[摘(zhai)要(yao)]闡述(shu)了孔(kong)闆(pan)流(liu)量計(ji) 的測(ce)量原理,針對目(mu)前在天然(ran)氣計(ji)量中孔闆(pan)流量(liang)計(ji)的(de)運行(hang)情況，分析了影響孔(kong)闆流量計(ji)計量(liang)精度(du)的因(yin)素,提出(chu)了(le)提高(gao)孔闆(pan)流量(liang)計計量精(jing)度(du)的若幹(gan)措施。
引言
　　由油(you)井計量分(fen)離器(qi)分離出的(de)天然氣由于分離不(bu)淨含有(you)油(you)污,屬髒污(wu)介(jie)質;計量(liang)分離(li)器常(chang)有氣(qi)路跑(pao)油現(xian)象，造(zao)成管線内(nei)積液(ye);天然(ran)氣(qi)流量不(bu)穩定并随時間(jian)周期性地(di)大幅(fu)度變化(hua),屬脈動(dong)流體(ti)"上(shang)述特點(dian)給天(tian)然氣計量儀表(biao)的(de)設(she)計選(xuan)型、使(shi)用(yong)維(wei)護及(ji)準确(que)計(ji)量帶來(lai)較大(da)困(kun)難。目前(qian),在油(you)田單(dan)井、分(fen)隊、自用氣(qi)及外(wai)輸氣(qi)交(jiao)接(jie)計量(liang)中較多應用孔(kong)闆流(liu)量計。影響(xiang)孔闆流量(liang)計計(ji)量準(zhun)确的因素(su)很多(duo),從(cong)孔(kong)闆的(de)技術(shu)原理、孔闆(pan)的管理(li)及(ji)孔闆安裝(zhuang)使用條件(jian)等方面結(jie)合實(shi)際情(qing)況進(jin)行了(le)分析。
1孔(kong)闆流量(liang)計工作原理
　　孔(kong)闆流量計(ji)是根(gen)據安(an)裝(zhuang)在管道(dao)中的(de)孔(kong)闆(pan)産生(sheng)的差壓,已知流(liu)體條(tiao)件(jian)和(he)孔闆與管(guan)道的幾何(he)尺寸(cun)來測(ce)量流量。它(ta)由孔闆、 差(cha)壓變送器(qi) 和 流(liu)量顯(xian)示儀 組成(cheng)。當流(liu)體(ti)流(liu)經設(she)置在管道中的(de)節流件(jian)(孔(kong).闆)時，流束(shu)将在節流(liu)件處(chu)形(xing)成(cheng)局部(bu)收縮(suo),此(ci)時流速(su)增大，靜壓(ya)降低(di)，在孔(kong)闆(pan)前後産(chan)生差壓;流(liu)量愈(yu)大,差(cha)壓愈大，因(yin)而可(ke)根(gen)據差壓來衡(heng)量流量;的(de)大小。這(zhe)種(zhong)測量(liang)方法(fa)以流動連(lian)續性(xing)方程(cheng)(質量(liang)守恒定律(lü))和伯(bo)努利方(fang)程(能量(liang)守恒(heng)定律)爲基(ji)礎。天(tian)然(ran)氣标準(zhun)體積(ji)流(liu)量(liang)計算(suan)公式(shi)如下(xia):

式中(zhong):Qn一标準狀(zhuang)态下(xia)天然氣體積流(liu)量,m3/s;Ag一(yi)秒計(ji)量系(xi)數,視采用(yong)計量(liang)單位(wei)而定;
C一流(liu)出系(xi)數;E一漸進(jin)速度(du)系數;d一孔(kong)闆開孔直(zhi)徑,mm;Fc-相(xiang)對密(mi)度系數;?一(yi)可膨脹性(xing)系數;Fz-超壓(ya)縮因子;Fr一(yi)流動溫度系數(shu);P1一孔(kong)闆.上遊側(ce)取壓孔(kong)氣(qi)流絕對靜(jing)壓(ya),MPa;Δp-氣(qi)流流(liu)經孔闆時(shi)産生(sheng)的差壓(ya),Pa。
2孔闆流(liu)量計(ji)儀(yi)表特點(dian)
　　孔闆流量計得(de)以廣泛(fan)使(shi)用，是因爲它具(ju)有以(yi)下優點(dian):節流裝置結(jie)構(gou)簡單,安(an)裝方便,工作可靠，有(you)一(yi)定的精(jing)度,能滿(man)足一般(ban)工程(cheng)測量和貿(mao)易計量的(de)需要(yao);使用(yong)曆(li)史悠久(jiu),有豐(feng)富可靠的(de)實.驗數據，設計(ji)加工已标準化，隻要(yao)按标(biao)準設(she)計、加工、安(an)裝、檢驗和(he)使(shi)用(yong)，勿需(xu)進行實測标定,也能(neng)在(zai)已知的(de)不确定(ding)度範圍(wei)内進(jin)行(hang)流量測(ce)量]。
3影響孔(kong)闆流量計(ji)準确計量(liang)的因素
　　通過現(xian)場多(duo)年使用和(he)維護孔(kong)闆(pan)流量計,發(fa)現儀(yi)表在(zai)運行中普(pu)遍存(cun)在以(yi)下(xia)幾個問(wen)題:
1)采用傳(chuan)統孔(kong)闆流(liu)量(liang)計測量(liang),存在測量(liang)範圍窄(最(zui)大爲(wei)1:3.5)、測量(liang)精度(du)低、在(zai)氣體(ti)流量(liang)波動(dong)範圍(wei)大時需更換不(bu)同的(de)孔闆元件(jian)等缺點。
2)秋(qiu)冬春三季(ji)，天然氣中(zhong)含水、原(yuan)油及一(yi)些顆粒(li)雜質,容(rong)易使差壓(ya)計導壓管路(lu)堵(du)塞或(huo)阻塞,從(cong)而不能(neng)準确(que)反(fan)映節流(liu)裝置(zhi)産生(sheng)的真(zhen)實差壓信号'51。
3)由(you)于天(tian)然(ran)氣(qi)氣液(ye)分離(li)效果不好(hao)，在導壓管(guan)路中(zhong)及差(cha)壓(ya)計(ji)的正(zheng)負壓力室(shi)産生(sheng)積水(shui)、積(ji)油等現(xian),象，使差(cha)壓計産生液(ye)位(wei)附加誤(wu)差造成計(ji)量不(bu)準。
4)孔(kong)闆(pan)需定期(qi)檢查(cha)、清洗(xi)和檢(jian)測幾(ji)何(he)尺寸,而(er)天然(ran)氣計(ji)量條(tiao)件差,很(hen)難(nan)定期(qi)檢修。
5)對(dui)天(tian)然氣(qi)來說，當介質壓(ya)力溫(wen)度(du)變化時(shi),其體(ti)積也随之(zhi)改變,從而使儀(yi)表顯(xian)示(shi)随(sui)溫度(du)壓力的變化而(er)産生(sheng)誤差。
4提高(gao)孔闆流(liu)量(liang)計計(ji)量精(jing)度的措施(shi)
　　标準孔闆節流(liu)裝置天(tian)然氣流(liu)量的計(ji)算(suan)公式是以通過(guo)孔闆(pan)的氣流爲單相(xiang)及穩(wen)定流體的(de)基礎(chu)上推(tui)導出(chu)來的(de),當(dang)測量的(de)氣流條件達不到規(gui)定(ding)要(yao)求時(shi),便不能(neng)獲(huo)得可靠的(de)測(ce)量(liang)值。對(dui)于氣流脈(mo)動、氣(qi)質中(zhong)含(han)水及含(han)雜質的(de)油(you)田單(dan)井天然氣(qi)計量(liang),目前尚未(wei)找到(dao)一-種(zhong)方法(fa)來确(que)定或預測(ce)一個修正(zheng)系(xi)數以便(bian).彌補這種(zhong)誤差。要想提高雙波(bo)紋管差壓(ya)式流(liu)量計(ji)的計量精(jing)度,必須(xu)抑(yi)制氣流波動(dong)、消除氣(qi)質中的水(shui)分及雜質,使氣(qi)流條(tiao)件達到(dao)規(gui)定的(de)要求(qiu),并減少環(huan)境及人爲因素(su)對儀表的(de)影響(xiang)。通過長時(shi)間的(de)試驗與應用,證(zheng)明以下幾(ji)種方(fang)法可(ke)以(yi)提高孔(kong)闆流(liu)量計(ji)計量(liang)精度(du):
1)合理選取(qu)測量(liang)點。進入雙(shuang)波紋(wen)管(guan)差(cha)壓式(shi)流量(liang)計的(de)氣體(ti)必須先通過氣(qi)液分離(li)器(qi)、過濾(lü)器。把(ba)測(ce)量管裝(zhuang)在對消除脈動來說(shuo)較(jiao)爲(wei)有利(li)的位(wei)置,例(li)如裝(zhuang)在調壓閥(fa)的入(ru)口側或遠離脈(mo)動源。
2)爲了減少(shao)脈動幅度,可在(zai)脈動(dong)源和測量(liang)管之間的管線(xian)上加(jia)裝-一個容(rong)器(具有(you)一(yi)定容積)或者(zhe)設(she)計專(zhuan)門的(de)脈(mo)動(dong)衰減(jian)器。把(ba)節流閥或(huo)限流器(qi)裝在脈動源(yuan)和測(ce)量管(guan)之間(jian)是(shi)減(jian)少脈(mo)動的(de)最(zui)有效方(fang)法,但是這(zhe)種方(fang)法如果壓力降(jiang)過大(da),會(hui)提高油(you)井回壓,對(dui)油井(jing)正常生(sheng)産(chan)有不利影響,就不宜(yi)采用(yong)。
3)采用直徑(jing)比β值較小的孔(kong)闆。在(zai)多路計量(liang)裝置中，使用每(mei)一支路(lu)在(zai)盡可能高的差壓下(xia)操作。
4)在差壓仍保持(chi)較高的操(cao)作前(qian)提下,可用(yong)較小的測(ce)量管(guan),而孔(kong)闆開孔直徑基(ji)本不變。
5)在(zai)節流(liu)裝置前後(hou)取壓(ya)管(guan)出口處(chu)分别加(jia)裝(zhuang)一個(ge)具有(you)一(yi)定容積(ji)的氣液分離器(qi)，使差(cha)、靜壓(ya)信号(hao)達到先氣(qi)液分(fen)離及(ji)緩(huan)沖後再(zai)進入(ru)流(liu)量(liang)計。
6)導(dao)壓管路，上的.上(shang)下遊導壓(ya)閥應(ying)選用(yong)大通徑的(de)球型閥[51。
7)選(xuan)用一(yi)體化(hua)、精度高、寬(kuan)量比的新(xin)型智(zhi)能孔(kong)闆流(liu)量計(ji)，使用維護更加(jia)方便(bian)。
8)爲(wei)了防止(zhi)導壓(ya)管(guan)的(de)凍堵(du),必須(xu)對導(dao)壓管(guan)路進行保(bao)溫,并(bing)增加加熱補償(chang)保溫措(cuo)施(shi)。
9)對于(yu)因下(xia)遊波動源(yuan)而引起計(ji)量點(dian)氣流脈(mo)動的情(qing)況,可(ke)通過(guo)調整(zheng)節流裝置下遊(you)側閥門(men)的(de)閥位,使計量點氣流(liu)脈動(dong)幅度(du)減小。試驗證(zheng)明(ming)，采用(yong)關.小(xiao)計(ji)量管下遊閥的(de)方法控(kong)制氣(qi)流脈動,效(xiao)果明顯。
10)在單井(jing)天然氣(qi)計(ji)量應(ying)用時(shi),由于壓力(li)溫度(du)變(bian)化會引(yin)起計(ji)量誤(wu)差,可(ke)采用具(ju)有(you)壓力、溫度自(zi)動補償(chang)和壓縮(suo)因(yin)子修(xiu)正功能(neng)的智能(neng)型流量(liang)計(ji)(2]。
11)必須對導(dao)壓管路、孔(kong)闆裝置(zhi)定期進(jin)行排.污清洗工(gong)作，确保(bao)導壓管(guan)暢通[5]。
5孔(kong)闆(pan)流量(liang)計發(fa)展與(yu)展望(wang)
　　孔闆(pan)流量(liang)計作(zuo)爲一(yi)種(zhong)經典流(liu)量計量器具,是(shi)由若(ruo)幹(gan)個(ge)獨立單元(yuan)組合在一(yi)起的，它們(men)之間配置(zhi)合理與否(fou),安裝(zhuang)是(shi)否規範(fan)，都會(hui)直接影響(xiang)測量精度(du),因此研制(zhi)一體(ti)化孔(kong)闆流量(liang)計産品(pin)，簡化(hua)結構,減少(shao)運行維護量,提(ti)高性價比,是前(qian)景廣闊的項目(mu),它的型(xing)式和參(can)數是随着(zhe)測試(shi)技術(shu)的發展而(er)不斷優(you)化的。當(dang)今孔(kong)闆流量計(ji)發展趨勢是一體化(hua)、精度(du)高、寬(kuan)量比(bi)的新(xin)型智(zhi)能流量計,擁有(you)補償(chang)功能(neng)完善的流(liu)量計算機(ji)，具有(you)強大(da)的功(gong)能軟(ruan)件(jian),同時設(she)有RS485計算機(ji)通信(xin)接口(kou)，可(ke)與(yu)DCS連接(jie)通.信,對維(wei)護檢修提供(gong)了方便(bian),這些都爲(wei)孔闆(pan)流量計更好地(di)應用(yong)提供了可(ke)靠的(de)技(ji)術保證(zheng)。
6結束語
　　從以上(shang)分析可以(yi)看出(chu),孔闆(pan)流量計用(yong)于油(you)田天然氣(qi)計量(liang)困難和問(wen)題較多(duo),受各種(zhong)因素影響(xiang)綜合(he)計量(liang)精度不是(shi)很高(gao)。但(dan)孔(kong)闆流(liu)量計作爲一種(zhong)計量器具，具有悠久(jiu)的(de)曆(li)史,它(ta)的設計、計(ji)算、加(jia)工、安裝、使用、維(wei)護等環節(jie)都具備了完(wan)備的标(biao)準和規範。随着(zhe)電子技(ji)術的飛(fei)速發展,一(yi)體化智能(neng)孔闆流量(liang)計的(de)量(liang)程(cheng)範圍和精度(du)都有較(jiao)大提高(gao)。

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