[摘要(yào)]标準孔闆(pan)計量 系統(tong)用于天然(ran)氣流量計(ji)量，測量管(guan)在運行過(guo)程中，直🏃‍♂️管(guan)段内壁粗(cu)糙度發生(sheng)變化。文章(zhang)按使用年(nián)限、氣質條(tiao)☁️件、日輸氣(qì)量等🚶‍♀️因素(su)🐉将真管段(duàn)内壁粗糙(cāo)度分爲四(si)類，分析了(le)各類測量(liàng)管粗糙度(du)變化，對計(jì)量系統誤(wu)差的影響(xiǎng)，并列舉了(le)對不同管(guǎn)徑的❌各類(lèi)計量🌈管粗(cu)糙度的修(xiū)正。最終提(ti)出爲減少(shǎo)粗☔糙度對(duì)标準🏃🏻孔闆(pan)計量系統(tong)🤟的誤差影(ying)響，對♋上下(xià)遊直管段(duàn)的維護建(jian)議。
中石化(huà)西南油氣(qì)分公司川(chuān)西氣田目(mù)前廣泛采(cai)用以.标準(zhǔn)孔闆作爲(wèi)一次儀表(biao)的差壓式(shì)計量系統(tong)進行天然(rán)氣流量計(ji)量，多數井(jing)在後期開(kai)發中泡沫(mo)排水等工(gong)藝措施十(shi)分頻繁，天(tiān)然氣中含(han)大量水、油(yóu)、粉塵等雜(zá)質🏃🏻，測量管(guǎn)在使用過(guo)程⁉️中，由于(yu)長🈲期經受(shòu)髒污氣流(liu)的沖刷、腐(fu)蝕，最終導(dao)緻直管段(duan)内壁粗糙(cao)度發生變(biàn)化，對📱标準(zhun)孔闆計量(liang)系統的誤(wù)差影響🌐較(jiào)大，如何減(jiǎn)少誤差，提(tí)高計量系(xi)統精度，結(jié)合工作實(shi)踐談幾點(dian)認識和維(wei)護體會。
1計(ji)量直管段(duàn)使用情況(kuàng)調查
　　氣田(tian)計量管段(duan)自投人使(shi)用以來，所(suo)有标準孔(kong)闆計❄️量系(xi)統粗糙度(dù)均按0.15mm進行(hang)修正并參(can)與流量計(ji)算。對現場(chǎng)使用的計(ji)量管段抽(chōu)樣調查(結(jie)果見表
1)發(fa)現部分計(ji)量直管段(duàn)内壁嚴重(zhong)存在腐蝕(shi)、結垢、結🏃‍♂️皮(pí)♋等現🙇‍♀️象，經(jīng)測算确認(ren)粗糙度在(zài)0.2~2mm之間,遠大(da)于計量系(xi)統目前的(de)設定值(0.15mm)，直(zhi)接🌈影響計(jì)量系統的(de)精度。
　　按表(biǎo)1分類，分别(bié)選取了豐(feng)谷站備用(yòng)管線、江沙(shā)7井管線、135管(guǎn)道1、新計量(liang)管四根計(jì)量管進行(hang)粗糙度檢(jiǎn)測，這四條(tiao)計量管基(ji)本情況以(yi)㊙️及粗糙度(dù)檢測結果(guo)如表2。
 
　　由表(biǎo)2可以看出(chū)，計量管的(de)内壁粗糙(cao)程度跟使(shi)用條件有(you)很大關系(xì)，就氣田的(de)氣質而言(yán)，計量管投(tóu)人使用後(hou)🏃🏻粗糙🐉度就(jiu)會發生較(jiao)大的變化(huà)，其中結垢(gòu)和結皮對(duì)其内壁粗(cu)糙度影響(xiǎng)最大，計量(liàng)管✉️的内壁(bi)粗糙度與(yǔ)氣質👈髒污(wu)程度、輸氣(qì)量大小、使(shǐ)用年💔限長(zhang)短成正比(bi)。按使用年(nian)限、氣質條(tiao)件、日輸氣(qì)量🌂，其内壁(bì)粗糙度程(chéng)度可根據(ju)上述三個(gè)因素大緻(zhi)分爲四類(lei)，其中--類計(ji)量管的内(nei)壁粗糙度(du)0.9mm，二類計量(liang)管内壁粗(cu)糙度在0.4mm左(zuǒ)右;三類粗(cu)糙度0.25mm左右(you);四類粗糙(cao)度情況最(zui)好，爲🌈0.015mm左右(you)。
2直管段粗(cu)糙度變化(hua)帶來的計(ji)量誤差
　　标(biāo)準孔闆流(liú)量計 運行(hang)時，對直管(guan)段的要求(qiu)主要包括(kuo):(1)直管段長(zhǎng)度;(2)直管段(duan)圓度和🐅直(zhi)徑;(3)直管段(duàn)内壁粗糙(cao)度。以上三(sān)個條件中(zhōng)，直管段粗(cu)糙度最易(yi)發生變化(huà)。欲達到規(gui)定的🈲不确(què)定度值，直(zhi)管段内壁(bi)粗糙度必(bì)須滿足标(biāo)準GB/T21446--2008所💔提要(yao)求。
　　由于天(tian)然氣從地(di)層中采出(chū)來，雖經分(fen)離、除塵或(huo)過濾，因其(qí)所含成分(fèn)十分複雜(za)，從單井采(cai)氣計量、集(jí)氣計量到(dao)配🔞氣計量(liang)，氣質組分(fèn)各不相同(tong)，因而節流(liu)裝置在使(shǐ)🥰用過程❌中(zhōng)其沖💘刷、腐(fǔ)蝕程度也(ye)不相同。經(jīng)調查研究(jiū)表明，氣流(liu)對孔闆直(zhí)角人口邊(bian)緣🎯和測量(liàng)管内璧的(de)沖刷腐蝕(shi)尤爲嚴重(zhòng)，這将造成(chéng)流出系數(shù)C發生變化(huà)，流量測量(liàng)不确定度(du)超過估算(suan)值。爲了減(jian)小誤差，推(tuī)薦更新孔(kong)闆和新測(ce)量管，若要(yao)繼續使用(yong)可求出粗(cu)糙度算術(shu)平均偏差(cha)R,，對流出系(xi)數修正後(hòu)再使用。
　　修(xiū)正方法爲(wei):将原流出(chu)系數C乘上(shàng)粗糙度系(xì)數YRe，即:
C'=C·YRe·bk(1)
　　式中(zhōng):C'爲修正後(hòu)的流出系(xi)數;C爲标準(zhǔn)流出系數(shù);YRe爲管道粗(cu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼糙度修🏃‍♀️正(zheng)系數;bk爲孔(kong)闆開孔人(rén)口邊緣尖(jiān)銳度修正(zhèng)系數。
注:本(běn)文不讨論(lun)孔闆開孔(kǒng)入口邊緣(yuan)尖銳度磨(mo)損對計💯量(liàng)💞的影響。
　　其(qi)中修正系(xì)數YRe随測量(liàng)管内壁相(xiang)對粗糙度(dù)K/D和管徑雷(léi)諾數ReD而變(biàn)化，其值按(àn)下式計算(suàn):
 
當ReD≥106時，
YRe=γRe=γoo
　　γo與直(zhí)徑比β2和相(xiang)對粗糙度(du)的倒數D/K有(you)關,其值在(zai)标準GB/T21446--2008中查(cha)表求得☂️。其(qi)中,K爲等效(xiao)絕對粗糙(cao)度，可從标(biāo)準CB/T21446--2008中查表(biao)取得，有條(tiáo)件的情況(kuang)下，用流體(ti)實驗方法(fǎ)測出相對(dui)粗糙度K/D。
　　γo由(yóu)β2和D/K共同決(jue)定，換言之(zhī)，由粗糙度(dù)帶來的計(ji)量誤差由(you)β2和D/K分别引(yǐn)入。對同-計(jì)量管,其相(xiàng)對粗糙度(dù)是一定🚶‍♀️的(de)，因此其γ0随(sui)β增大而增(zēng)大;而β的大(da)小往往由(you)輸氣量🌈大(dà)小決定，氣(qi)量越大，β值(zhí)☎️越大。
　　當D/K=400,β2=0.6時(shí)，查表可知(zhī)γo達到最大(dà)，爲1.020;同時标(biao)準中規定(dìng)，法蘭👌取壓(ya)時💃🏻，ReD≥106，則㊙️γRe=γo，即此(ci)時γRe=1.020，則C'=1.020C。
已知(zhi):
 
　　即:當D/K=400,β2=0.6時，由(you)測量管内(nei)壁粗糙帶(dai)來的計量(liàng)相對誤差(cha)爲(1.02-1)x100%=2%。也就是(shì)說，如果不(bú)對計量管(guǎn)進行粗糙(cāo)度修正，結(jie)果會比實(shí)際值👌偏低(di)2%。
　　然而，對于(yú)腐蝕程度(du)高、嚴重結(jié)皮的鋼管(guǎn)，其K值可能(neng)大☂️于2mm,Ra可能(neng)大于0.6mm。
　　依據(jù)現場調研(yan)，大部分應(ying)用較久、氣(qì)質較髒的(de)計量管其(qi)内壁粗🔞糙(cao)度較大，D/K值(zhí)大多小于(yú)400，因.此C'極可(ke)能大于1.020C，即(jí)由測量管(guan)内壁粗糙(cao)引人的計(jì)量相對誤(wù)差也大于(yú)2%。目前在某(mǒu)些廠家😘的(de)計算軟件(jiàn)可以對粗(cū)糙度小于(yú)1mm的情況進(jìn)行修☔正，超(chāo)過1mm的就不(bu)能修正了(le)。因此，若測(cè)量管内壁(bì)粗糙度大(dà)于1mm,則不具(ju)備修正意(yi)義，應更換(huan)新的計✉️量(liàng)管。
3四類計(ji)k管粗糙度(du)誤差影響(xiǎng)
　　結合實驗(yàn)用計量直(zhi)管段現場(chang)使用條件(jiàn)，采用上文(wén)所☁️述方法(fa)可🈲以計算(suan)得出該四(sì)條直管段(duàn)在使用過(guo)程中㊙️給計(ji)㊙️量帶來的(de)誤差影響(xiang)。
(1)豐谷站備(bei)用計量直(zhi)管段粗糙(cāo)度帶來的(de)計量誤差(chà)影♻️響:
　　由表(biǎo)1提供的參(cān)數:K=0.870mm，則D/K=150/0.870=172;β2=0.62=0.36
　　由于(yu)D/K=172<400,無法通過(guo)标準查表(biǎo)求得γo值，但(dan)依據表中(zhōng)γo變化趨🌍勢(shì)可大緻判(pàn)定γo的範圍(wei)在1.009~1.014之間，則(zé)C'也在(1.009-1.014)C之間(jiān)。即該計量(liàng)管因粗糙(cao)度引人的(de)計量誤差(chà)在-(0.9~1.4)%之間。
(2)江(jiang)沙7井計量(liàng)直管段粗(cu)糙度帶來(lái)的計量誤(wu)差影響:
　　由(yóu)表1提供的(de)參數:K=0.416mm,則D/K=80/0.416=192;β2=0.27=0.073≈0.1
　　由(you)于D/K=192<400,無法通(tōng)過标準查(cha)表求得Yo值(zhí)，但依據表(biao)中γo變化趨(qu)勢可大緻(zhi)判定γo的範(fan)圍在1.003~1.006之間(jiān),則C'也在(1.003~1.006)C之(zhi)間。即該🐅計(jì)量管因粗(cu)糙度引人(rén)的計量誤(wù)差在-(0.3~0.6)%.之間(jiān)。
(3)135井管道1計(jì)量直管段(duan)粗糙度帶(dài)來的計量(liàng)誤差影響(xiǎng)♍:
　　由表1提供(gong)的參數:K=0.230mm，則(zé)D/K=100/0.230=435;β2=0.52=0.25.
　　由于D/K=435>400，可以(yi)查表求得(de)γo值，在1.003~1.006之間(jian)。則C'也在(1.003~1.006)C之(zhī).間。該計量(liang)管因粗糙(cāo)度引🚶‍♀️人的(de)計量誤差(cha)在-(0.3~0.6)%之間。
(4)新(xin)計量管的(de)内壁很光(guang)潔則可忽(hu)略粗糙度(du)引入的計(jì)量誤差。
4直(zhí)管段内壁(bì)粗糙度修(xiū)正
　　标準中(zhōng)規定，因測(ce)量管内壁(bi)粗糙度變(bian)化導緻的(de)流出系數(shu)㊙️C将發生變(bian)化，流量測(ce)量不确定(dìng)度超過估(gu)算值。爲了(le)避免這種(zhong)超差，推薦(jiàn)更新孔闆(pǎn)和新測量(liang)管，若要繼(jì)🔞續使用可(kě)求出粗糙(cao)度算術平(ping)均偏差Ra,對(dui)流出系數(shu)修正後再(zai)使用。
　　由于(yu)标準隻對(duì)D/K≥400的情況提(ti)出了規定(ding)，因此現場(chǎng)在用的部(bu)分計量管(guǎn)是無法按(àn)實際粗糙(cao)度進行修(xiū)正的🔅。就目(mu)前采🧑🏾‍🤝‍🧑🏼用的(de)🐅積算軟件(jian)而言,K值最(zui)大也隻能(néng)修正到D/K=400的(de)情況，表3列(lie)出了氣田(tian)内目前常(chang)用的幾種(zhǒng)測量管可(kě)以進行修(xiu)正的粗糙(cāo)度值。
　　由表(biǎo)3可知:不同(tóng)管徑的計(jì)量管，現行(hang)标準能修(xiu)正的K值的(de)最大限值(zhi)，即超過該(gāi)範圍就不(bu)能修正了(le)，也就🍓是超(chāo)限K值參與(yu)🌈積算出的(de)流量已經(jing)偏離正常(cháng)值。
 
例:現有(you)在用計量(liàng)管150mm，β值爲0.7，K爲(wei)0.44mrm。
　　則:D/K=340，查表3得(de)，最大K值爲(wèi)0.375mm。D/K=400，β2=0.5時，在标準(zhun)中查表γo爲(wei)1.014,即相對修(xiū)正👉量爲1.4%。
D/K=340<400，因(yin)此實際相(xiàng)對修正量(liàng)應該大于(yú)1.4%
　　同時，目前(qian)川西氣田(tián)所有的計(ji)量直管段(duan)粗糙度修(xiū)正系📐數均(jun1)取0.15mm，經推算(suàn)現場相對(dui)修正量僅(jǐn)爲(0.6~0.9)%，即比理(li)論修正量(liang)✨偏低(0.5~0.8)%。
　　由此(cǐ)可得，川西(xi)氣田現用(yòng)的粗糙度(dù)修正系數(shu)0.15mm不合理，應(yīng)依🔅據計🏃🏻量(liàng)管的實際(jì)粗糙度情(qing)況，并結合(hé)标準進行(háng)🈚取值🛀。對沒(méi)有超過限(xian)值的按實(shí)際K值修正(zhèng)，對超過限(xian)值的，按最(zuì)🐇大限值進(jìn)行修正。下(xià)面(見表4)将(jiāng)給出不同(tóng)管徑的各(ge)類計🐕量管(guan)應采用的(de)修正值。
 
　　豐(feng)谷站備用(yòng)管線與江(jiāng)沙7井計量(liang)管段，均爲(wei)D/K<400,标準并未(wei)💯給出💰D/K<400時的(de)Yn值查詢，因(yīn)此無法進(jìn)行粗糙度(dù)修正，故該(gāi)兩類計🙇‍♀️量(liàng)管已不具(jù)備粗糙度(dù)修正的意(yì)義。
　　135井管道(dao)1計量直管(guan)段由于D/K>400,沒(méi)有超出标(biāo)準範圍，因(yīn)此可以通(tong)過軟件進(jin)行粗糙度(du)修正，修正(zheng)值即爲實(shí)測K值0.23mm。
5直管(guan)段使用維(wéi)護建議
　　目(mu)前，川西氣(qi)田的一類(lei)測量管内(nèi)璧粗糙度(dù)約爲0.9mm左右(yòu)，有🥰嚴重🏒結(jie)皮現象;二(er)類測量管(guan)内壁粗糙(cāo)度在0.40mm左右(yòu)，内壁大多(duō)數有結垢(gou)和輕微結(jié)皮現象;三(sān)類測量🔞管(guan)内璧粗糙(cao)度在0.25mm左右(yòu)，内壁大多(duo)數有結垢(gou)現象。這三(san)類測量管(guan)在不同管(guan)徑下，采用(yòng)的K值修正(zheng)值各不🔴相(xiàng)同。.
　　目前，氣(qì)田内标準(zhǔn)孔闆計量(liàng)系統對測(cè)量管統一(yī)采用0.15mm的修(xiū)正值，依據(jù)标準推算(suan)内壁粗糙(cao)度給計量(liàng)系統引🈲人(ren)的誤差☔可(ke)達2%以上，因(yīn)此須分類(lèi)修正。
　　當粗(cū)糙度沒有(yǒu)超過限值(zhí)時采用實(shi)測值修正(zhèng)，對超過♌限(xian)值的按最(zui)大限值修(xiu)正。當然超(chao)過限值的(de)按最大限(xian)值進行修(xiu)正，也隻是(shì)💛從一定程(chéng)度上減小(xiǎo)粗糙度對(duì)計量的影(ying)響，要從根(gēn)本上消除(chu)其影響隻(zhi)有确⚽保計(ji)量管内壁(bì)光滑、潔淨(jìng)，盡可⛷️能将(jiang)天然氣中(zhong)油、水⭐、雜質(zhi)等分離幹(gan)淨，加強對(dui)🌂計量管的(de)檢查維護(hù)，對沒有維(wei)護價值☁️的(de)進行更換(huàn)。因此，測量(liang)管在使用(yong)過程中，直(zhi)管段内璧(bi)應保持清(qīng)潔、除掉污(wu)垢，管道内(nei)壁上的⭐腐(fǔ)蝕硬皮應(yīng)除掉,同時(shí)對内壁表(biǎo)面💁粗糙度(du)進行☁️檢測(ce)，至少在孔(kong)闆上遊😍側(ce)10D的直管段(duàn)部分(即測(ce)量管)應滿(man)足GB/T21446--2008标準規(guī)定，當發現(xian)内表面有(you)明顯㊙️沖刷(shuā)和腐蝕時(shí)，如其内壁(bì)粗糙度不(bú)符合标準(zhǔn)規定時，更(geng)新爲内表(biǎo)面符合要(yao)求的測量(liang)管。

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