摘要：整(zheng)流器作爲氣(qì)體平整裝置(zhì)，其作用是将(jiāng)天然氣的流(liú)态從🎯紊流變(bian)爲平流，從而(er)使後端标準(zhun)孔闆流量計(jì) 的計量更加(jia)正确。爲了有(yǒu)效提高整流(liú)器在天然氣(qi)🈲生産中的使(shi)🛀用效果、延長(zhǎng)其使用壽命(mìng)、解決整流器(qì)在天然氣生(sheng)産與計⁉️量過(guò)程中所面臨(lín)的清洗困難(nan)、維護不便等(děng)問⁉️題，以天然(rán)氣計量中具(ju)有代表性的(de)管式整流器(qi)爲研究對象(xiàng)，分析🐕了現用(yong)管式整流器(qì)在生産過程(cheng)中的弊端與(yu)不足，針對性(xing)地提出了解(jie)決方法。研究(jiu)結果表明：經(jing)過對現有管(guǎn)式整流器的(de)優化，克服📧了(le)傳統整流器(qì)拆裝工藝繁(fán)瑣、作業風險(xiǎn)高等不足，提(tí)高了現場作(zuò)業的安全性(xìng)，原創性地研(yan)🐅制了一種可(ke)在線維護的(de)體積流量計(jì)整流器🌂。結論(lùn)認爲，所設計(ji)的新型整流(liú)器克服了現(xiàn)有技術的不(bú)♌足，解決了整(zheng)流器使用過(guo)程😄中拆裝工(gōng)藝繁瑣、作業(yè)風險高等問(wen)題，符合國家(jia)規定的使用(yong)标準，有效提(ti)高了整流器(qi)清洗與維護(hu)的效率。
0引言(yán)
　　天然氣作爲(wèi)清潔能源，其(qí)需求量随着(zhe)社會的發展(zhǎn)逐年增大🚩，與(yu)之相應的是(shì)對天然氣計(ji)量的精度要(yào)😄求高。目前，天(tiān)然氣計量廣(guǎng)泛使用标準(zhǔn)孔闆流量計(jì)。其原理是以(yi)流體進入孔(kǒng)闆前⁉️、後所形(xing)♊成的壓差爲(wei)基礎，通過理(li)想流态下的(de)經驗公式結(jié)合數學模型(xíng)進行計算，得(de)出具體數值(zhí)。實際使用過(guò)程中管内流(liu)态是否能滿(mǎn)足相應要求(qiú)是計量精度(du)的關鍵㊙️。通過(guò)🛀前人研究表(biǎo)明，影響流量(liàng)計精度的因(yin)素較多，特别(bié)是氣體流态(tài)對計量精度(dù)的影響。現階(jie)⚽段我國所使(shi)用的整流器(qi)爲固定式結(jié)構，但其存在(zài)較多缺陷，因(yīn)此提出一種(zhǒng)可在🧡線維護(hù)的體積流量(liàng)計🛀整流器的(de)♈設計思路，其(qi)使用、維護方(fang)便，無需繁瑣(suǒ)的工藝流程(chéng)，使操作人員(yuán)的勞動強度(du)及作業風險(xian)得以降低，工(gōng)作效率提高(gao)的同時還可(ke)節約生産成(cheng)本。
1固定式整(zheng)流器缺陷分(fen)析
　　整流器爲(wei)氣體平整裝(zhuang)置，安裝于标(biāo)準孔闆流量(liang)計的前端，其(qí)作用是将天(tian)然氣的流态(tài)從紊流變爲(wei)平流，從而使(shǐ)後端标準🙇🏻孔(kong)闆流量計的(de)計量更加正(zheng)确。目前所使(shi)用的整流器(qi)均爲固定式(shi)結💛構（圖1）。
 
　　整流(liú)器在工作過(guò)程中，由于氣(qi)流所攜帶的(de)雜質會使管(guǎn)内堆積污垢(gou)，引起管束内(nèi)部堵塞或半(ban)堵塞，易形成(chéng)紊流，使整❗流(liú)效果變差。通(tong)過對現有固(gù)定式整流器(qì)結構及使🎯用(yong)效果分析，主(zhu)要存在🎯以下(xià)不足：①維護、清(qing)洗時必須要(yao)實施關井、放(fàng)空、置換等一(yi)系列流程倒(dǎo)換及停産斷(duàn)氣等操作，工(gong)作程序㊙️繁瑣(suǒ)，不但影🔴響氣(qì)井的正常生(sheng)産，還影響對(dui)下遊天然氣(qì)用戶的正常(chang)供氣；②整流器(qì)作爲計量裝(zhuāng)置的一部分(fèn)，與計量精度(dù)密切相關，若(ruo)長時間不清(qing)洗，會降💛低✉️整(zhěng)流效果🛀，使紊(wen)流加重，影響(xiang)計量的正确(què)率，對企業經(jing)濟效益🔴造成(cheng)直接影響；③若(ruò)☔在拆卸🈚、更換(huàn)的過程中遇(yù)到有毒💯或高(gāo)壓氣流，可能(neng)會對操作🌈人(rén)員的人身安(ān)全造成🏃威脅(xie)。
2新型整流器(qi)設計思路與(yǔ)特點
2.1工作原(yuán)理
　　設計改進(jin)以分體式閥(fa)腔爲基礎，通(tōng)過滑闆閥的(de)阻隔💯将其分(fen)爲上、下兩個(gè)閥腔，并在工(gōng)作中利用齒(chǐ)輪軸逐層傳(chuan)遞的方式将(jiāng)整流管（闆）從(cóng)下閥腔移至(zhì)上閥腔。通過(guo)放空閥平衡(héng)上閥腔與外(wài)界💋壓力，安全(quán)取出整流管(guǎn)⭐（闆）。在對其✍️清(qing)洗、維護後用(yòng)相同方式将(jiang)其安裝歸位(wèi)。
2.2結構設計
　　根(gēn)據國家标準(zhun)（GB／T21446-2008）規定，标準孔(kong)闆流量計整(zheng)流器分爲㊙️兩(liang)種✊：一種爲🚶‍♀️管(guan)束式，即整流(liú)管；另一種爲(wèi)孔闆式，即整(zhěng)流闆。兩者均(jun1)🐉爲固定式安(ān)裝模式。新型(xíng)整流器在固(gu)定式整流器(qi)結構的基礎(chu)上，以國家标(biao)準爲依據💋，利(li)用閥腔阻隔(gé)結構，結合齒(chǐ)輪🈲傳動原理(lǐ)進行設計，使(shǐ)其滿足對管(guan)束式及孔💞闆(pan)式的使用需(xū)求（圖2）。
　　裝置整(zhěng)體爲上、下雙(shuāng)閥腔式，外部(bu)通過閥體固(gu)定螺絲使其(qi)相連🚩，閥腔内(nèi)部通過滑閥(fa)的移動上、下(xià)阻隔。整流管(guǎn)（闆）安放于下(xia)閥腔下部，兩(liang)端與輸氣管(guǎn)道相接，内部(bu)可使氣🆚流平(ping)穩流通。整👌流(liu)管（闆）兩端外(wai)側設✏️有齒輪(lun)槽，下閥腔底(dǐ)💔部爲排污槽(cao)，排污槽順氣(qi)流方🤞向的一(yi)側安裝有排(pái)污閥🚩。下閥腔(qiāng)上部兩端安(an)裝有🚶齒輪軸(zhou)，其轉動時可(kě)帶動整流管(guan)（闆）上下移動(dòng)。上閥腔底部(bu)爲滑閥，中部(bu)兩端🥰設計有(yǒu)與下閥腔相(xiang)同的齒輪軸(zhóu)，其作用是接(jie)♈替下閥腔齒(chǐ)輪對整流管(guǎn)（闆）的作用，上(shàng)閥腔頂部設(she)計有壓闆👣、頂(dǐng)闆以及頂絲(si)，作用💰爲密封(fēng)及固定整流(liu)器頂部。腔體(tǐ)兩側安裝有(you)輔助設計，如(rú)下閥腔與上(shàng)閥腔連接處(chù)設有平衡閥(fa)及注脂口，上(shang)閥腔頂部側(ce)面設置有放(fàng)空閥。
 
注：1.輸氣(qì)管道；2.排污槽(cao)；3.下閥體；4.下閥(fa)腔；5.滑闆；6.滑闆(pǎn)閥；7.上閥✂️體；8.上(shang)閥腔；9.平衡閥(fá)；10.放空閥；11.壓闆(pan)；12.頂闆；13.頂絲；14.第(di)一驅動裝置(zhì)；15.第二驅動裝(zhuāng)置；16.注脂孔；17.螺(luo)栓；18.整流管；19.導(dao)闆齒輪；20.滑闆(pǎn)齒輪；21.放空閥(fa)閥腔；22.平衡閥(fa)閥腔
2.3使用方(fāng)法
　　裝置工作(zuò)前，首先對密(mi)封性進行檢(jian)查，保證其處(chu)于安💃🏻全工作(zuo)狀态。工作時(shí)主要包括整(zheng)流管（闆）平穩(wen)提升、整流管(guǎn)🈚（闆）安全取出(chu)以☀️及整流管(guǎn)（闆）安裝歸位(wei)三💛個部分。整(zheng)流管（闆）平穩(wen)提升：打開平(ping)衡閥，使上閥(fá)腔與下閥腔(qiang)連通，從而平(píng)衡上閥腔與(yǔ)下閥腔内的(de)壓力。其次，打(dǎ)開滑闆閥，驅(qu)動下閥腔齒(chi)輪軸，将整流(liú)管✔️（闆）從下閥(fa)腔移至上閥(fá)腔，接着關閉(bi)滑闆閥，關閉(bì)平衡閥。整流(liu)管（闆）安全取(qǔ)出：打開放空(kong)閥，上閥體通(tōng)過放空通孔(kǒng)與外界大氣(qì)連通，使上閥(fá)腔與外界的(de)壓🈲力平衡。打(da)🤞開頂絲，取出(chū)頂闆、壓闆。驅(qū)動上閥腔齒(chi)輪軸，将整流(liu)管（闆）從上閥(fá)腔取出。整流(liú)管（闆）安裝歸(guī)位：将整流管(guǎn)（闆‼️）放入上閥(fa)腔，驅動上閥(fá)腔齒輪軸，将(jiāng)整流管（闆）下(xia)放上閥腔底(dǐ)部爲止。蓋♍好(hao)壓闆、頂闆，安(ān)裝👨‍❤️‍👨頂絲，關閉(bi)放空閥。打開(kai)平衡閥，使上(shàng)閥腔與下閥(fa)腔内的壓力(li)平衡。打開✉️滑(huá)闆閥，驅動下(xià)閥腔齒輪軸(zhóu)，将整流管（闆(pǎn)）從上閥腔移(yi)至下閥腔。關(guān)閉滑闆閥，關(guān)閉平衡閥。打(da)開放空閥，将(jiāng)上閥腔氣體(tǐ)放空，确保上(shang)閥腔内部壓(yā)力平穩，最後(hòu)關閉放空閥(fa)。
2.4性能特點
　　設(shè)計發明的新(xin)型整流器的(de)優勢主要在(zài)于提取、安裝(zhuāng)整流管的過(guò)程中無需截(jie)斷流體或置(zhì)換流體管路(lù)，實現在線維(wei)護整流器。此(cǐ)外，設計驅動(dong)裝置使整流(liu)管在上下閥(fá)腔内穿梭時(shi)，可實現整流(liu)管兩端同步(bù)升降，使整流(liu)器安✊裝與拆(chāi)卸快捷、簡便(bian)。整個維護過(guo)程可避免高(gao)壓流體給現(xian)場操作人員(yuán)帶來傷害，同(tong)時也解決了(le)清洗、更換整(zheng)流器時需要(yào)停産🛀的問題(tí)。
　　通過上閥腔(qiang)齒輪軸、滑闆(pan)閥、下閥腔齒(chi)輪軸的配合(hé)就可移🐇動管(guǎn)腔内的整流(liu)管（闆），取出與(yu)安裝歸位的(de)整個過程簡(jiǎn)單、平穩💃、快捷(jie)，實現了在線(xiàn)維護整流器(qì)，減少天然氣(qi)或有毒有害(hai)氣體與操作(zuò)人員的接觸(chu)，消除了潛在(zài)的危險。
3新型(xing)整流器與固(gu)定式整流器(qì)實用性對比(bi)
　　新型整流器(qi)較傳統固定(ding)式整流器在(zài)清洗時間、清(qīng)洗📧方式、作業(ye)方式、計量精(jīng)度影響以及(ji)操作的安全(quán)性方☀️面具有(yǒu)更好的😍效果(guǒ)，提高工作效(xiao)率的同時，對(duì)作業期㊙️間的(de)安全性也有(you)了明顯保障(zhang)（表1）。同時，根據(ju)相關管理規(guī)定，計量設備(bei)需在半年内(nei)清洗、維護，但(dàn)受實際生産(chan)條件的限制(zhi)，難以達到管(guǎn)理規定要求(qiú)，新型整流器(qi)設計的提出(chu)，可有效解決(jue)無法按期清(qīng)洗維護的問(wèn)題。
 
4經濟效益(yi)分析
　　固定式(shi)整流器從停(ting)産斷氣開始(shǐ)完成一套清(qing)洗流程一般(bān)需📐要約4h，根據(ju)要求每半年(nian)需清洗一次(ci)。清洗過程中(zhōng)無法持續生(sheng)産，會影響天(tian)然氣銷售量(liang)以及用戶用(yòng)氣。以單井日(ri)産量爲30×104m³計算(suàn)，天然氣出廠(chang)價按1.548元／m³（含稅(shuì)及管輸費）計(ji)算，清洗一次(ci)影響天然氣(qì)銷售量約爲(wei)5×10104m³，損失💃🏻銷售額(é)達7.74萬元，全年(nian)合計則爲15.48萬(wàn)元。若按照油(you)氣田全年生(sheng)産天然氣量(liang)爲300×108m³計算，由于(yu)清洗影響全(quán)年天然氣銷(xiao)售量達2700×10104m³，損失(shī)銷售額約爲(wèi)4000萬元。
　　對于低(di)壓低産積液(ye)氣井，年度産(chǎn)氣量約爲5×108m³，一(yi)旦氣井🔞關井(jing)将有可能不(bú)能複産，需要(yào)氣舉增壓機(jī)等措📞施輔助(zhu)複産，預計年(nián)度因實施複(fu)産措施而減(jian)産的天然氣(qì)産量約爲500×104m³，損(sǔn)失的價值約(yue)爲770萬元。若采(cai)用新型整流(liú)器，預計可有(yǒu)效解決上述(shu)兩項問題，減(jian)少企業經濟(ji)效益損失。
5結(jié)論
1）通過查閱(yue)整流器相關(guan)資料，發現并(bing)總結了目前(qián)國内現有固(gù)定式整流器(qì)的缺點與不(bu)足。
2）經過對現(xiàn)有固定式整(zheng)流器設計的(de)優化，原創性(xing)地設計了✉️一(yī)種可在線維(wei)護的體積流(liú)量計整流器(qì)。克服了傳統(tong)整流器拆裝(zhuāng)工藝繁瑣、作(zuo)業風險高等(děng)不足，在實現(xian)可在線清洗(xi)、維護的👄同時(shi)提高了現場(chang)作業的安全(quan)💁性。
3）雖然所設(shè)計的裝置暫(zàn)未在氣田現(xian)場進行實際(jì)應用，但目前(qián)已通過國家(jia)石油天然氣(qì)大流量計量(liang)站成都分站(zhàn)的檢測，表明(míng)該設計符合(hé)國家規定的(de)使用标準，後(hòu)期将會結合(he)現場實際應(ying)用效果進一(yī)步優化。

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