0 引(yin)言
天然(ran)氣計量(liang)是一種(zhong)動态的(de)間接的(de)多參數(shu)的綜合(he)計量，在(zai)整個流(liu)量計量(liang)領域中(zhong)難度非(fei)常大，影(ying)響因❄️素(su)最多。國(guo)内天🧑🏽🤝🧑🏻然(ran)氣貿易(yi)交接結(jie)算選用(yong)的流量(liang)計有很(hen)多種，而(er)采用标(biao)準孔闆(pan)流量計(ji)計量是(shi)廣泛方(fang)式。由于(yu)孔闆計(ji)量方式(shi)結構簡(jian)單牢固(gu)、使用期(qi)限🌈長、可(ke)在線更(geng)換檢修(xiu)、計量精(jing)度比較(jiao)高，成爲(wei)天然❌氣(qi)貿易交(jiao)接結⭐算(suan)重要的(de)計量方(fang)式，在油(you)氣田均(jun)有廣泛(fan)應用。
1 配(pei)氣站計(ji)量現狀(zhuang)
天然氣(qi)配氣站(zhan)擔負着(zhe)城鎮居(ju)民天然(ran)氣流量(liang)調配及(ji)輸⭐配任(ren)務，在用(yong)氣高峰(feng)和低峰(feng)需要根(gen)據流量(liang)進行調(diao)配，滿足(zu)工業及(ji)居民🚶用(yong)氣。
結合(he)天然氣(qi)配氣隊(dui)實際情(qing)況，提高(gao)天然氣(qi)計量正(zheng)确🐅率☔減(jian)少貿易(yi)摩擦，油(you)田配氣(qi)站天然(ran)氣計量(liang)大部分(fen)采用孔(kong)闆流量(liang)計。配氣(qi)隊天然(ran)氣計量(liang)實現了(le)溫度、壓(ya)力、流量(liang)等現場(chang)數據的(de)自動采(cai)集🚶與處(chu)理、顯示(shi)和報表(biao)的打印(yin)，實現了(le)遠程的(de)實時監(jian)控、實時(shi)數據傳(chuan)輸，達到(dao)了計量(liang)全過程(cheng)📱的自動(dong)化運⁉️行(hang)。
孔闆計(ji)量系統(tong)由孔闆(pan)閥、智能(neng)差壓變(bian)送器、智(zhi)能壓力(li)變送器(qi)、一體化(hua)溫度變(bian)送器以(yi)及流量(liang)計算顯(xian)示裝置(zhi)組成，包(bao)括硬件(jian)和軟件(jian)兩部分(fen)。其系統(tong)結構拓(tuo)撲圖如(ru)圖1所示(shi)。
2 孔闆(pan)流量計(ji)的計量(liang)誤差分(fen)析
天然(ran)氣行業(ye)标準《用(yong)标準孔(kong)闆流量(liang)計測量(liang)天然氣(qi)流量》（GB/T 21446）規(gui)定了标(biao)準孔闆(pan)的技術(shu)參數要(yao)求、内部(bu)結構✏️形(xing)式、孔闆(pan)🔴的取壓(ya)方式、流(liu)🧡量計使(shi)用方法(fa)以及計(ji)算、不确(que)定度的(de)資料，爲(wei)天然氣(qi)标💋準孔(kong)闆流量(liang)計計量(liang)提供了(le)标準依(yi)據[1]。但在(zai)實際應(ying)用中，由(you)于現場(chang)使用條(tiao)件變化(hua)引起的(de)誤差和(he)♊計量儀(yi)表本身(shen)誤差，經(jing)常使孔(kong)闆流量(liang)計的精(jing)度不能(neng)達到要(yao)求。本文(wen)結合孔(kong)闆流量(liang)計☎️在配(pei)氣站交(jiao)接計量(liang)中的應(ying)用情況(kuang)從基本(ben)誤差和(he)附加誤(wu)差🈲兩方(fang)面對孔(kong)闆流量(liang)計的計(ji)量☎️誤差(cha)進行分(fen)析，并探(tan)讨解決(jue)方法。
2.1 基(ji)本誤差(cha)
基本誤(wu)差是由(you)計量裝(zhuang)置本身(shen)精确度(du)所決定(ding)的誤🛀差(cha)，是不可(ke)避⁉️免的(de)，一般在(zai)1% ～ 2% 範圍内(nei)。爲了規(gui)範孔闆(pan)計量，《天(tian)然氣計(ji)量系統(tong)🐪技術要(yao)求》（GB/T 18603）對計(ji)量系統(tong)進行了(le)說明和(he)要求，同(tong)時對計(ji)✉️量系統(tong)儀器儀(yi)表精度(du)等級進(jin)行了要(yao)求。
基地(di)配氣隊(dui)孔闆計(ji)量系統(tong)選用的(de)差壓變(bian)送器、壓(ya)力變送(song)器、溫度(du)變送器(qi)的準确(que)度分别(bie)爲：0.25%、0.25%、0.5%，符合(he)《天然氣(qi)計量系(xi)統技術(shu)要求》（GB/T 18603）中(zhong)B 級系統(tong)配❤️套儀(yi)表正确(que)率的要(yao)求。
2.2 附加(jia)誤差
結(jie)合現場(chang)使用情(qing)況，對産(chan)生計量(liang)附加誤(wu)差的原(yuan)因進行(hang)以下分(fen)析。
2.2.1實際(ji)運行流(liu)量值偏(pian)離設計(ji)流量值(zhi)引起的(de)誤差
這(zhe)是配氣(qi)站最常(chang)見也是(shi)貿易雙(shuang)方最關(guan)心的問(wen)題，用氣(qi)量具有(you)季節、日(ri)和小時(shi)的不均(jun)衡性，用(yong)氣高峰(feng)和用氣(qi)低🎯峰變(bian)化範圍(wei)較✌️大，且(qie)很難準(zhun)确的掌(zhang)握用戶(hu)的用氣(qi)量，與設(she)計流量(liang)值偏差(cha)很大。
如(ru)果用于(yu)計算孔(kong)闆孔徑(jing)的最大(da)流量與(yu)現場實(shi)際的最(zui)大🔆流量(liang)偏離較(jiao)大，就會(hui)造成計(ji)算出來(lai)的孔闆(pan)孔徑較(jiao)大偏差(cha)。存在大(da)孔☂️闆測(ce)小流量(liang)的問題(ti)，由于ΔP 偏(pian)小，計量(liang)精度大(da)大降低(di)。
2.2.2 節流裝(zhuang)置産生(sheng)的誤差(cha)
1）孔闆裝(zhuang)反引起(qi)測量誤(wu)差。在孔(kong)闆閥中(zhong)安裝孔(kong)闆時，應(ying)🐅保證🤞孔(kong)闆的安(an)裝方向(xiang)正确，天(tian)然氣從(cong)孔闆的(de)上端面(mian)流向下(xia)端面。表(biao)3爲廬配(pei)供總配(pei)氣量與(yu)總配外(wai)🆚供氣量(liang)的對比(bi)🏃，正常情(qing)況下廬(lu)😍配供總(zong)☔配氣量(liang)應大于(yu)總配外(wai)供氣量(liang)，如表2中(zhong)4.4日至4.6日(ri)數據。4.6日(ri)廬配至(zhi)總配線(xian)孔闆裝(zhuang)反，導緻(zhi)4.7日廬配(pei)供總配(pei)氣量小(xiao)于總配(pei)外供氣(qi)量，引💋起(qi)較大誤(wu)差。
2）孔闆(pan)孔徑尺(chi)寸測量(liang)不準确(que)引起測(ce)量誤差(cha)。在實際(ji)使用中(zhong)❤️由于條(tiao)件限制(zhi)，不能及(ji)時送到(dao)檢定部(bu)門進🔞行(hang)檢定，而(er)是用遊(you)标卡尺(chi)在現場(chang)測量。一(yi)方面存(cun)在😘目測(ce)誤差，另(ling)一方面(mian)由于沒(mei)有👈在标(biao)準狀況(kuang)下進行(hang)計量标(biao)定，當現(xian)場環🔱境(jing)及測量(liang)介質溫(wen)度較高(gao)時，測量(liang)孔闆的(de)孔徑值(zhi)将偏高(gao)，造成計(ji)量值比(bi)實際值(zhi)偏高。如(ru)果孔闆(pan)厚度不(bu)符合标(biao)準、上下(xia)遊直管(guan)段長度(du)不夠、計(ji)量‼️裝置(zhi)安裝不(bu)當都能(neng)引起📧測(ce)量誤差(cha)。
3）氣體的(de)沖刷和(he)腐蝕引(yin)起測量(liang)誤差。天(tian)然氣從(cong)地層采(cai)出來，雖(sui)經分離(li)、過濾，因(yin)其所含(han)成分十(shi)分複雜(za)，且成分(fen)❤️經常變(bian)化㊙️，從單(dan)井采🔅氣(qi)計量、集(ji)氣計量(liang)到配氣(qi)計量，氣(qi)質組成(cheng)都各不(bu)相同，因(yin)而流量(liang)計在使(shi)用過程(cheng)中宜受(shou)測量介(jie)質🥰天然(ran)氣的🧑🏾🤝🧑🏼沖(chong)刷和腐(fu)蝕，對孔(kong)闆😘和直(zhi)管段的(de)沖刷腐(fu)蝕尤爲(wei)嚴重。這(zhe)将影響(xiang)到孔闆(pan)💘直角入(ru)口邊緣(yuan)圓弧半(ban)徑和直(zhi)管段内(nei)表面粗(cu)糙度㊙️，使(shi)得流出(chu)系數發(fa)生變化(hua)，測量的(de)不确定(ding)度超出(chu)預期值(zhi)[2]。
2.2.3差壓變(bian)送器引(yin)起的誤(wu)差
在現(xian)場環境(jing)條件下(xia)，孔闆流(liu)量計裝(zhuang)置與差(cha)壓變送(song)器之間(jian)連接的(de)導壓管(guan)線容易(yi)發生腐(fu)蝕、堵塞(sai)、冰凍等(deng)，是孔闆(pan)流量計(ji)薄弱環(huan)節和使(shi)用維護(hu)的重點(dian)。
1）差壓變(bian)送器零(ling)點容易(yi)漂移，造(zao)成靜壓(ya)、差壓值(zhi)失真，造(zao)❌成👄計算(suan)氣量比(bi)實際氣(qi)量偏差(cha)較大。
2）差(cha)壓變送(song)器的閥(fa)組和導(dao)壓管易(yi)生鏽洩(xie)漏、堵塞(sai)。高壓側(ce)和低壓(ya)側的連(lian)接件漏(lou)氣或堵(du)塞，都會(hui)引起較(jiao)大的計(ji)量偏差(cha)。
2015 年4 月份(fen)東營壓(ya)氣站檢(jian)修期間(jian)，天然氣(qi)内含有(you)固體懸(xuan)浮顆粒(li)和油污(wu)引起廬(lu)配至總(zong)配線的(de)下遊導(dao)壓管堵(du)塞，導緻(zhi)廬😘配至(zhi)總配線(xian)計量數(shu)據偏大(da)。
2.2.4天然氣(qi)組分變(bian)化引起(qi)的誤差(cha)
天然氣(qi)從單井(jing)到集氣(qi)站和配(pei)氣站，氣(qi)質組分(fen)各不相(xiang)同，因此(ci)流量值(zhi)也不同(tong)。一方面(mian)，由于氣(qi)體組分(fen)的變化(hua)引起天(tian)然氣相(xiang)🛀🏻對密度(du)的變化(hua)，天然氣(qi)流量值(zhi)與相對(dui)密度倒(dao)數的平(ping)方根成(cheng)正比例(li)變化。另(ling)一方面(mian)，天然氣(qi)組分的(de)變化影(ying)響壓縮(suo)因子Z 的(de)計算，造(zao)成壓縮(suo)因子的(de)附加誤(wu)差，而壓(ya)縮因子(zi)直接影(ying)響工況(kuang)✨流量轉(zhuan)化爲統(tong)一标準(zhun)下的氣(qi)體流量(liang)。由此可(ke)見天然(ran)氣組分(fen)變化對(dui)計量的(de)影響很(hen)大。
2015 年5 月(yue)份對廬(lu)配交接(jie)處的天(tian)然氣組(zu)分重新(xin)進行了(le)🚩取💘樣分(fen)♻️析⭐，取樣(yang)分析前(qian)後各組(zu)分含量(liang)發生變(bian)化。由相(xiang)對密度(du)計算公(gong)式可知(zhi)取樣分(fen)析前後(hou)的相對(dui)密度分(fen)别💰爲0.6495、0.6425，即(ji)取樣分(fen)析前後(hou)天然氣(qi)相對密(mi)度變化(hua)了1%。
3 提高(gao)孔闆流(liu)量計計(ji)量精度(du)的措施(shi)
孔闆流(liu)量計計(ji)量精度(du)與孔闆(pan)、管道條(tiao)件、安裝(zhuang)質量等(deng)諸多❄️因(yin)素⭐有關(guan)，爲提高(gao)流量計(ji)量正确(que)率，可采(cai)取以下(xia)措施。
3.1 孔(kong)闆流量(liang)計的制(zhi)造和組(zu)裝
孔闆(pan)的直徑(jing)、厚度、斜(xie)角、流量(liang)計的外(wai)形、粗糙(cao)度等均(jun)應滿足(zu)GB/T 2624.2 的要求(qiu)。流量計(ji)制造和(he)組裝需(xu)符合GB/T 21446 及(ji)API MPMS 14.3.3 的要求(qiu)。
孔闆的(de)密封墊(nian)圈應采(cai)用耐腐(fu)蝕、抗老(lao)化、滿足(zu)輸送介(jie)質溫度(du)的🎯材料(liao)，在組裝(zhuang)時應保(bao)證任何(he)點都不(bu)會突入(ru)管道，且(qie)不影響(xiang)流量的(de)計量精(jing)度。孔闆(pan)片與導(dao)闆之間(jian)🆚，上下腔(qiang)之間應(ying)有良好(hao)密封。
孔(kong)闆流量(liang)計制造(zao)是需要(yao)設置排(pai)污閥和(he)放空閥(fa)，排放應(ying)彙總爲(wei)一個總(zong)放空接(jie)口，統一(yi)排放。孔(kong)闆流量(liang)計的直(zhi)管段要(yao)根據孔(kong)闆前後(hou)端工藝(yi)配管的(de)形式來(lai)确定長(zhang)度，考慮(lü)一定🔞的(de)富餘系(xi)數，一般(ban)按前30D 後(hou)15D 來☂️布置(zhi)[3]。
3.2 合理選(xuan)擇測量(liang)儀表
爲(wei)了避免(mian)“大馬拉(la)小車”或(huo)“小馬拉(la)大車”現(xian)象産生(sheng)的誤✍️差(cha)， 建議嚴(yan)格按照(zhao)GB/T 18603《天然氣(qi)計量系(xi)統技術(shu)要求》要(yao)求選用(yong)合适量(liang)程儀表(biao)。首先要(yao)根據輸(shu)氣流量(liang)，選擇最(zui)佳内徑(jing)的孔闆(pan)。智能差(cha)壓變送(song)器量程(cheng)宜在滿(man)量程10% ～ 90%，智(zhi)能壓力(li)變送器(qi)量程宜(yi)在滿量(liang)程30% ～ 75%，最🔴好(hao)采選用(yong)💛絕壓量(liang)程儀⭐表(biao)，精度建(jian)議選用(yong)0.1%。
3.3 儀表的(de)安裝
孔(kong)闆流量(liang)計應垂(chui)直于管(guan)道軸線(xian)安裝，且(qie)與管道(dao)同心，偏(pian)‼️差應滿(man)足小于(yu)1°。孔闆流(liu)量計應(ying)配套提(ti)供機械(xie)🌈裝置😄指(zhi)示孔闆(pan)👉片，用🚩來(lai)測🚩試是(shi)否安裝(zhuang)在管徑(jing)中心[4]。孔(kong)闆安裝(zhuang)在在法(fa)蘭之間(jian)固定後(hou)，允許自(zi)由熱膨(peng)脹而不(bu)産生扭(niu)曲變形(xing)，在滿足(zu)設計壓(ya)力的情(qing)況下，由(you)😍于其它(ta)作用🈲力(li)或差壓(ya)引起的(de)彈性形(xing)變、塑性(xing)扭曲都(dou)不應超(chao)過直線(xian)斜度的(de)1%。
孔闆上(shang)下遊取(qu)壓孔的(de)直徑相(xiang)同，建議(yi)直徑應(ying)小于13mm；取(qu)✏️壓孔中(zhong)心線應(ying)平行于(yu)地面、且(qie)與管道(dao)中心線(xian)垂直相(xiang)交，偏差(cha)不應大(da)🍓于3°。
3.4 加強(qiang)計量管(guan)理維護(hu)、健全計(ji)量規章(zhang)制度
加(jia)強計量(liang)裝置的(de)日常管(guan)理維護(hu)，如定期(qi)對壓力(li)儀表進(jin)行❤️計量(liang)标定，發(fa)現有異(yi)常或損(sun)壞情況(kuang)，應及時(shi)進行🔞維(wei)修；冬季(ji)氣溫下(xia)降，易發(fa)生凍堵(du)，需增加(jia)排污♈次(ci)數，給差(cha)壓變送(song)器加📧裝(zhuang)保溫📞設(she)備；加強(qiang)節孔闆(pan)流量計(ji)的排污(wu)和清洗(xi)檢查等(deng)等[5]。
健全(quan)計量規(gui)章制度(du)，如定期(qi)維護、周(zhou)期送檢(jian)等。嚴格(ge)管理，做(zuo)🔞到計量(liang)裝置有(you)記錄，操(cao)作有規(gui)程，使用(yong)有制💃🏻度(du)，維修有(you)周期。
3.5 加(jia)強業務(wu)培訓、提(ti)高技術(shu)人員素(su)質
加強(qiang)現場操(cao)作員的(de)業務培(pei)訓，提高(gao)操作員(yuan)的技術(shu)水平和(he)👅解決問(wen)題的能(neng)力，更好(hao)的做好(hao)流量計(ji)地檢修(xiu)、維護、保(bao)養工作(zuo)。
4 結束語(yu)
孔闆流(liu)量計在(zai)油田已(yi)經應用(yong)多年, 同(tong)時還能(neng)改善勞(lao)🔱動條件(jian)，節💯省人(ren)力，提高(gao)天然氣(qi)調配水(shui)平和操(cao)作人員(yuan)的工作(zuo)效率，降(jiang)低生産(chan)成本。孔(kong)闆流量(liang)計在應(ying)用中将(jiang)💋進一步(bu)優化和(he)完善、降(jiang)低誤差(cha)，提高計(ji)量正确(que)率。
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