摘要：智(zhi)能型旋(xuán)進旋渦(wō)流量計(jì) 是大慶(qing)油田常(chang)用的計(ji)量流量(liàng)的儀表(biǎo)。通過對(dui)流量🔱計(ji)檢定過(guo)程👌中産(chǎn)生的誤(wu)差原因(yīn)及使用(yong)過程中(zhong)出現的(de)誤差👌進(jin)行📱分析(xi)🔞，提出⛹🏻‍♀️在(zài)油田計(jì)量天然(ran)氣離線(xiàn)檢定過(guò)程中的(de)離線檢(jiǎn)定和校(xiao)驗方法(fǎ)🤞，使其誤(wu)差降🌏到(dào)最小，達(dá)到準确(que)計量的(de)目的。
　　在(zai)油田伴(bàn)生天然(ran)氣或幹(gàn)氣流量(liàng)計量中(zhōng)，如果計(ji)量工藝(yi)在計👄量(liang)天然氣(qi)瞬時流(liú)量較小(xiao)或流量(liàng)波動幅(fu)度較大(dà)的情況(kuang)下，即💋選(xuǎn)擇傳統(tong)的 孔闆(pan)流量計(jì) 測量就(jiù)會違背(bèi)或不符(fú)合石油(you)天然氣(qì)SY/T6143--2004标準。例(li)如:标🔴準(zhǔn)中要求(qiu)“管道内(nèi)的流量(liàng)應該不(bu)随時間(jiān)變化或(huo)實際，上(shang)隻随♉時(shi)間有微(wēi)小的😍變(biàn)化”，對于(yú)采用法(fǎ)蘭取壓(ya)的孔闆(pǎn)流量計(jì)又要求(qiu)“ReD≥12603'D”(Re爲雷諾(nuo)數;β爲管(guan)道上孔(kǒng)闆流量(liàng)計的直(zhi)徑比;D爲(wèi)管🌈道内(nei)徑)。一旦(dàn)不符合(he)這些條(tiáo)件，孔闆(pǎn)流量計(ji)🔱測量準(zhǔn)确性就(jiù)會受到(dao)很大影(ying)響"。
　　智能(néng)型旋進(jìn)旋渦流(liu)量計(以(yǐ)下簡稱(chēng)流量計(ji))是被廣(guǎng)✍️泛💚運用(yòng)在油田(tian)計量天(tian)然氣工(gōng)藝過程(cheng)中的速(sù)度式流(liu)量檢測(ce)♌儀表，尤(yóu)其是當(dang)🌐工藝管(guan)徑小于(yú)或等于(yu)DN150mm時。流量(liàng)計采用(yong)微功耗(hào)高新技(jì)術和先(xian)進的微(wēi)機技術(shu)，憑借結(jié)構緊湊(còu)、功能強(qiáng)以及和(hé)成套孔(kǒng)闆裝置(zhì)比成🌈本(běn)更加低(dī)等優點(diǎn)，可廣泛(fàn)适用于(yu)天然氣(qi)、水、石油(you)等多類(lei)介質的(de)流量檢(jiǎn)測，并實(shi)現了溫(wēn)度、壓力(lì)和壓縮(suo)系數等(deng)動📱态參(can)數的在(zài)線自動(dong)補償。據(ju)此補償(chang)獲得了(le)在離線(xiàn)檢定過(guo)程☔中壓(ya)力、溫度(dù)拟合動(dòng)态參數(shu)變化的(de)檢定方(fāng)法，經檢(jiǎn)索此方(fāng)法首次(cì)用于油(you)田計量(liang)天然氣(qì)離線檢(jiǎn)定中。着(zhe)重對流(liú)量計在(zai)現場應(ying)用、離線(xian)檢定和(hé)校驗等(deng)要素進(jin)行簡要(yao)分析,并(bìng)提出改(gǎi)進建議(yì)和建立(lì)相關企(qǐ)業标準(zhǔn)。
1.流量計(jì)工作原(yuan)理、結構(gou)及特點(dian)
1.1工作原(yuán)理
　　智能(néng)型旋進(jìn)漩渦流(liu)量計流(liu)量傳感(gan)器的流(liú)通剖面(mian)類似文(wen)丘利管(guǎn)的型線(xiàn)，在入口(kou)側安放(fàng)一組螺(luó)旋型🌐導(dǎo)流葉片(piàn)。當流體(tǐ)進🐇人流(liú)量傳感(gan)器時，導(dǎo)流葉片(pian)迫使流(liu)體産生(shēng)劇烈的(de)旋渦流(liu);當流體(ti)進📧入擴(kuo)散段時(shi)，旋渦流(liu)受‼️到回(hui)流的作(zuò)用，開始(shi)作二次(cì)旋轉，形(xing)成陀❄️螺(luó)式的渦(wō)流進動(dong)現象。該(gāi)進動頻(pín)率與流(liu)量大小(xiǎo)成正比(bi)，不受流(liú)體🛀物理(lǐ)性，質和(hé)密✍️度的(de)影響，檢(jian)測元件(jian)測得流(liú)體二次(ci)旋轉進(jin)動頻率(lü)就能🌈在(zài)較寬的(de)流量範(fan)圍内獲(huo)得良好(hao)的線性(xìng)度。信号(hào)經前置(zhi)放大器(qì)放大、濾(lü)波、整形(xíng)轉換爲(wèi)與✍️流速(sù)成✊正比(bǐ)的脈沖(chong)信号，然(ran)後再與(yǔ)溫度、壓(ya)力等檢(jiǎn)測信号(hao)一起被(bei)送往微(wei)處理🏃🏻‍♂️器(qi)進行積(ji)算處理(li)，在液晶(jīng)顯示屏(ping)上顯示(shì)出測量(liàng)結⭐果(瞬(shùn)🔴時流量(liang)、累積流(liú)量及溫(wen)度、壓力(li)數據)。流(liu)量計由(yóu)溫度和(hé)壓力檢(jiǎn)測模拟(ni)通道、流(liú)量傳感(gan)器通道(dào)以及微(wei)處理器(qi)單元組(zu)成，并配(pei)有外輸(shū)出💔信号(hao)接口，輸(shū)出各種(zhǒng)信号。
　　當(dāng)被計量(liang)介質沿(yán)着流動(dong)的流體(ti)進人流(liú)量傳感(gan)器人口(kou)時，螺旋(xuán)形葉片(piàn)強迫流(liú)體進人(rén)旋轉運(yun)動，于是(shì)在旋渦(wo)發生體(tǐ)中心産(chǎn)生旋渦(wo)流，旋渦(wo)流在文(wen)丘利管(guan)中旋進(jìn)，到達🔆收(shōu)縮段突(tu)然節♻️流(liú)使旋🏃🏻渦(wō)流加速(sù)。當🏃🏻‍♂️旋渦(wo)流進人(rén)擴散段(duan)後，因回(hui)流作用(yòng)強迫進(jin)行旋進(jin)式二次(ci)旋轉，此(cǐ)時旋渦(wō)流的旋(xuan)轉頻率(lǜ)與介質(zhì)流速成(chéng)正比，并(bìng)爲線性(xing)。兩個壓(ya)電傳💜感(gǎn)器檢測(ce)的微弱(ruo)電荷信(xin)号，同👈時(shí)經前🧑🏾‍🤝‍🧑🏼置(zhì)放大器(qì)放大、濾(lü)波、整形(xing)後變成(cheng)兩路頻(pín)率與流(liu)速成正(zheng)比的脈(mò)沖信号(hao)，積算儀(yí)中的處(chu)理電路(lu)☀️對兩路(lù)的脈沖(chong)信号㊙️進(jìn)行比較(jiào)與判别(bié)，剔除幹(gan)擾信号(hao)，而對💃正(zheng)常的流(liú)量信号(hao)進行計(jì)數處理(lǐ)。其工作(zuò)原理如(ru)圖1所示(shi)。

1.2組成結(jié)構
　　流量(liang)計由殼(ke)體、旋渦(wō)發生體(tǐ)、除旋整(zheng)流器、旋(xuan)渦檢測(ce)組件、壓(yā)力接口(kǒu)、信号輸(shū)出接口(kǒu)、溫度接(jiē)口等組(zu)成（圖2）。

1.3特(tè)點
1)測量(liàng)流量範(fàn)圍較寬(kuan)，可有效(xiào)工作在(zai)孔闆流(liu)量計無(wú)法♋準确(què)計量的(de)小流量(liàng)區域。
2)在(zài)工藝安(ān)裝中，較(jiào)孔闆流(liu)量計可(ke)大大縮(suō)短儀表(biao)上、下遊(you)直管段(duan)。
3)流量信(xin)号既可(kě)就地顯(xiǎn)示，也可(ke)按需遠(yuǎn)傳。
4)體積(jī)小、重量(liang)輕，便于(yú)離線标(biao)定。
5)無可(ke)動部件(jiàn)，對于一(yī)般的測(cè)量不存(cun)在儀表(biao).的機械(xie)💋磨損。
6)實(shí)現機電(dian)一體化(huà)，日常的(de)計量不(bu)需要人(rén)工值守(shǒu)。
2現場應(yīng)用與檢(jiǎn)驗
2.1現場(chǎng)應用
　　油(yóu)田的各(gè)類站、庫(ku)天然氣(qi)計量大(dà)面積應(ying)用智能(néng)型🈚流🈲量(liang)計，以✔️大(da)慶油田(tián)部分使(shi)用的流(liu)量計爲(wei)例，并抽(chōu)樣對🤟幾(jǐ)年來檢(jian)🌐定誤差(cha)進行對(dui)比(表1)。
　　通(tong)過對流(liu)量計的(de)現場使(shi)用、跟蹤(zong)抽樣以(yǐ)及标校(xiào)表🛀明，流(liú)量計🌍投(tou)用3年，誤(wu)差均在(zai)規定誤(wù)差範圍(wéi)内;流量(liàng)✊計的重(zhòng)複性較(jiao)好，使用(yong)性能穩(wěn)定。
2.2離線(xian)檢定校(xiao)驗.
　　當被(bei)測量介(jie)質爲氣(qì)體時，因(yin)其密度(du)受壓力(lì)、溫度影(ying)響較大(da)，爲☀️了能(neng)準确計(jì)量氣體(ti)介質的(de)體積流(liú)量，對于(yú)油田生(shēng)産中氣(qì)體♋的計(ji)量，必須(xu)同時跟(gen)蹤被測(ce)量介質(zhì)的壓力(li)和溫度(du)，并将不(bu)同工況(kuang)下的氣(qi)體流量(liàng)轉換成(chéng)标準狀(zhuàng)态(P=101.325kPa,T=293.15K)下的(de)體積流(liu)量。流量(liang)計雖然(ran)實現了(le)溫度、壓(ya)力和壓(yā)縮系數(shu)等動态(tai)參數的(de)在線自(zì)動補償(cháng)，但在流(liú)量計檢(jiǎn)定過程(cheng)中🐕僅限(xiàn)于對流(liú)量誤差(chà)進行标(biāo)定，而沒(mei)有對其(qi)壓🐇力和(he)溫度檢(jian)測及其(qi)補償模(mó)🔞塊進行(háng)動态變(biàn)化⛱️拟和(hé)檢定與(yu)校驗。

式(shi)中:
Qn一标(biāo)況下的(de)體積流(liú)量，m'/h;
Pa一當(dang)地大氣(qì)壓力，kPa;
Pn一(yi)-标準狀(zhuàng)态下的(de)大氣壓(yā)力(101.325kPa);
Tn-标準(zhun)狀态下(xia)的絕對(duì)溫度(293.15K);
T一(yī)被測流(liu)體的絕(jué)對溫度(du)，K;
Zn-氣體在(zai)标況下(xia)的壓縮(suo)系數;
Z一(yi)氣體在(zài)工況下(xia)的壓縮(suo)系數;
P一(yī)流量計(ji)取壓孔(kǒng)測量的(de)表壓，kPa;
Qv一(yi)-工況下(xià)的體積(jī)流量，m'/h。
　　通(tōng)過對流(liu)量計統(tong)計應用(yong)分析證(zhèng)實，由于(yu)受現場(chǎng)工況♈條(tiáo)件👈影響(xiǎng)，流量計(jì)在使用(yòng)過程中(zhong)表内的(de)溫度、壓(ya)力檢測(cè)模⁉️塊會(huì)✨出現檢(jian)測😘數據(ju)漂移。而(ér)通常情(qíng)況下對(duì)于流量(liang)誤差的(de)檢定，無(wú)法對溫(wēn)度、壓力(lì)檢測模(mo)塊.的數(shù)據漂🧡移(yi)進行校(xiào)準，因此(ci)應對流(liu)量計💘的(de)壓力、溫(wen)度模塊(kuài)進行校(xiao)準，從而(ér)減小由(yóu)于壓力(lì)🏃🏻‍♂️、溫度精(jing)度影響(xiang)所導緻(zhì)的氣體(tǐ)流量計(ji)量誤差(chà)，降低計(ji)量氣✌️量(liang)的損失(shi)叫。
3技術(shu)經濟效(xiào)果評價(jià)
　　氣體計(jì)量儀表(biao)壓力标(biao)定器設(she)計和使(shi)用，已填(tián)補了📞大(da)慶🈲油田(tian)氣體流(liu)量計離(lí)線檢定(ding)、校驗量(liàng)值傳遞(di)中壓力(li)補償檢(jian)定的空(kong)白;同時(shí)，配套應(yīng)用精度(du)高GDW-800型高(gao)低溫試(shi)🤟驗裝置(zhi)對溫度(dù)補償檢(jian)測與檢(jian)定"，從而(er)減小系(xi)統測量(liàng)過程中(zhong)由于壓(ya)力和溫(wen)度波動(dong)帶來的(de)壓力、溫(wēn)度參數(shù)誤差和(he)系統💃誤(wu)差，以及(ji)由此而(er)産生的(de)計量效(xiào)益損失(shī)。
1)根據氣(qi)體流量(liang)計數學(xue)模型對(dui)比初步(bù)評估計(jì)算，假😄設(she)其他參(cān)數不變(biàn)的情況(kuàng)下，理論(lùn)壓力誤(wu)差漂移(yí)千分之(zhi)三(即0.3%)，那(na)麽流量(liàng)誤差将(jiāng)在0.9%左右(yòu)。以某廠(chang)年度外(wai)輸天然(ran)氣總量(liàng)4.3x108m3/a爲例進(jìn)行簡易(yì)✉️理論計(jì)算，可減(jian)少誤💜差(cha)!氣量3.87x106m3/a,即(jí)每年可(ke)減少潛(qián)在的天(tian)然氣計(jì)🐆量損失(shī)3.87x104m3/a,。按🏃‍♂️目前(qián)油田濕(shī)氣價格(ge)夏季(210天(tian))爲0.3元/m',冬(dong)季(150天)爲(wèi)0.9元/m'計算(suan)，年創經(jīng)濟效🔴益(yi)可達212.9萬(wan)元
2)根據(jù)氣體流(liú)量計數(shù)學模型(xíng)對比初(chu)步評估(gu)計算，假(jia)設其它(tā)參數不(bú)變的情(qing)況下，理(li)論溫度(du)誤差漂(piao)移千分(fèn)之🧑🏾‍🤝‍🧑🏼一(即(ji)😄0.1%)，那麽流(liu)量誤差(cha)将在0.05%左(zuǒ)右。溫度(dù)誤差影(ying)響♻️産生(shēng)的經濟(ji)效✉️益如(ru)上所述(shù).
4存在問(wen)題、注意(yi)事項及(jí)數字化(hua)改進建(jian)議
4.1存在(zài)問題
1)根(gēn)據計量(liàng)現場的(de)生産變(biàn)化情況(kuang)，通過設(shè)置截止(zhi)頻率自(zi)行調整(zheng)流量計(jì)的始動(dòng)流量。但(dan)是，如果(guo)截止頻(pín)率設定(dìng)太低，流(liú)量計的(de)敏感程(cheng)度相應(ying)提高,外(wai)界的一(yī)些微弱(ruò)振動或(huo)雜散信(xin)号就🏃‍♀️有(yǒu)可能導(dǎo)緻流量(liang)計在沒(méi)有被測(ce)介質通(tōng)🧡過的情(qing)況下開(kāi)始動作(zuo)，造成流(liú)😄量的多(duo)計現象(xiang);如果截(jie)止頻率(lǜ)設置太(tài)高，流量(liàng)計的❗始(shi)動流量(liàng)相🤟應增(zeng)大，可能(néng)造成流(liú)量的漏(lòu)記現象(xiàng)。
2)對噪聲(sheng)或震動(dòng)等幹擾(rǎo)信号較(jiào)爲敏感(gan)。如果在(zài)流量計(ji)測量上(shang)遊⛷️有明(míng)顯的噪(zào)聲、擾動(dong)(由流向(xiang)改變或(huò)節流引(yin)起的嘯(xiao)叫或機(ji)💋械震動(dòng))或在靠(kao)近流量(liang)計.的附(fù)近有較(jiao)強的磁(ci)👌場，那麽(me)✔️流量計(ji)🈲的運行(hang)将受到(dao)一定程(cheng)度的影(yǐng)響。
3)沒有(you)測量參(can)數的曆(li)史記錄(lu)。由于流(liu)量測量(liang).是工藝(yì)控制🈚、成(cheng)🚶‍♀️本🧑🏽‍🤝‍🧑🏻考核(he)等的重(zhong)要依據(jù)，有時就(jiù)要對不(bú)同曆🈲史(shǐ)時期的(de)測量數(shù)據進行(háng)對比分(fèn)析，需要(yào)調用溫(wen)度、瞬時(shi)(累積)流(liú)量、壓力(lì)的曆史(shi)記錄;所(suǒ)以✏️，如果(guo)不采取(qǔ)人工定(dìng)期💋錄取(qu)，就無👅法(fa)獲得所(suo)需資料(liào)。
4.2注意事(shi)項
1)室内(nei)外安裝(zhuāng)時，流量(liàng)計應有(yǒu)以防積(jī)液、日曬(shài)、雨水浸(jin)透和寒(hán)區保溫(wēn)及區域(yu)差别等(deng)措施，安(an)裝流量(liang)計前應(ying)清理管(guan)道内各(gè)種雜物(wù)，從而保(bao)證流量(liang)計使用(yong)壽命。
2)流(liú)量計安(an)裝周圍(wei)不能有(yǒu)強烈的(de)機械振(zhèn)動或強(qiang)的♻️外磁(cí)💛場幹擾(rao)，應遠離(lí)流态幹(gan)擾元件(jian)(彎頭、彙(huì)管、調壓(yā)閥、壓縮(suo)機、大小(xiao)頭等)，保(bǎo)持流量(liàng)計内壁(bì)光滑平(ping)直及前(qian)後直管(guǎn)段同心(xīn)，保證被(bèi)測介質(zhi)爲潔淨(jìng)的單相(xiàng)流☂️體等(deng)。
3)應定期(qī)對流量(liang)計進行(hang)标校，以(yi)保證流(liú)量計長(zhǎng)期工作(zuo)的⁉️準🐅确(que)性、可靠(kao)性(避免(miǎn)意外停(ting)運和數(shu)據丢失(shī))。
4)對于同(tóng)規格的(de)流量計(ji)，其旋渦(wō)導流體(tǐ)、發生體(tǐ)等核心(xīn)組🌈件不(bú)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼能互換(huàn)，因清理(li)表内各(gè)種雜物(wu)後檢定(dìng)不合格(gé)，或更換(huàn)傳感器(qi)等器件(jian)後都必(bì)須對其(qi)溫度及(jí)壓力補(bu)🌈償傳感(gan)器進行(hang)系統校(xiao)⛷️正并重(zhong)新标定(ding)儀表計(ji)量系數(shù)。
5)流量計(ji)應可靠(kào)接地，但(dàn)不能與(yu)強電系(xì)統共地(dì)以及傳(chuan)輸信号(hao)屏蔽，投(tou)運時應(yīng)緩慢開(kāi)關儀表(biǎo)閥防止(zhǐ)瞬間氣(qì)流沖擊(jī)而損壞(huài)流量計(ji)。
4.3改進建(jiàn)議
1)建議(yi)流量計(ji)在出廠(chǎng)時完善(shàn)對壓力(lì)、溫度補(bǔ)償模塊(kuài)的功能(neng)，增設壓(yā)力、溫度(dù)補償模(mó)塊動态(tài)檢測、測(ce)量輸💁出(chū)端💋口。
2)建(jiàn)議智能(néng)表頭增(zeng)設外接(jiē)數據檢(jian)測口、RS-485通(tong)訊口等(děng)，可直接(jie)對流量(liang)計進行(háng)現場數(shù)據調校(xiào)，并具有(yǒu)自診斷(duàn)功能和(he)遠端地(dì)址查詢(xun)，以及适(shì)應數字(zi)化油田(tian)對流⭐量(liàng)計的特(te)殊功能(néng)要求。
5結(jié)束語
　　在(zai)對流量(liàng)計進行(hang)定期離(lí)線标定(ding)與校驗(yàn)時，對流(liú)體壓力(li)和溫度(du)參數變(biàn)化所引(yǐn)起的測(cè)量誤差(cha)進行判(pan)定;在貿(mao)易或交(jiao)接計量(liang)時，可減(jian)少上述(shù)原因引(yin)起的誤(wu)差所導(dǎo)緻的效(xiao)益損失(shī)和量差(chà)糾紛，使(shi)其更具(ju)有♈實用(yong)性、合規(gui)性并符(fu)合企業(yè)間利益(yi)。

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