅。
2新型整(zheng)流器設計思路(lu)與特點
2.1工作原(yuán)理
　　設計改進以(yi)分體式閥腔爲(wei)基礎，通過滑闆(pǎn)閥的阻隔将其(qi)分爲🌏上、下兩個(ge)閥腔，并在工作(zuo)中利用齒輪♊軸(zhóu)逐層傳遞的🤟方(fāng)式将整流管（闆(pǎn)）從下閥腔移至(zhì)上閥腔。通過放(fang)空閥平衡上閥(fa)腔與外界壓力(li)，安全取出整流(liu)管👈（闆）。在對其清(qing)洗、維護後用相(xiang)同方式将其安(ān)裝歸位。
2.2結構設(she)計
　　根據國家标(biāo)準（GB／T21446-2008）規定，标準孔(kǒng)闆流量計整流(liú)器分爲兩種🌈：一(yi)種🈲爲管束式，即(ji)整流管；另一種(zhong)爲孔闆式，即💞整(zheng)流闆。兩者均爲(wèi)固🚩定式安裝模(mo)式。新型整流器(qi)在固定式✨整流(liú)器結構的基礎(chǔ)上🐕，以國家标準(zhun)爲依據，利用閥(fa)腔阻隔結構，結(jie)合齒輪傳動原(yuán)理💞進行設計，使(shǐ)其滿足對管束(shù)式及孔闆式的(de)使用需求（圖2）。
　　裝(zhuāng)置整體爲上、下(xià)雙閥腔式，外部(bù)通過閥體固定(dìng)螺絲使🌈其相連(lian)，閥腔内部通過(guo)滑閥的移動上(shang)、下阻隔。整流🔞管(guan)（闆）安放于下閥(fa)腔下部，兩端與(yǔ)輸氣管道相接(jie)，内部可使氣流(liú)平穩流通。整流(liú)管（闆）兩端外側(cè)設有齒輪槽，下(xià)閥腔底部爲排(pái)污槽，排污槽順(shùn)氣流方向的一(yī)側安⚽裝有排污(wu)閥。下閥腔上部(bù)兩端安裝有齒(chǐ)輪軸，其轉動時(shí)可帶動整流管(guǎn)（闆）上下移動👅。上(shang)閥📧腔底部爲滑(huá)閥，中部兩端設(she)計有與下閥腔(qiang)相同的齒輪軸(zhou)，其作用是接🛀替(ti)下閥腔齒輪對(dui)整😄流管（闆）的作(zuò)用，上閥腔頂部(bu)設計🤟有壓闆、頂(dǐng)闆以及頂絲，作(zuo)用爲密封及固(gù)定整流器頂部(bù)。腔體兩側安裝(zhuāng)有輔助設計，如(ru)下閥腔與上閥(fá)腔連接處設有(you)平衡閥及注脂(zhi)口，上閥腔頂部(bù)側面設置有放(fang)空閥。
 
注：1.輸氣管(guan)道；2.排污槽；3.下閥(fa)體；4.下閥腔；5.滑闆(pǎn)；6.滑闆閥；7.上閥體(ti)；8.上閥腔✌️；9.平衡閥(fá)；10.放空閥；11.壓闆；12.頂(dǐng)闆；13.頂絲；14.第一驅(qū)👉動裝置；15.第二驅(qū)動裝置；16.注脂孔(kong)；17.螺栓；18.整流管；19.導(dao)闆齒輪；20.滑闆齒(chi)輪；21.放空閥閥腔(qiāng)；22.平衡閥閥腔
2.3使(shi)用方法
　　裝置工(gōng)作前，首先對密(mì)封性進行檢查(cha)，保證其處于安(ān)㊙️全工作㊙️狀态。工(gong)作時主要包括(kuo)整流管（闆）平穩(wěn)提升、整流管（闆(pǎn)）安全取出以及(jí)整流管（闆）安裝(zhuāng)歸位三個部分(fèn)。整流管⁉️（闆）平穩(wen)⁉️提升：打開平衡(héng)閥，使上閥腔與(yǔ)下閥腔✊連通，從(cong)而平衡上閥腔(qiāng)與下閥🆚腔内的(de)壓🐆力。其次，打開(kai)滑闆閥，驅動下(xià)閥腔齒輪🤩軸，将(jiang)整流管（闆）從下(xia)閥腔移至上閥(fa)腔，接着關閉滑(huá)闆閥，關閉平衡(héng)閥。整流💃管（闆）安(ān)🏃‍♂️全取出：打開放(fàng)空閥，上閥體通(tong)過放空通孔與(yu)外界大氣連通(tong)，使上閥腔與外(wai)界的壓力平衡(heng)。打開頂絲，取出(chu)頂闆、壓闆。驅動(dong)上閥腔齒輪軸(zhóu)，将整流管（闆）從(cong)上閥腔取出。整(zhěng)流管（闆）安裝歸(guī)位：将整流管（闆(pan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼）放入上閥腔，驅(qū)動上閥腔齒輪(lún)軸，将整🌈流管（闆(pan)）下放上閥腔底(di)部爲止。蓋🧑🏽‍🤝‍🧑🏻好壓(ya)闆、頂闆，安裝頂(ding)絲，關閉🏒放空閥(fá)。打開平衡閥，使(shi)✊上閥腔❌與下閥(fá)腔💰内的壓力平(ping)衡。打開滑闆閥(fá)，驅動下閥腔齒(chi)輪軸，将🔅整流管(guan)（闆）從上閥腔移(yí)至下閥📱腔。關閉(bi)滑闆閥，關閉平(píng)衡閥。打開放空(kong)閥，将上閥腔氣(qi)體放空，确保上(shang)閥腔内部壓力(lì)平穩，最後關閉(bi)放空閥。
2.4性能特(tè)點
　　設計發明的(de)新型整流器的(de)優勢主要在于(yu)提取、安裝❗整流(liu)管的過程中無(wu)需截斷流體或(huo)置換流體管路(lù)，實現在線維㊙️護(hu)整流器。此外，設(she)計驅動裝置使(shǐ)整流管在上下(xia)閥腔内穿梭時(shi)，可實現整流管(guan)兩端同步升降(jiàng)，使整流器安👈裝(zhuang)與拆卸🙇🏻快捷、簡(jian)便。整個維護過(guo)程可避免高壓(yā)流體給現場操(cao)作人員帶來傷(shāng)害，同時也解決(jue)💯了清洗、更換整(zhěng)流👣器時需要停(tíng)産的問題。
　　通過(guo)上閥腔齒輪軸(zhóu)、滑闆閥、下閥腔(qiāng)齒輪軸的配合(hé)就可移動🔆管♋腔(qiāng)内的整流管（闆(pǎn)），取出與安裝歸(gui)位的整個過程(cheng)簡單、平穩、快捷(jie)💁，實現了在線維(wei)護整流器，減少(shǎo)天然氣或有毒(du)有害氣體與操(cao)作人員的接觸(chù)，消除了潛在的(de)危險。
3新型整流(liu)器與固定式整(zhěng)流器實用性對(duì)比
　　新型整流器(qì)較傳統固定式(shì)整流器在清洗(xi)時間、清洗💔方式(shì)、作業方式、計量(liang)精度影響以及(jí)操作的安全性(xing)方面具有更好(hao)的效果，提高工(gōng)作效率的同時(shi)，對作業期間的(de)安全性也有了(le)明顯保障（表1）。同(tong)時，根據相關管(guan)理🤟規定，計量設(shè)備需在半年内(nèi)清洗、維護，但🤟受(shou)實際生産條件(jian)的限制，難以達(dá)到管✊理規定要(yao)求，新型整流器(qì)設計的提出，可(ke)有效解決無法(fǎ)按期清洗維護(hù)的☔問題。
 
4經濟效(xiào)益分析
　　固定式(shi)整流器從停産(chǎn)斷氣開始完成(chéng)一套清洗流程(chéng)一般☁️需要約4h，根(gēn)據要求每半年(nián)需清洗一次。清(qing)洗過程中無法(fa)持續生産，會📞影(yǐng)響天然氣銷售(shòu)量以及用戶用(yòng)氣。以單井日産(chan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量爲30×104m³計算，天然(ran)氣出廠價按1.548元(yuán)／m³（含稅及管輸費(fei)）計算，清洗一次(cì)影響天⭐然氣銷(xiāo)售量約爲5×10104m³，損失(shī)銷售額達7.74萬元(yuán)，全年合計則爲(wèi)15.48萬元。若按照油(yóu)氣田全🈲年生産(chǎn)天然氣量爲300×108m³計(jì)算，由于清洗影(ying)響全年天然氣(qì)💜銷售量達2700×10104m³，損失(shi)銷售額約爲4000萬(wàn)元。
　　對于低壓低(di)産積液氣井，年(nian)度産氣量約爲(wei)5×108m³，一旦氣井關井(jing)将有📞可能不能(neng)複産，需要氣舉(jǔ)增壓機等措施(shi)輔助複🔞産，預計(jì)年度因實施複(fú)産措施而減産(chǎn)的天然氣産量(liang)約爲500×104m³，損失的價(jià)值約爲770萬🐅元。若(ruò)采用新型整流(liú)器，預計可有效(xiào)解決上述兩項(xiang)問題，減少企業(yè)經濟效益損失(shi)。
5結論
1）通過查閱(yue)整流器相關資(zi)料，發現并總結(jié)了目前國内現(xiàn)有固定式整流(liú)器的缺點與不(bu)足。
2）經過對現有(you)固定式整流器(qì)設計的優化，原(yuán)創性地設🆚計了(le)一種可在線維(wéi)護的體積流量(liang)計整流器。克服(fu)了傳統❄️整流器(qì)拆🤞裝工藝繁瑣(suo)、作業風險高等(děng)不足，在實現可(kě)在線清洗📞、維護(hu)的同時提高了(le)現場作業的安(an)全性。
3）雖然所設(she)計的裝置暫未(wèi)在氣田現場進(jìn)行實際應🌂用，但(dan)目📧前已通過國(guo)家石油天然氣(qi)大流量計量站(zhan)成都分站的檢(jian)測，表明該設計(jì)符合國家規定(dìng)的使用标準，後(hou)期将會結合現(xiàn)場實際應用⛷️效(xiào)果進一步🏃‍♂️優化(hua)。

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