0 引(yin)言
   天然氣(qi)計量是一(yi)種動态的(de)間接的多(duo)參數的綜(zong)合計量，在(zai)⁉️整個流量(liang)計量領域(yu)中難度非(fei)常大，影響(xiang)因素多。國(guo)内天然氣(qi)貿易交接(jie)結算選用(yong)的流量計(ji)有📧很多種(zhong)，而采用标(biao)準孔闆流(liu)量計 計量(liang)是廣泛方(fang)式。由于孔(kong)闆計量方(fang)式結構簡(jian)單牢固、使(shi)用期限長(zhang)、可在線更(geng)換檢修、計(ji)量精度比(bi)較高，成爲(wei)天然氣貿(mao)易交🤟接結(jie)算重要的(de)計量方式(shi)，在油氣田(tian)均有廣泛(fan)應用。
1 配氣(qi)站計量現(xian)狀
   天然氣(qi)配氣站擔(dan)負着城鎮(zhen)居民天然(ran)氣流量調(diao)配及輸配(pei)🔞任務，在用(yong)氣高峰和(he)低峰需要(yao)根據流量(liang)進行調🏃配(pei)，滿足工業(ye)及居民用(yong)氣。
   結合天(tian)然氣配氣(qi)隊實際情(qing)況，提高天(tian)然氣計量(liang)準确度減(jian)少貿📱易摩(mo)擦，勝利油(you)田配氣站(zhan)天然氣計(ji)量大部🔞分(fen)采用孔闆(pan)流量計。配(pei)氣隊天然(ran)氣計量實(shi)現了溫度(du)、壓力、流量(liang)等現場數(shu)據的自動(dong)⭐采集與處(chu)理🐇、顯示和(he)報表的打(da)印🐅，實現了(le)遠程的實(shi)時監控、實(shi)時💜數據傳(chuan)輸，達👌到了(le)計量全過(guo)程的自動(dong)化運行。
   高(gao)級孔闆計(ji)量系統由(you)孔闆閥、 智(zhi)能差壓變(bian)送器 、 智能(neng)壓力變送(song)器 、 一體化(hua)溫度變送(song)器 以及流(liu)量計算顯(xian)示裝置組(zu)成，包括硬(ying)件和軟件(jian)兩部💜分。其(qi)系統結構(gou)拓撲圖如(ru)圖1所示。

2 孔(kong)闆流量計(ji)的計量誤(wu)差分析
   天(tian)然氣行業(ye)标準《用标(biao)準孔闆流(liu)量計測量(liang)天然氣流(liu)量》（GB/T 21446）規定了(le)标準孔闆(pan)的技術參(can)數要求、内(nei)部結構形(xing)式、孔闆的(de)取壓方式(shi)、流量計使(shi)用方法以(yi)及計算、不(bu)确定度的(de)資料，爲天(tian)然氣标準(zhun)孔闆流量(liang)計計量提(ti)供了标準(zhun)依據。但在(zai)實際應用(yong)中，由于現(xian)場使用條(tiao)件變化引(yin)🏃起的誤差(cha)和計量儀(yi)表本💃🏻身誤(wu)差，經常使(shi)孔闆流量(liang)計的精度(du)不能達到(dao)要求。本文(wen)結合孔闆(pan)流量計在(zai)配氣站交(jiao)接計量中(zhong)的應用情(qing)況從基本(ben)誤差和附(fu)加誤差兩(liang)方面對孔(kong)闆流量計(ji)的計量誤(wu)差進行分(fen)析，并探讨(tao)解決方☁️法(fa)。
2.1 基本誤差(cha)
   基本誤差(cha)是由計量(liang)裝置本身(shen)精度所決(jue)定的誤差(cha)，是不可避(bi)免的，一般(ban)在 1% ～ 2% 範圍内(nei)。爲了規範(fan)孔闆計量(liang)，《天然氣計(ji)量系統技(ji)術要求》（GB/T 18603）對(dui)計量系統(tong)進行了說(shuo)明和要🐇求(qiu)，同時對計(ji)量系統儀(yi)☔器儀表精(jing)度等級進(jin)行了要求(qiu)。
   基地配氣(qi)隊孔闆計(ji)量系統選(xuan)用的差壓(ya)變送器、壓(ya)力變送器(qi)、溫度變送(song)器的準确(que)度分别爲(wei)：0.25%、0.25%、0.5%，符合《天然(ran)氣計量系(xi)統技術要(yao)求》（GB/T 18603）中 B 級系(xi)統配套儀(yi)表準确度(du)⭕的要求。
2.2 附(fu)加誤差
   結(jie)合現場使(shi)用情況，對(dui)産生計量(liang)附加誤差(cha)的原因進(jin)行✨以下💛分(fen)析。
2.2.1 實際運(yun)行流量值(zhi)偏離設計(ji)流量值引(yin)起的誤差(cha)
   這是配氣(qi)站最常見(jian)也是貿易(yi)雙方最關(guan)心的問題(ti)🏃‍♀️，用氣量🧡具(ju)✂️有♈季節、日(ri)和小時的(de)不均衡性(xing)，用氣高峰(feng)和用氣低(di)峰變化範(fan)圍較大，且(qie)很難準确(que)的掌握用(yong)戶的用氣(qi)量，與設計(ji)流量值偏(pian)㊙️差很大。
   如(ru)果用于計(ji)算孔闆孔(kong)徑的最大(da)流量與現(xian)場實際的(de)最大流量(liang)偏離較大(da)，就會造成(cheng)計算出來(lai)的孔闆孔(kong)徑較大偏(pian)差。存在大(da)孔闆測小(xiao)流量的問(wen)題，由于🤟 ΔP 偏(pian)小，計量精(jing)度大大降(jiang)低。
2.2.2 節流裝(zhuang)置産生的(de)誤差
1）孔闆(pan)裝反引起(qi)測量誤差(cha)。在孔闆閥(fa)中安裝孔(kong)闆時，應保(bao)證孔闆的(de)安裝方向(xiang)正确，天然(ran)氣從孔闆(pan)的上端面(mian)流向🤩下端(duan)面。表3爲廬(lu)配供總配(pei)氣量與總(zong)配外供氣(qi)量的對比(bi)，正常情況(kuang)下廬配供(gong)總配氣量(liang)應大于總(zong)配外☔供氣(qi)量，如表2中(zhong)4.4日至4.6日數(shu)據。4.6日廬配(pei)至總配線(xian)孔闆裝反(fan)，導緻4.7日廬(lu)配供總配(pei)氣量小于(yu)總配外供(gong)氣量，引起(qi)較大誤差(cha)。

2）孔闆孔徑(jing)尺寸測量(liang)不準确引(yin)起測量誤(wu)差。在實際(ji)使用中⭐由(you)于條件限(xian)制，不能及(ji)時送到檢(jian)定部門進(jin)行檢定，而(er)是用遊标(biao)卡尺在現(xian)場測量。一(yi)方面存在(zai)目測誤差(cha)，另一🌈方面(mian)由于沒有(you)在标準♊狀(zhuang)況下進行(hang)計量标定(ding)，當現場環(huan)境及測量(liang)介質溫度(du)較高時，測(ce)量孔闆的(de)孔徑值将(jiang)偏高，造成(cheng)計量值比(bi)實際值偏(pian)高。如果孔(kong)闆厚度不(bu)符合标準(zhun)🌈、上下遊直(zhi)管段長度(du)不夠、計量(liang)💞裝置安裝(zhuang)不當都能(neng)引起測量(liang)誤差。
3）氣體(ti)的沖刷和(he)腐蝕引起(qi)測量誤差(cha)。天然氣從(cong)地層采出(chu)來，雖經分(fen)離、過濾，因(yin)其所含成(cheng)分十分複(fu)雜，且成分(fen)經常變化(hua)，從單井采(cai)🆚氣計量、集(ji)氣計量到(dao)配氣💯計量(liang)，氣質組成(cheng)都各不相(xiang)同，因🌈而流(liu)量計在使(shi)用過程中(zhong)宜受測量(liang)介質天然(ran)氣的💔沖刷(shua)和腐蝕，對(dui)孔闆和直(zhi)管段的沖(chong)刷腐蝕尤(you)爲嚴重。這(zhe)将影響到(dao)孔闆💞直角(jiao)入口邊緣(yuan)圓弧半徑(jing)和直管段(duan)内表面粗(cu)糙度🐪，使得(de)流出系數(shu)發生變化(hua)，測量的不(bu)确定度超(chao)出預♻️期值(zhi)[2]。
2.2.3 差壓變送(song)器引起的(de)誤差
   在現(xian)場環境條(tiao)件下，孔闆(pan)流量計裝(zhuang)置與差壓(ya)變送器之(zhi)間連接的(de)導壓管線(xian)容易發生(sheng)腐蝕、堵塞(sai)、冰凍等，是(shi)✍️孔闆流量(liang)計薄弱環(huan)節和使用(yong)維護的重(zhong)點。
1）差壓變(bian)送器零點(dian)容易漂移(yi)，造成靜壓(ya)、差壓值失(shi)真，造成‼️計(ji)算氣量比(bi)實際氣量(liang)偏差較大(da)。
2）差壓變送(song)器的閥組(zu)和導壓管(guan)易生鏽洩(xie)漏、堵塞。高(gao)壓側和低(di)壓側的連(lian)接件漏氣(qi)或堵塞，都(dou)會引起較(jiao)大的計量(liang)偏差。
  氣站(zhan)檢修期間(jian)，天然氣内(nei)含有固體(ti)懸浮顆粒(li)和油污引(yin)起廬㊙️配至(zhi)總配線的(de)下遊導壓(ya)管堵塞，導(dao)緻廬🈲配至(zhi)🚶‍♀️總配線計(ji)量數據偏(pian)大。
2.2.4 天然氣(qi)組分變化(hua)引起的誤(wu)差
   天然氣(qi)從單井到(dao)集氣站和(he)配氣站，氣(qi)質組分各(ge)不🤟相同，因(yin)此流🌐量值(zhi)也不同。一(yi)方面，由于(yu)氣體組分(fen)的變化引(yin)起天然氣(qi)相💃對密🔞度(du)的變化，天(tian)然氣流量(liang)值與相對(dui)密度倒數(shu)的平方根(gen)成正比例(li)變化。另一(yi)方面，天然(ran)氣組分的(de)變化影響(xiang)壓縮因子(zi) Z 的🤩計算，造(zao)成壓縮因(yin)子的附加(jia)誤差，而🍓壓(ya)縮因子直(zhi)接影響工(gong)況📱流量轉(zhuan)化爲統一(yi)标準下的(de)氣💃🏻體流量(liang)。由此可見(jian)天然氣組(zu)分變化對(dui)📱計量的影(ying)響很大。
   2015 年(nian) 5 月份對廬(lu)配交接處(chu)的天然氣(qi)組分重新(xin)進行了取(qu)樣分析🙇‍♀️，取(qu)樣分析前(qian)後各組分(fen)含量發生(sheng)變化。由相(xiang)對密度計(ji)算🚶‍♀️公式可(ke)知取樣分(fen)析前後的(de)相對密度(du)分别爲 0.6495、0.6425，即(ji)取樣分析(xi)前後天然(ran)氣相對密(mi)度變化了(le) 1%。
3 提高孔闆(pan)流量計計(ji)量精度的(de)措施
   孔闆(pan)流量計計(ji)量精度與(yu)孔闆、管道(dao)條件、安裝(zhuang)質量等諸(zhu)多因素有(you)關，爲提高(gao)流量計量(liang)準确度，可(ke)采取以下(xia)措施。
3.1 孔闆(pan)流量計的(de)制造和組(zu)裝
   孔闆的(de)直徑、厚度(du)、斜角、流量(liang)計的外形(xing)、粗糙度等(deng)均應🏃🏻‍♂️滿足(zu) GB/T 2624.2 的要💋求。流(liu)量計制造(zao)和組裝需(xu)符合GB/T 21446 及 API MPMS 14.3.3 的(de)要求。孔闆(pan)的🈲密封墊(nian)圈👌應采用(yong)耐腐蝕、抗(kang)老化、滿足(zu)輸送介質(zhi)溫度的材(cai)料，在♌組裝(zhuang)時應保證(zheng)任何點都(dou)不會突入(ru)管道，且不(bu)影響流量(liang)的計量精(jing)度。孔闆片(pian)與導闆之(zhi)間，上下腔(qiang)之間應有(you)良好密封(feng)。
   孔闆流量(liang)計制造是(shi)需要設置(zhi)排污閥和(he)放空閥，排(pai)放應彙總(zong)爲一個總(zong)放空接口(kou)，統一排放(fang)。孔闆流量(liang)計的直管(guan)段要根據(ju)孔闆前後(hou)端工藝配(pei)管的形式(shi)來确定長(zhang)度，考慮一(yi)定的富餘(yu)系數，一☁️般(ban)按前 30D 後 15D 來(lai)布置[3]。
3.2 合理(li)選擇測量(liang)儀表
   爲了(le)避免“大馬(ma)拉小車”或(huo)“小馬拉大(da)車”現象産(chan)生的誤差(cha)，建議嚴格(ge)按照 GB/T 18603《天然(ran)氣計量系(xi)統技術要(yao)求》要求選(xuan)用合适量(liang)程儀♉表。首(shou)先要根據(ju)輸氣流量(liang)，選擇最佳(jia)内徑的孔(kong)闆。智能㊙️差(cha)壓變🌂送器(qi)量程宜在(zai)滿量程 10% ～ 90%，智(zhi)能壓力變(bian)送器量程(cheng)宜在滿量(liang)程30%～75%，采選用(yong)絕壓量程(cheng)儀表，精度(du)建議選用(yong)0.1%。
3.3 儀表的安(an)裝
   孔闆流(liu)量計應垂(chui)直于管道(dao)軸線安裝(zhuang)，且與管道(dao)同心，偏差(cha)應滿足小(xiao)于 1°。孔闆流(liu)量計應配(pei)套提供機(ji)械📱裝置指(zhi)示孔闆片(pian)，用來測試(shi)是否安裝(zhuang)在管徑中(zhong)心[4]。孔闆安(an)裝在在法(fa)蘭之間固(gu)定後，允許(xu)自由熱膨(peng)脹而不産(chan)生扭曲變(bian)形，在滿足(zu)設計壓力(li)的情況下(xia)，由于其它(ta)作用力或(huo)差壓引♻️起(qi)的彈性形(xing)變、塑性扭(niu)曲都不應(ying)超過直線(xian)斜度的 1%。孔(kong)闆上下遊(you)取壓孔的(de)直徑相同(tong)，建🤞議直徑(jing)應小于13mm；取(qu)壓孔中心(xin)線應平行(hang)于地面、且(qie)與管道中(zhong)心線垂直(zhi)相交，偏差(cha)不應大于(yu) 3°。
3.4 加強計量(liang)管理維護(hu)、健全計量(liang)規章制度(du)
   加強計量(liang)裝置的日(ri)常管理維(wei)護，如定期(qi)對壓力儀(yi)☀️表進行計(ji)量标定，發(fa)現有異常(chang)或損壞情(qing)況，應及時(shi)進行維修(xiu)🥵；冬季🔞氣溫(wen)下降❤️，易發(fa)生凍堵，需(xu)增加排污(wu)✂️次數，給差(cha)壓變送器(qi)加裝保溫(wen)設備；加強(qiang)節孔闆流(liu)量計的排(pai)污和清洗(xi)檢查等等(deng)🌈[5]。健全計量(liang)🙇‍♀️規章制度(du)⭕，如定期維(wei)護、周期送(song)檢等✌️。嚴格(ge)管理，做到(dao)計量裝置(zhi)有記錄，操(cao)作有規程(cheng)，使用有制(zhi)度，維修有(you)周期❤️。
3.5 加強(qiang)業務培訓(xun)、提高技術(shu)人員素質(zhi)
   加強現場(chang)操作員的(de)業務培訓(xun)，提高操作(zuo)員的技術(shu)水🎯平和㊙️解(jie)決問題的(de)能力，更好(hao)的做好流(liu)量計地檢(jian)修、維護、保(bao)養工🔴作。
4 結(jie)束語
   孔闆(pan)流量計在(zai)油田已經(jing)應用多年(nian) , 起到重要(yao)的作用。同(tong)時還能改(gai)善勞動條(tiao)件，節省人(ren)力，提高天(tian)然氣調配(pei)水平和操(cao)作人員的(de)工作效率(lü)，降低生産(chan)成本。孔闆(pan)流量計在(zai)應用中将(jiang)進一步優(you)化和完善(shan)、降低🈲誤差(cha)，提高🙇‍♀️計量(liang)準确性

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