流量是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的參數，在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，流量計量貫穿于生產(chǎn)全過(guò)程，任何一個(gè)環(huán)節都離不開(kāi)流量計量。流量計量又是企業(yè)經(jīng)濟核算的重要依據，流量計量準確可靠是保證企業(yè)取得*效益和保證生產(chǎn)正常、進(jìn)行的重要手段。但是，流量測量是一項極其復雜的技術(shù)，其測量精度受多方面因素影響，如介質(zhì)物性、安裝條件、操作條件、流動(dòng)特性及環(huán)境變化等。因此，必須建立統一的檢定流量測量?jì)x表準確度的方法，確保流量?jì)x表滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，保證貿易平等。
長(cháng)慶油田天然氣流量測量采用孔板流量計、智能旋進(jìn)流量計、渦輪流量計、超聲波流量計等，其中內部計量以孔板流量計為主，外輸貿易計量基本采用多聲道氣體超聲流量計。長(cháng)慶油田公司天然氣計量站負責氣田流量計的檢定工作，對孔板流量計的檢定一直沿用幾何檢定（驗）法；智能旋進(jìn)流量計多采用實(shí)驗室流量檢定裝置離線(xiàn)檢定，使用空氣和低壓天然氣作介質(zhì)，負壓檢定；超聲、渦輪流量計則采用離線(xiàn)送檢形式檢定。隨著(zhù)實(shí)流檢定技術(shù)的不斷發(fā)展，長(cháng)慶油田逐步建立起完善的天然氣實(shí)流檢定系統，顯著(zhù)提高了整個(gè)計量系統的可靠性和可信度。
2004年長(cháng)慶油田引進(jìn)了移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置，2008年又建成了固定式在線(xiàn)實(shí)流校準系統，使長(cháng)慶油田天然氣計量系統實(shí)現了在線(xiàn)實(shí)流檢定、校準。
1 移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置的應用
1.1 應用背景
隨著(zhù)長(cháng)慶氣田生產(chǎn)規模的不斷擴大，生產(chǎn)過(guò)程中流量檢測儀表的數量不斷增加，由于氣田站場(chǎng)分散，因此需要一種移動(dòng)式檢定裝置。目前大量應用的孔板流量計由于易受安裝管路不規范、實(shí)際氣體流動(dòng)特性、引壓管路不當、孔板污損等多方面的影響，測量的精度低，因此需要用移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置加以更新。
1.2 標準表選型
氣體渦輪流量計具有測量精度高、性能穩定、影響因素少、量程比寬等特點(diǎn)；多聲道氣體超聲波流量計具有準確度高、適用的流量范圍大、無(wú)磨損、無(wú)移動(dòng)部件、無(wú)壓力損失、維護量小等特點(diǎn)。因此選用0.5級高精度氣體超聲波流量計作為現場(chǎng)比對表，選用0.2級氣體渦輪流量計作為標準表。
1.3 檢定流程及特點(diǎn)（見(jiàn)圖1）
圖1 檢定流程
檢定方式為雙標準表串聯(lián)法，兩個(gè)標準表應為不同工作原理的儀表。設計一路DN250mm進(jìn)氣管路，安裝氣體超聲波流量計；設計兩路出氣管路，根據長(cháng)慶氣田在用天然氣流量計量?jì)x表的情況，一路為DN300mm，另一路為DN100mm，并各安裝氣體渦輪流量計作為標準表，表后安裝電動(dòng)調節閥。該檢定方式的特點(diǎn)為：
（1）將原設計匯管T型連接改為彎頭連接。
（2）在表*倍直徑處安裝板式流動(dòng)調整器；超聲波流量計前設20倍直徑長(cháng)的直管段，渦輪流量計前設15倍直徑長(cháng)的直管段。
（3）出氣管路表后安裝流量調節閥，進(jìn)氣管路表后設在線(xiàn)式全組分分析儀。
（4）橇裝集成，整車(chē)標定（科羅拉多工程實(shí)驗室有限公司CEESI出具實(shí)流檢定的測試文件）。
1.4 技術(shù)指標
總不確定度：制造完成對整套裝置不做任何修正時(shí)≤0.6%，經(jīng)標定修正后≤0.5%。
工況流量范圍：50～5000m3/h。
設計壓力：6.3MPa；工作壓力：4.0～6.0MPa。
整套裝置壓損：不大于工作壓力的4%。
檢測儀表準確度：超聲波流量計≤0.5級，渦輪流量計≤0.2級，溫度變送器為±0.1℃，壓力變送器≤0.075級，壓縮因子計算精度≤0.3級。
防爆等級：dIIBT4。
1.5 檢定裝置的基本配置（見(jiàn)圖2）
圖2 檢定裝置整體示意
整套裝置主要包括：標準表及計量直管段部分、色譜分析系統、流量計算機、數據采集處理系統、流量調節控制系統、橇座及工藝連接管件、配套儀表及變送器、控制室、底盤(pán)車(chē)及防護箱等。
整套裝置一次設計完成，檢定裝置整體組裝成橇，并與底盤(pán)車(chē)牢固固定?，F場(chǎng)作業(yè)時(shí)整套裝置，除工藝連接管件外，無(wú)需作任何相對移動(dòng)（放置在底盤(pán)車(chē)上），只需和現場(chǎng)標定預留口進(jìn)行流程連接。
整套裝置（含底盤(pán)車(chē)）的規格尺寸為：12.192m（長(cháng)）×2.4m（寬）×3.887m（高）。
牽引車(chē)采用美國AMERITRAIL公司生產(chǎn)的底盤(pán)，總質(zhì)量23t。牽引車(chē)是用來(lái)運輸拖車(chē)及背負標定裝置的，選用北方奔馳生產(chǎn)ND4180D291BJ型重型汽車(chē)，該車(chē)zui大牽引質(zhì)量為31t，兩車(chē)合計總質(zhì)量為28t。
2 固定式在線(xiàn)實(shí)流校準系統的應用
2.1 工程建設概況
由于氣田內已建的外貿計量標定預留口不符合移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置工藝連接的要求，因此2005年對計量口進(jìn)行了相應改造，但有部分外貿計量口不滿(mǎn)足改造的條件。為了對氣田內無(wú)法改造標定口的流量計實(shí)施離線(xiàn)實(shí)流檢定及流量核查，在*采氣廠(chǎng)的*凈化廠(chǎng)配氣總站建立固定核查裝置，實(shí)現貿易流量計的在線(xiàn)實(shí)流檢定及流量核查。
2.2 固定檢定設計流程（見(jiàn)圖3）
圖3 固定檢定流程
固定檢定區內并聯(lián)設計規格為DN300、DN250、DN200、DN150mm的檢表口，其中DN300mm的管路上安裝固定核查超聲流量計。正常供氣條件下，能實(shí)現*凈化廠(chǎng)的所有外輸貿易計量的超聲波流量計與DN300mm核查流量計的串聯(lián)連接，從而可實(shí)現被檢流量計的流量核查。DN250、DN200、DN150mm的其他被檢流量計可安裝在檢表口上，從而與移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置串聯(lián)，由此可對其中任一規格的流量計進(jìn)行實(shí)流檢定。
2.3 固定式檢定裝置的基本配置
固定式在線(xiàn)實(shí)流校準系統主要包括：DN250、DN200、DN150mm三條不同規格的被檢表測試管路、DN300mm的核查管路、接線(xiàn)箱。核查表采用DN300mm的超聲波流量計。
3 現場(chǎng)檢定程序（見(jiàn)圖4）
圖4 移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置檢定程序
被檢流量計的精度測試是在同*量點(diǎn)以主標準渦輪流量計的示值為標準與被檢流量計進(jìn)行比較。檢定過(guò)程中每調一個(gè)流量點(diǎn)，應待壓力、溫度、流量穩定后方可進(jìn)行檢定。每個(gè)流量點(diǎn)采集5個(gè)累積流量值，每個(gè)檢定點(diǎn)取值3min，在此期間同時(shí)采集標準表、核查表、被檢表的流量值及被檢表原計量系統的流量計量數據。測試過(guò)程中應記錄瞬時(shí)流量值、流體溫度、壓力、氣體組分、時(shí)間、大氣壓等參數。
被校流量計相對誤差的計算，不應超過(guò)被檢表精度等級的百分數，其公式如下：
員 （1）
式中 Eq——流量計瞬時(shí)流量相對示值誤差；
qi——第i個(gè)檢定點(diǎn)被校流量計瞬時(shí)流量值；
qsi——第i個(gè)檢定點(diǎn)標準裝置瞬時(shí)流量值。
（2）
式中 EQ——流量計平均累積流量相對示值誤差；
Qi——第i個(gè)檢定點(diǎn)被校流量計測得的平均累積流量；
Qsi——第i個(gè)檢定點(diǎn)標準裝置測得的平均累積流量。
被檢流量計儀表系數MF是在被檢流量計超過(guò)其準確度等級要求時(shí)，用于修正計量結果，使其精度提高的修正系數。
（3）
4 在役檢定裝置的狀況
目前使用的移動(dòng)式在線(xiàn)實(shí)流檢定裝置為長(cháng)慶油田天然氣zui高計量標準儀器，裝置的檢定是在上*的美國科羅拉多工程實(shí)驗站進(jìn)行的，系統不確定度為0.5％。按照國家計量檢定規程規定檢定周期為1年，目前我國具備檢定條件的僅有正在建設的西氣東輸南京計量中心。
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