摘要(yao)：智能型(xing)旋進旋(xuan)渦流量(liang)計 是大(da)慶油田(tian)常用的(de)計量流(liu)量的儀(yi)表。通過(guo)對流量(liang)計檢定(ding)過💔程中(zhong)産生的(de)誤差原(yuan)因及使(shi)用過程(cheng)中出現(xian)的誤差(cha)🔴進行分(fen)析，提出(chu)在油田(tian)計量天(tian)然氣離(li)線檢定(ding)過程中(zhong)的離線(xian)檢定和(he)校驗方(fang)法，使其(qi)誤差降(jiang)到最小(xiao)，達到準(zhun)确計量(liang)的目的(de)。
　　在油田(tian)伴生天(tian)然氣或(huo)幹氣流(liu)量計量(liang)中，如果(guo)計量工(gong)藝在計(ji)量天然(ran)氣瞬時(shi)流量較(jiao)小或流(liu)量波動(dong)幅度較(jiao)大的情(qing)況🈲下，即(ji)選擇傳(chuan)統的 孔(kong)闆流量(liang)計 測量(liang)就會違(wei)背或不(bu)符合石(shi)油天然(ran)氣SY/T6143--2004标準(zhun)。例如:标(biao)準👣中要(yao)求“管道(dao)内的流(liu)量應該(gai)不随時(shi)間變化(hua)或實際(ji)，上隻随(sui)時間有(you)微小的(de)變化”，對(dui)于采用(yong)法蘭取(qu)壓的孔(kong)闆流量(liang)計又要(yao)求“ReD≥12603'D”(Re爲雷(lei)諾數;β爲(wei)管道上(shang)孔闆流(liu)量計的(de)直❗徑比(bi);D爲管道(dao)内徑)。一(yi)旦不符(fu)合這些(xie)條件，孔(kong)闆流量(liang)計❗測量(liang)準确性(xing)👄就會受(shou)到很大(da)影響"。
　　智(zhi)能型旋(xuan)進旋渦(wo)流量計(ji)(以下簡(jian)稱流量(liang)計)是被(bei)廣泛🐉運(yun)用在油(you)田計量(liang)天然氣(qi)工藝過(guo)程中的(de)速度式(shi)流量檢(jian)測儀表(biao)，尤其㊙️是(shi)當🆚工藝(yi)管徑小(xiao)于或等(deng)于DN150mm時。流(liu)量計采(cai)用微♻️功(gong)耗高新(xin)技術🌐和(he)先進的(de)微機技(ji)術，憑借(jie)結構緊(jin)湊、功能(neng)強以及(ji)和成套(tao)孔闆😄裝(zhuang)置比成(cheng)🔞本更加(jia)低等優(you)點，可廣(guang)泛适用(yong)于天然(ran)氣、水、石(shi)油等多(duo)類介質(zhi)的🔴流🙇‍♀️量(liang)檢測，并(bing)實現了(le)溫度、壓(ya)力和壓(ya)縮系數(shu)等動态(tai)參數🈲的(de)在線自(zi)動補償(chang)。據此補(bu)償獲得(de)🈲了在離(li)線檢定(ding)過程中(zhong)壓力、溫(wen)度拟合(he)動态參(can)數變🥰化(hua)的檢定(ding)方法，經(jing)檢索此(ci)方法首(shou)次用于(yu)油田計(ji)量🏃🏻‍♂️天然(ran)氣離線(xian)檢定中(zhong)。着重對(dui)流量計(ji)在現場(chang)應用、離(li)✨線檢定(ding)和校驗(yan)等要素(su)進行簡(jian)要分析(xi),并提出(chu)改進建(jian)議和建(jian)立相關(guan)企業标(biao)準。
1.流量(liang)計工作(zuo)原理、結(jie)構及特(te)點
1.1工作(zuo)原理
　　智(zhi)能型旋(xuan)進漩渦(wo)流量計(ji)流量傳(chuan)感器的(de)流通剖(pou)面♌類似(si)文🈲丘😄利(li)管的型(xing)線，在入(ru)口側安(an)放一組(zu)螺旋型(xing)導流葉(ye)片。當流(liu)體進人(ren)流量傳(chuan)感器時(shi)，導流葉(ye)片迫使(shi)流體📱産(chan)生劇烈(lie)的旋渦(wo)流;當流(liu)體進入(ru)擴散段(duan)時，旋渦(wo)流受到(dao)回流的(de)🐅作用，開(kai)始作二(er)次旋轉(zhuan)，形成陀(tuo)螺式的(de)渦流進(jin)動現象(xiang)。該進動(dong)頻率與(yu)流量大(da)小成正(zheng)比，不受(shou)流體物(wu)理性，質(zhi)和密度(du)的影響(xiang)，檢測元(yuan)件測得(de)流體👄二(er)次旋轉(zhuan)進動頻(pin)率就能(neng)🥵在較寬(kuan)的流量(liang)範圍内(nei)獲得良(liang)好的線(xian)性度。信(xin)号經前(qian)置放大(da)器放大(da)、濾波、整(zheng)形轉換(huan)爲與流(liu)速成☀️正(zheng)比的脈(mo)沖信号(hao)，然後再(zai)與溫度(du)、壓力等(deng)檢測信(xin)号一起(qi)被送往(wang)微處理(li)器進行(hang)積算處(chu)理，在液(ye)晶顯示(shi)屏上顯(xian)示出測(ce)量結果(guo)(瞬時流(liu)量、累積(ji)流量及(ji)溫度🧡、壓(ya)力數據(ju))。流量計(ji)由溫度(du)和壓力(li)檢測模(mo)拟通道(dao)、流量💯傳(chuan)感器❗通(tong)道以及(ji)🏒微處理(li)器單元(yuan)組成，并(bing)配有外(wai)輸出信(xin)号接口(kou)，輸😄出各(ge)種信号(hao)。
　　當被計(ji)量介質(zhi)沿着流(liu)動的流(liu)體進人(ren)流量傳(chuan)感器✍️人(ren)口時🔆，螺(luo)旋形葉(ye)片強迫(po)流體進(jin)人旋轉(zhuan)運動，于(yu)是在旋(xuan)渦發生(sheng)體中心(xin)👣産生旋(xuan)渦流，旋(xuan)渦流在(zai)文丘利(li)管中旋(xuan)進，到達(da)收縮段(duan)突然節(jie)流使旋(xuan)渦流加(jia)速。當旋(xuan)渦流進(jin)😘人擴散(san)段後，因(yin)回流作(zuo)用強迫(po)進行旋(xuan)進式二(er)次旋轉(zhuan)，此時旋(xuan)渦流的(de)旋轉頻(pin)率與介(jie)質流速(su)👉成正比(bi)，并爲線(xian)性。兩個(ge)壓電傳(chuan)感器檢(jian)測的微(wei)弱電荷(he)信号，同(tong)時經前(qian)⭕置放大(da)器放大(da)、濾波、整(zheng)形後變(bian)成😘兩路(lu)頻率與(yu)流速成(cheng)正比的(de)脈沖信(xin)号，積😍算(suan)儀中的(de)👣處理電(dian)路⭐對兩(liang)路的脈(mo)沖信号(hao)進行比(bi)較與判(pan)别，剔✌️除(chu)幹擾信(xin)号，而對(dui)正常的(de)🈚流量信(xin)号進行(hang)計數處(chu)理。其工(gong)作原理(li)如圖1所(suo)示。

1.2組成(cheng)結構
　　流(liu)量計由(you)殼體、旋(xuan)渦發生(sheng)體、除旋(xuan)整流器(qi)、旋渦檢(jian)測組件(jian)、壓力接(jie)💃🏻口、信号(hao)輸出接(jie)口、溫度(du)接口等(deng)組成（圖(tu)2）。

1.3特點
1)測(ce)量流量(liang)範圍較(jiao)寬，可有(you)效工作(zuo)在孔闆(pan)流量計(ji)無法準(zhun)确計量(liang)的小流(liu)量區域(yu)。
2)在工藝(yi)安裝中(zhong)，較孔闆(pan)流量計(ji)可大大(da)縮短儀(yi)表上、下(xia)遊直🤟管(guan)段。
3)流量(liang)信号既(ji)可就地(di)顯示，也(ye)可按需(xu)遠傳。
4)體(ti)積小、重(zhong)量輕，便(bian)于離線(xian)标定。
5)無(wu)可動部(bu)件，對于(yu)一般的(de)測量不(bu)存在儀(yi)表.的機(ji)械🔆磨損(sun)。
6)實現機(ji)電一體(ti)化，日常(chang)的計量(liang)不需要(yao)人工值(zhi)守。
2現場(chang)應用與(yu)檢驗
2.1現(xian)場應用(yong)
　　油田的(de)各類站(zhan)、庫天然(ran)氣計量(liang)大面積(ji)應用智(zhi)能型流(liu)量🌏計，以(yi)大慶油(you)田部分(fen)使用的(de)流量計(ji)爲例，并(bing)抽樣對(dui)幾年來(lai)檢定誤(wu)差進行(hang)對比(表(biao)1)。
　　通過對(dui)流量計(ji)的現場(chang)使用、跟(gen)蹤抽樣(yang)以及标(biao)校表明(ming)，流量計(ji)投用3年(nian)，誤差均(jun)在規定(ding)誤差範(fan)圍内;流(liu)量計的(de)重複性(xing)較好，使(shi)用性能(neng)穩定。
2.2離(li)線檢定(ding)校驗.
　　當(dang)被測量(liang)介質爲(wei)氣體時(shi)，因其密(mi)度受壓(ya)力、溫度(du)影響較(jiao)大，爲了(le)能準确(que)計量氣(qi)體介質(zhi)的體積(ji)流量，對(dui)🍉于油田(tian)生産中(zhong)氣體🔴的(de)計‼️量，必(bi)須同時(shi)跟蹤被(bei)測量介(jie)質的壓(ya)力和溫(wen)度，并将(jiang)不同🏒工(gong)況下的(de)氣體流(liu)量轉換(huan)成标準(zhun)狀态(P=101.325kPa,T=293.15K)下(xia)的體積(ji)流量。流(liu)量計雖(sui)然實現(xian)了溫度(du)、壓力和(he)壓縮系(xi)數等動(dong)态參數(shu)⭐的在線(xian)自動補(bu)償，但在(zai)流量計(ji)檢定過(guo)程中僅(jin)限于對(dui)流量誤(wu)差進行(hang)标定，而(er)沒有對(dui)其壓力(li)和溫度(du)檢測及(ji)其補償(chang)模😘塊進(jin)行動态(tai)變化⁉️拟(ni)和檢定(ding)與校驗(yan)👅。

式中:
Qn一(yi)标況下(xia)的體積(ji)流量，m'/h;
Pa一(yi)當地大(da)氣壓力(li)，kPa;
Pn一-标準(zhun)狀态下(xia)的大氣(qi)壓力(101.325kPa);
Tn-标(biao)準狀态(tai)下的絕(jue)對溫度(du)(293.15K);
T一被測(ce)流體的(de)絕對溫(wen)度，K;
Zn-氣體(ti)在标況(kuang)下的壓(ya)縮系數(shu);
Z一氣體(ti)在工況(kuang)下的壓(ya)縮系數(shu);
P一流量(liang)計取壓(ya)孔測量(liang)的表壓(ya)，kPa;
Qv一-工況(kuang)下的體(ti)積流量(liang)，m'/h。
　　通過對(dui)流量計(ji)統計應(ying)用分析(xi)證實，由(you)于受現(xian)場工況(kuang)條件影(ying)響，流量(liang)計在使(shi)用過程(cheng)中表内(nei)的溫度(du)、壓力檢(jian)測模塊(kuai)會出現(xian)檢測數(shu)據漂移(yi)。而通常(chang)情況下(xia)💚對于流(liu)量誤差(cha)的檢定(ding)，無法對(dui)溫度、壓(ya)力檢測(ce)模塊.的(de)數據漂(piao)移進行(hang)校♍準，因(yin)此應對(dui)流量計(ji)的壓力(li)、溫度模(mo)塊進行(hang)校準，從(cong)而減小(xiao)由于壓(ya)力📞、溫度(du)精度影(ying)響所導(dao)緻的🌍氣(qi)體流量(liang)計量誤(wu)差，降低(di)計量氣(qi)⭕量的損(sun)失叫。
3技(ji)術經濟(ji)效果評(ping)價
　　氣體(ti)計量儀(yi)表壓力(li)标定器(qi)設計和(he)使用，已(yi)填補了(le)大慶油(you)田氣體(ti)流量計(ji)離線檢(jian)定、校驗(yan)量值傳(chuan)遞中壓(ya)力補償(chang)🐅檢定的(de)空白;同(tong)時，配套(tao)應用精(jing)度高GDW-800型(xing)高低溫(wen)試驗裝(zhuang)置對溫(wen)度補償(chang)檢測與(yu)檢定"，從(cong)而減小(xiao)系統測(ce)量⛹🏻‍♀️過程(cheng)中由于(yu)壓力和(he)溫度波(bo)動帶來(lai)的壓📞力(li)、溫度參(can)數誤差(cha)和系統(tong)誤差，以(yi)及由👅此(ci)而産生(sheng)的♊計量(liang)效益損(sun)失。
1)根據(ju)氣體流(liu)量計數(shu)學模型(xing)對比初(chu)步評估(gu)計算，假(jia)🌐設其他(ta)參數不(bu)變的情(qing)況下，理(li)論壓力(li)誤差漂(piao)移千分(fen)之三(即(ji)0.3%)，那麽流(liu)量誤差(cha)🏒将在0.9%左(zuo)右。以某(mou)廠年度(du)外✍️輸天(tian)然⚽氣總(zong)量4.3x108m3/a爲例(li)進行簡(jian)易🚶‍♀️理論(lun)計算，可(ke)減少誤(wu)差!氣量(liang)3.87x106m3/a,即每年(nian)可減少(shao)潛在的(de)天然氣(qi)計量損(sun)失3.87x104m3/a,。按目(mu)前油田(tian)濕氣價(jia)格夏季(ji)🌂(210天)爲0.3元(yuan)/m',冬季(150天(tian))爲0.9元/m'計(ji)算💃🏻，年創(chuang)經濟效(xiao)益可達(da)212.9萬元
2)根(gen)據氣體(ti)流量計(ji)數學模(mo)型對比(bi)初步評(ping)估計算(suan)，假設其(qi)它參數(shu)不變的(de)情況下(xia)，理論溫(wen)度誤差(cha)漂移千(qian)分之👣一(yi)(即0.1%)，那麽(me)流量誤(wu)差👅将在(zai)0.05%左右。溫(wen)度誤差(cha)影響産(chan)生的經(jing)濟效益(yi)如上所(suo)述.
4存在(zai)問題、注(zhu)意事項(xiang)及數字(zi)化改進(jin)建議
4.1存(cun)在問題(ti)
1)根據計(ji)量現場(chang)的生産(chan)變化情(qing)況，通過(guo)設置截(jie)止頻率(lü)🧡自💔行調(diao)⛹🏻‍♀️整流量(liang)計的始(shi)動流量(liang)。但是，如(ru)果截止(zhi)頻🥵率設(she)定太低(di)，流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量計(ji)的敏感(gan)程度相(xiang)應提高(gao),外界的(de)一些微(wei)弱振動(dong)或雜散(san)👨‍❤️‍👨信号就(jiu)有可能(neng)導緻流(liu)量計在(zai)沒有被(bei)測介質(zhi)通過的(de)情況下(xia)開始動(dong)😍作，造成(cheng)流🐉量的(de)多計現(xian)🥵象;如果(guo)截止頻(pin)率設置(zhi)太🚶‍♀️高，流(liu)量計的(de)始動流(liu)量相應(ying)增大，可(ke)能造成(cheng)流量的(de)漏記現(xian)象。
2)對噪(zao)聲或震(zhen)動等幹(gan)擾信号(hao)較爲敏(min)感。如果(guo)在流量(liang)計☁️測量(liang)上遊有(you)明顯的(de)噪聲、擾(rao)動(由流(liu)向改變(bian)或節流(liu)引起的(de)嘯叫或(huo)機械震(zhen)動)或在(zai)靠近流(liu)量計.的(de)附近有(you)較強的(de)磁場，那(na)麽流量(liang)計的運(yun)行将受(shou)到一定(ding)程度的(de)影響。
3)沒(mei)有測量(liang)參數的(de)曆史記(ji)錄。由于(yu)流量測(ce)量.是工(gong)藝控制(zhi)、成本考(kao)核等的(de)重要依(yi)據，有時(shi)就要對(dui)不同曆(li)史時期(qi)的🤟測量(liang)📐數據💯進(jin)行對比(bi)分析，需(xu)要調用(yong)溫度、瞬(shun)時(累積(ji))流量、壓(ya)力的曆(li)史記錄(lu);所以，如(ru)果不采(cai)取㊙️人工(gong)定期錄(lu)取，就無(wu)法獲得(de)所需資(zi)料。
4.2注意(yi)事項
1)室(shi)内外安(an)裝時，流(liu)量計應(ying)有以防(fang)積液、日(ri)曬、雨水(shui)浸透和(he)寒區保(bao)溫及區(qu)域差别(bie)等措施(shi)，安裝流(liu)量計前(qian)☂️應清理(li)管道内(nei)各種雜(za)物♊，從而(er)保證流(liu)量計使(shi)用壽🏒命(ming)。
2)流量計(ji)安裝周(zhou)圍不能(neng)有強烈(lie)的機械(xie)振動或(huo)強的🈲外(wai)磁場幹(gan)擾，應遠(yuan)離流态(tai)幹擾元(yuan)件(彎頭(tou)、彙管、調(diao)壓🔴閥、壓(ya)縮機、大(da)小㊙️頭等(deng))，保持流(liu)量計内(nei)壁光滑(hua)平直及(ji)前後直(zhi)管段同(tong)‼️心，保證(zheng)被測介(jie)質爲潔(jie)淨的單(dan)相流體(ti)等。
3)應定(ding)期對流(liu)量計進(jin)行标校(xiao)，以保證(zheng)流量計(ji)長期工(gong)🐪作的準(zhun)确性、可(ke)靠性(避(bi)免意外(wai)停運和(he)數據丢(diu)失)。
4)對于(yu)同規格(ge)的流量(liang)計，其旋(xuan)渦導流(liu)體、發生(sheng)體等核(he)心⭐組件(jian)不能互(hu)換，因清(qing)理表内(nei)各種雜(za)物後檢(jian)定不合(he)格，或更(geng)換傳感(gan)器等器(qi)件後都(dou)必須對(dui)其溫度(du)及🐕壓力(li)補償傳(chuan)感器進(jin)行☎️系統(tong)校正并(bing)重新标(biao)定儀表(biao)計量系(xi)數。
5)流量(liang)計應可(ke)靠接地(di)，但不能(neng)與強電(dian)系統共(gong)地以及(ji)🐇傳輸🔆信(xin)💛号屏蔽(bi)，投運時(shi)應緩慢(man)開關儀(yi)表閥防(fang)止瞬間(jian)氣流沖(chong)擊而損(sun)壞流量(liang)計。
4.3改進(jin)建議
1)建(jian)議流量(liang)計在出(chu)廠時完(wan)善對壓(ya)力、溫度(du)補償模(mo)塊的功(gong)能，增設(she)壓力、溫(wen)度補償(chang)模塊動(dong)态檢測(ce)、測量輸(shu)出端口(kou)。
2)建議智(zhi)能表頭(tou)增設外(wai)接數據(ju)檢測口(kou)、RS-485通訊口(kou)等，可直(zhi)接對流(liu)量㊙️計進(jin)行現場(chang)數據調(diao)校，并具(ju)有自診(zhen)斷🤩功能(neng)和遠端(duan)地址查(cha)㊙️詢，以🛀及(ji)适應數(shu)字化油(you)田對流(liu)量計的(de)特殊功(gong)能要求(qiu)❄️。
5結束語(yu)
　　在對流(liu)量計進(jin)行定期(qi)離線标(biao)定與校(xiao)驗時，對(dui)流體壓(ya)力和溫(wen)度參數(shu)變化所(suo)引起的(de)測量誤(wu)差進行(hang)判🐪定;在(zai)貿易或(huo)交🌈接計(ji)量時🈲，可(ke)減少上(shang)述原因(yin)引起的(de)誤差所(suo)導緻的(de)效益損(sun)失和量(liang)差糾紛(fen)，使其更(geng)具有實(shi)用性、合(he)規性并(bing)符合企(qi)業間利(li)益。

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