天然氣流量計(jì)在長慶油田的應(yīng)用案例
更新時(shí)間：2016-04-05 點(diǎn)擊次數(shù)：4423次
流量是工業(yè)生產(chǎn)過程中非常重要的參數(shù)
，在油氣田開發(fā)過程中
，流量計(jì)量貫穿于生產(chǎn)全過程
，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開流量計(jì)量
。流量計(jì)量又是企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)
，流量計(jì)量準(zhǔn)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(cè)量是一項(xiàng)極其復(fù)雜的技術(shù)
，其測(cè)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(tǒng)一的檢定流量測(cè)量儀表準(zhǔn)確度的方法
，確保流量儀表滿足生產(chǎn)工藝要求
，保證貿(mào)易平等。
長慶油田天然氣流量測(cè)量采用孔板流量計(jì)
、智能旋進(jìn)流量計(jì)
、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等
，其中內(nèi)部計(jì)量以孔板流量計(jì)為主，外輸貿(mào)易計(jì)量基本采用多聲道氣體超聲流量計(jì)
。長慶油田公司天然氣計(jì)量站負(fù)責(zé)氣田流量計(jì)的檢定工作
，對(duì)孔板流量計(jì)的檢定一直沿用幾何檢定（驗(yàn)）法；智能旋進(jìn)流量計(jì)多采用實(shí)驗(yàn)室流量檢定裝置離線檢定
，使用空氣和低壓天然氣作介質(zhì)
，負(fù)壓檢定；超聲
、渦輪流量計(jì)則采用離線送檢形式檢定
。隨著實(shí)流檢定技術(shù)的不斷發(fā)展，長慶油田逐步建立起完善的天然氣實(shí)流檢定系統(tǒng)
，顯著提高了整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的可靠性和可信度
。
2004年長慶油田引進(jìn)了移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置，2008年又建成了固定式在線實(shí)流校準(zhǔn)系統(tǒng)
，使長慶油田天然氣計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)流檢定
、校準(zhǔn)。
1 移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置的應(yīng)用
1.1 應(yīng)用背景
隨著長慶氣田生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大
，生產(chǎn)過程中流量檢測(cè)儀表的數(shù)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(yīng)用的孔板流量計(jì)由于易受安裝管路不規(guī)范
、實(shí)際氣體流動(dòng)特性、引壓管路不當(dāng)
、孔板污損等多方面的影響
，測(cè)量的精度低，因此需要用移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置加以更新
。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)表選型
氣體渦輪流量計(jì)具有測(cè)量精度高
、性能穩(wěn)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(jì)具有準(zhǔn)確度高、適用的流量范圍大、無磨損
、無移動(dòng)部件
、無壓力損失、維護(hù)量小等特點(diǎn)
。因此選用0.5級(jí)高精度氣體超聲波流量計(jì)作為現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)表
，選用0.2級(jí)氣體渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表。
1.3 檢定流程及特點(diǎn)（見圖1）
圖1 檢定流程
檢定方式為雙標(biāo)準(zhǔn)表串聯(lián)法
，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表應(yīng)為不同工作原理的儀表
。設(shè)計(jì)一路DN250mm進(jìn)氣管路，安裝氣體超聲波流量計(jì)
；設(shè)計(jì)兩路出氣管路
，根據(jù)長慶氣田在用天然氣流量計(jì)量儀表的情況，一路為DN300mm
，另一路為DN100mm
，并各安裝氣體渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表，表后安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
。該檢定方式的特點(diǎn)為：
（1）將原設(shè)計(jì)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(diào)整器；超聲波流量計(jì)前設(shè)20倍直徑長的直管段
，渦輪流量計(jì)前設(shè)15倍直徑長的直管段
。
（3）出氣管路表后安裝流量調(diào)節(jié)閥，進(jìn)氣管路表后設(shè)在線式全組分分析儀
。
（4）橇裝集成
，整車標(biāo)定（科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)室有限公司CEESI出具實(shí)流檢定的測(cè)試文件）。
1.4 技術(shù)指標(biāo)
總不確定度：制造完成對(duì)整套裝置不做任何修正時(shí)≤0.6%
，經(jīng)標(biāo)定修正后≤0.5%
。
工況流量范圍：50～5000m3/h。
設(shè)計(jì)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(cè)儀表準(zhǔn)確度：超聲波流量計(jì)≤0.5級(jí)
，渦輪流量計(jì)≤0.2級(jí)
，溫度
變送器為±0.1℃，壓力變送器≤0.075級(jí)
，壓縮因子計(jì)算精度≤0.3級(jí)
。
防爆等級(jí)：dIIBT4。
1.5 檢定裝置的基本配置（見圖2）
圖2 檢定裝置整體示意
整套裝置主要包括：標(biāo)準(zhǔn)表及計(jì)量直管段部分
、色譜分析系統(tǒng)
、流量計(jì)算機(jī)、
數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)
、橇座及工藝連接管件
、配套儀表及變送器、控制室
、底盤車及防護(hù)箱等
。
整套裝置一次設(shè)計(jì)完成
，檢定裝置整體組裝成橇
，并與底盤車?yán)喂坦潭ā，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)整套裝置
，除工藝連接管件外
，無需作任何相對(duì)移動(dòng)（放置在底盤車上），只需和現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定預(yù)留口進(jìn)行流程連接
。
整套裝置（含底盤車）的規(guī)格尺寸為：12.192m（長）×2.4m（寬）×3.887m（高）。
牽引車采用美國AMERITRAIL公司生產(chǎn)的底盤
，總質(zhì)量23t
。牽引車是用來運(yùn)輸拖車及背負(fù)標(biāo)定裝置的
，選用北方奔馳生產(chǎn)ND4180D291BJ型重型汽車
，該車zui大牽引質(zhì)量為31t，兩車合計(jì)總質(zhì)量為28t
。
2 固定式在線實(shí)流校準(zhǔn)系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1 工程建設(shè)概況
由于氣田內(nèi)已建的外貿(mào)計(jì)量標(biāo)定預(yù)留口不符合移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置工藝連接的要求
，因此2005年對(duì)計(jì)量口進(jìn)行了相應(yīng)改造，但有部分外貿(mào)計(jì)量口不滿足改造的條件
。為了對(duì)氣田內(nèi)無法改造標(biāo)定口的流量計(jì)實(shí)施離線實(shí)流檢定及流量核查，在*采氣廠的*凈化廠配氣總站建立固定核查裝置
，實(shí)現(xiàn)貿(mào)易流量計(jì)的在線實(shí)流檢定及流量核查
。
2.2 固定檢定設(shè)計(jì)流程（見圖3）
圖3 固定檢定流程
固定檢定區(qū)內(nèi)并聯(lián)設(shè)計(jì)規(guī)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(jì)
。正常供氣條件下
，能實(shí)現(xiàn)*凈化廠的所有外輸貿(mào)易計(jì)量的超聲波流量計(jì)與DN300mm核查流量計(jì)的串聯(lián)連接，從而可實(shí)現(xiàn)被檢流量計(jì)的流量核查
。DN250
、DN200、DN150mm的其他被檢流量計(jì)可安裝在檢表口上，從而與移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置串聯(lián)
，由此可對(duì)其中任一規(guī)格的流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流檢定
。
2.3 固定式檢定裝置的基本配置
固定式在線實(shí)流校準(zhǔn)系統(tǒng)主要包括：DN250、DN200
、DN150mm三條不同規(guī)格的被檢表測(cè)試管路
、DN300mm的核查管路、接線箱
。核查表采用DN300mm的超聲波流量計(jì)
。
3 現(xiàn)場(chǎng)檢定程序（見圖4）
圖4 移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置檢定程序
被檢流量計(jì)的精度測(cè)試是在同*量點(diǎn)以主標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的示值為標(biāo)準(zhǔn)與被檢流量計(jì)進(jìn)行比較。檢定過程中每調(diào)一個(gè)流量點(diǎn)
，應(yīng)待壓力
、溫度
、流量穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)表
、核查表、被檢表的流量值及被檢表原計(jì)量系統(tǒng)的流量計(jì)量數(shù)據(jù)
。測(cè)試過程中應(yīng)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(shù)
。
被校流量計(jì)相對(duì)誤差的計(jì)算
，不應(yīng)超過被檢表精度等級(jí)的百分?jǐn)?shù)，其公式如下：
員 （1）
式中 Eq——流量計(jì)瞬時(shí)流量相對(duì)示值誤差
；
qi——第i個(gè)檢定點(diǎn)被校流量計(jì)瞬時(shí)流量值
；
qsi——第i個(gè)檢定點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)裝置瞬時(shí)流量值。
（2）
式中 EQ——流量計(jì)平均累積流量相對(duì)示值誤差
；
Qi——第i個(gè)檢定點(diǎn)被校流量計(jì)測(cè)得的平均累積流量
；
Qsi——第i個(gè)檢定點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)得的平均累積流量。
被檢流量計(jì)儀表系數(shù)MF是在被檢流量計(jì)超過其準(zhǔn)確度等級(jí)要求時(shí)
，用于修正計(jì)量結(jié)果
，使其精度提高的修正系數(shù)。
（3）
4 在役檢定裝置的狀況
目前使用的移動(dòng)式在線實(shí)流檢定裝置為長慶油田天然氣zui高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)儀器
，裝置的檢定是在上*的美國科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行的
，系統(tǒng)不確定度為0.5％
。按照國家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)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(shè)的西氣東輸南京計(jì)量中心
15601403949
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