摘(zhai)要：智能型旋進旋(xuán)渦流量計 是大慶(qìng)油田常用的計量(liàng)流量的儀表。通過(guò)對流量計檢定過(guo)♍程中産生的誤差(chà)原因及使用過程(cheng)中出現的誤差❌進(jìn)行分析☀️，提出在油(yóu)田計量天然氣離(lí)線檢定過✏️程中的(de)🙇‍♀️離線檢定和校驗(yan)方法，使其誤差降(jiang)到最小，達🙇🏻到準确(que)計量的目的。
　　在油(you)田伴生天然氣或(huo)幹氣流量計量中(zhōng)，如果計量🏃🏻工藝在(zai)計量天然氣瞬時(shi)流量較小或流量(liang)波動幅度較大的(de)情況下，即選擇傳(chuan)統的 孔闆流量計(ji) 測量就會違背或(huo)不符合石油天然(ran)氣SY/T6143--2004标準。例如:标準(zhun)中🐅要求“管道内的(de)流量應該不随時(shí)間變化或實際，上(shàng)隻随💋時間♌有微小(xiǎo)的變化”，對于采用(yong)法蘭取壓📧的孔闆(pǎn)流量計又要求“ReD≥12603'D”(Re爲(wèi)雷諾👈數;β爲管道上(shang)孔闆流量計的直(zhí)徑比;D爲管道内徑(jing))。一旦不符合這些(xie)條件🥰，孔闆流量計(jì)測量準确性就會(hui)受到很大影響"。
　　智(zhi)能型旋進旋渦流(liu)量計(以下簡稱流(liú)量計)是被廣泛運(yun)用在🙇‍♀️油田計量天(tian)然氣工藝過程中(zhong)的速度式流量檢(jiǎn)測儀表，尤其是當(dāng)🥰工藝管徑小于或(huò)等于DN150mm時。流量計采(cǎi)用微功耗高💯新技(jì)術和先進的微機(ji)技術，憑借結構緊(jǐn)湊、功能強以及和(hé)成套孔闆裝置比(bǐ)成👅本更加低等優(yōu)點，可廣泛适用于(yú)天然✉️氣、水、石油等(děng)多類介質的流👌量(liàng)檢測，并實現了溫(wen)度、壓力和壓縮系(xi)數等動💜态參數的(de)在線自動補償。據(ju)此補償獲得了在(zai)離線檢定過程✊中(zhōng)壓力、溫度拟合動(dòng)态參數變化的檢(jiǎn)定方法，經檢索此(ci)方法😍首次用于油(yóu)田🔞計量天然氣離(li)線檢定中。着重對(duì)流量計在現場應(yīng)用、離線檢定和校(xiào)驗等要素進🈲行簡(jian)要分析,并提出改(gǎi)進建議和建立相(xiàng)關企業标準。
1.流量(liàng)計工作原理、結構(gou)及特點
1.1工作原理(li)
　　智能型旋進漩渦(wo)流量計流量傳感(gan)器的流通剖面類(lei)⭕似文丘利管的型(xing)線，在入口側安放(fang)一組螺旋型導流(liu)🏃🏻葉片。當流體進人(rén)流量傳感器時，導(dao)流葉片迫使流體(tǐ)産生劇烈的旋渦(wō)流;當流體進入擴(kuò)散段時，旋渦流受(shòu)到回流的作用，開(kāi)始作二次旋轉，形(xing)成陀螺式的渦流(liú)進動現象。該進動(dong)頻率與流量大小(xiǎo)成正比，不受流體(tǐ)物理性，質和密度(du)的影響，檢測元件(jiàn)測得流體二次旋(xuan)轉進動🌈頻率就能(néng)在較寬的流量👄範(fan)❄️圍内獲得良好的(de)線性度。信号經前(qian)置放大器放大、濾(lü)波、整形轉換爲與(yǔ)流速成正比的脈(mò)沖信号，然後再與(yǔ)溫度、壓力等檢測(ce)信号一起被送往(wǎng)微處理器進行積(jī)算⭐處理，在液晶顯(xiǎn)示屏上顯示出測(cè)量結果(瞬時流量(liang)、累積流量及💰溫度(du)、壓力數據)。流量計(jì)由🥵溫度和壓力檢(jiǎn)測模拟通道、流量(liang)傳感器通道以及(jí)♉微處理器單元組(zǔ)成，并配有外輸出(chu)信号接口，輸出♌各(ge)種信号。
　　當被計量(liang)介質沿着流動的(de)流體進人流量傳(chuan)感器人口時，螺🌈旋(xuán)形葉片強迫流體(tǐ)進人旋轉運動，于(yu)是在旋渦發生體(tǐ)中心産生♉旋渦流(liu)，旋渦流在文丘利(li)⛹🏻‍♀️管中旋進，到達收(shōu)縮段突然節流使(shǐ)旋渦流加速。當旋(xuan)渦流進人擴散段(duàn)後，因回流作用強(qiáng)迫進行旋進♻️式二(èr)次旋轉，此時旋渦(wo)流的旋轉頻率與(yǔ)介質流速成正比(bi)，并爲線性。兩個壓(yā)電傳感器檢測的(de)微弱電荷信号，同(tong)時經前置放大器(qi)放大、濾☁️波、整形後(hòu)變成兩路頻率與(yu)流速成正比的脈(mo)沖信号，積算儀中(zhōng)的處理電路對兩(liǎng)路的脈沖信号♻️進(jin)行比較與判别，剔(tī)除幹擾信号，而對(duì)🐇正常的🌐流量信号(hao)進行計數處理。其(qí)工作原理如圖1所(suo)示。

1.2組成結構
　　流(liú)量計由殼體、旋渦(wo)發生體、除旋整流(liu)器、旋渦檢測組件(jiàn)、壓力接口、信号輸(shu)出接口、溫度接口(kou)等組成（圖2）。

1.3特點(dian)
1)測量流量範圍較(jiao)寬，可有效工作在(zai)孔闆流量計無㊙️法(fǎ)準确計📞量的小流(liu)量區域。
2)在工藝安(ān)裝中，較孔闆流量(liàng)計可大大縮短儀(yí)表上、下遊直管段(duàn)。
3)流量信号既可就(jiu)地顯示，也可按需(xu)遠傳。
4)體積小、重量(liang)輕，便于離線标定(dìng)。
5)無可動部件，對于(yu)一般的測量不存(cún)在儀表.的機械磨(mó)損。
6)實現機電一體(tǐ)化，日常的計量不(bú)需要人工值守。
2現(xiàn)場應用與檢驗
2.1現(xian)場應用
　　油田的各(ge)類站、庫天然氣計(ji)量大面積應用智(zhì)能型流量計💯，以大(dà)慶油田部分使用(yòng)的流量計爲例，并(bìng)抽樣對🔞幾年來檢(jian)定誤差進✏️行對比(bi)(表1)。
　　通過對流量計(jì)的現場使用、跟蹤(zong)抽樣以及标校表(biao)明，流量計投用3年(nian)，誤差均在規定誤(wù)差範圍内;流量計(ji)的重複性較好，使(shi)用性能穩定。
2.2離線(xian)檢定校驗.
　　當被測(ce)量介質爲氣體時(shí)，因其密度受壓力(li)、溫度影響較💰大，爲(wei)💞了📞能準确計量氣(qi)體介質的體積流(liu)量，對♉于油田生産(chan)中氣體的計量，必(bi)須同時跟蹤被測(cè)量⭕介質的壓力和(hé)溫度，并👉将不同工(gong)況下的氣體流量(liàng)轉換成标準狀态(tai)(P=101.325kPa,T=293.15K)下的體積流量。流(liú)量計雖然實現📧了(le)溫度、壓力和壓縮(suō)系數等動态參數(shù)的在線自動補償(chang)，但在流量☔計檢定(ding)過程中僅限于對(dui)流量誤差進行标(biāo)定🍓，而沒有對其壓(ya)🚶‍♀️力和溫度檢測及(ji)其補償模塊進行(hang)動态變化🤩拟和檢(jiǎn)定與校驗。

式中:
Qn一(yi)标況下的體積流(liú)量，m'/h;
Pa一當地大氣壓(yā)力，kPa;
Pn一-标準狀态下(xià)的大氣壓力(101.325kPa);
Tn-标準(zhǔn)狀态下的絕對溫(wēn)度(293.15K);
T一被測流體的(de)絕對溫度，K;
Zn-氣體在(zài)标況下的壓縮系(xi)數;
Z一氣體在工況(kuang)下的壓縮系數;
P一(yi)流量計取壓孔測(ce)量的表壓，kPa;
Qv一-工況(kuang)下的體積流量，m'/h。
　　通(tōng)過對流量計統計(ji)應用分析證實，由(yóu)于受現場工🧑🏽‍🤝‍🧑🏻況條(tiao)件🐕影響🚶‍♀️，流量計在(zài)使用過程中表内(nèi)的溫度、壓力檢🔴測(ce)模塊會💔出現檢測(ce)數據漂移。而通常(chang)情況下對于流🥰量(liàng)誤差的檢定，無法(fǎ)對溫度、壓力檢測(ce)模塊.的數據漂移(yí)進行校💛準，因此應(ying)對流量計的壓力(lì)、溫度模塊進行校(xiao)準，從而減小由于(yu)壓力、溫度精度影(ying)響所導緻的氣體(ti)流量計量誤差，降(jiang)低計量氣量的損(sun)失叫。
3技術經濟效(xiao)果評價
　　氣體計量(liang)儀表壓力标定器(qi)設計和使用，已填(tian)補了大慶❄️油田氣(qi)🌈體流量計離線檢(jiǎn)定、校驗量值傳遞(di)中壓力補償檢定(ding)的空白;同時，配套(tào)應用精度高GDW-800型高(gāo)低溫試💜驗裝置對(dui)溫度補償檢測與(yǔ)檢定"，從而減小㊙️系(xi)統測量過程中由(you)于壓力和溫度波(bo)動帶來的壓力、溫(wen)度參數誤差和系(xì)統誤差，以及由此(ci)而産生的計量效(xiào)益損失。
1)根據氣體(ti)流量計數學模型(xíng)對比初步評估計(ji)算，假設其他🔞參🈚數(shù)不變的情況下，理(li)論壓力誤差漂移(yi)千分之⭐三(即0.3%)，那麽(me)流量🔞誤差将在0.9%左(zuǒ)右。以某廠年度外(wài)⁉️輸天然氣總量4.3x108m3/a爲(wèi)例進行簡易理論(lùn)計算，可減少誤差(chà)!氣量3.87x106m3/a,即每年可減(jian)🏃🏻‍♂️少潛在的❗天然氣(qi)計量損失3.87x104m3/a,。按目前(qián)油田濕氣價格夏(xia)季(210天)爲0.3元/m',冬季(150天(tian))爲0.9元/m'計算🔞，年創經(jing)濟效㊙️益可達212.9萬元(yuán)
2)根據氣體流量計(jì)數學模型對比初(chū)步評估計算，假💰設(shè)🈲其它💘參🌈數不變的(de)情況下，理論溫度(dù)誤差漂移千分之(zhi)🤞一(即0.1%)，那麽流量🔴誤(wu)差将在0.05%左右。溫度(du)誤差影響産生的(de)經濟效益如上所(suǒ)述.
4存在問題、注意(yì)事項及數字化改(gǎi)進建議
4.1存在問題(tí)
1)根據計量現場的(de)生産變化情況，通(tong)過設置截止頻率(lǜ)自行調整🚶流量計(jì)的始動流量。但是(shì)，如果截止頻🏃率設(she)🔅定太低，流量計🐅的(de)敏感程度相應提(ti)高,外界的一些微(wei)弱振動或雜散信(xìn)号就有可能導緻(zhì)流量計在沒有被(bèi)測介質通過的情(qíng)況下開始動🎯作，造(zao)成流量的多計現(xian)象;如果截止頻率(lü)設置太高，流量計(jì)的始動流量相應(ying)增大，可能造成流(liú)量的漏記現象。
2)對(duì)噪聲或震動等幹(gan)擾信号較爲敏感(gǎn)。如果在流量計測(ce)量上遊❓有明顯的(de)噪聲、擾動(由流向(xiàng)改變或節流引起(qǐ)的嘯叫💃🏻或機械震(zhèn)動)或在靠近流量(liàng)計.的附近有較強(qiang)的磁場，那麽流量(liàng)計的運行将受到(dào)一定程度的影響(xiǎng)。
3)沒有測量參數的(de)曆史記錄。由于流(liú)量測量.是工藝控(kong)制、成本考核等的(de)重要依據，有時就(jiu)要對不同曆史時(shi)🍓期的測量數據🆚進(jìn)行對比分析，需要(yao)調用溫度、瞬時(累(lei)積)流量、壓力的⭕曆(lì)史記錄;所以🚶，如果(guǒ)不采取人工定期(qī)錄取，就無法獲得(de)所需資料。
4.2注意事(shì)項
1)室内外安裝時(shí)，流量計應有以防(fáng)積液、日曬、雨水浸(jin)透👨‍❤️‍👨和寒區保溫及(ji)區域差别等措施(shi)，安裝流量計前💘應(ying)清理管道内各種(zhǒng)雜物，從而保證流(liú)量計使用壽命。
2)流(liú)量計安裝周圍不(bú)能有強烈的機械(xiè)振動或強的外磁(ci)場🏃幹擾，應遠離流(liu)态幹擾元件(彎頭(tou)、彙管、調壓閥、壓縮(suo)機、大小頭等)，保持(chi)流量計内壁光滑(hua)平直及🌈前後直管(guan)段同心，保證被測(ce)介質爲潔淨的單(dān)相流體等。
3)應定期(qī)對流量計進行标(biao)校，以保證流量計(jì)長期工作的準❓确(que)性、可靠性(避免意(yi)外停運和數據丢(diu)失)。
4)對于同規格的(de)流量計，其旋渦導(dao)流體、發生體等核(he)🐅心組件不🧑🏾‍🤝‍🧑🏼能互換(huàn)，因清理表内各種(zhong)雜物後檢定不🌈合(hé)格，或更⛷️換傳感器(qì)等器件後都必須(xu)對其溫度及🍓壓力(lì)補償傳感器進行(háng)❓系統校正并重新(xin)标定儀表計量系(xi)數。
5)流量計應可靠(kao)接地，但不能與強(qiáng)電系統共地以及(jí)傳輸信号屏蔽，投(tóu)運時應緩慢開關(guan)儀表閥防止瞬間(jiān)氣👅流沖⛹🏻‍♀️擊而損壞(huài)流量計。
4.3改進建議(yì)
1)建議流量計在出(chū)廠時完善對壓力(li)、溫度補償模塊的(de)功能，增設壓力、溫(wen)度補償模塊動态(tài)檢測、測量輸出端(duan)口。
2)建議智能表頭(tou)增設外接數據檢(jian)測口、RS-485通訊口等，可(kě)直接對流量計進(jin)行現場數據調校(xiao)，并具有自診斷功(gōng)能和遠端地址查(chá)詢，以及适應數字(zì)化油田對流量計(jì)的特殊功能要求(qiú)。
5結束語
　　在對流量(liang)計進行定期離線(xiàn)标定與校驗時，對(duì)流體壓力和溫度(du)參數變化所引起(qi)的測量誤差進行(háng)判定;在貿易🌐或交(jiao)接計量時，可減少(shǎo)上述原因引起的(de)🏃‍♂️誤差所導緻的效(xiào)益損失和量差糾(jiū)紛，使其更具有實(shí)用性、合規性并符(fu)合企業間☂️利益。

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