天然氣流量計量表在長慶油田的應用案例

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流量是工業生產過程中非常重要的參數，在油氣田開發過程中，流量計量貫穿于生產全過程，任何一個環節都離不開流量計量。流量計量又是企業經濟核算的重要依據，流量計量準確可靠是保證企業取得zui佳效益和保證生產正常、高效進行的重要手段。但是，流量測量是一項極其復雜的技術，其測量精度受多方面因素影響，如介質物性、安裝條件、操作條件、流動特性及環境變化等。因此，必須建立統一的檢定流量測量儀表準確度的方法，確保流量儀表滿足生產工藝要求，保證貿易平等。

長慶油田天然氣流量測量采用孔板流量計、智能旋進流量計、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；智能旋進流量計多采用實驗室流量檢定裝置離線檢定，使用空氣和低壓天然氣作介質，負壓檢定；超聲、渦輪流量計則采用離線送檢形式檢定。隨著實流檢定技術的不斷發展，長慶油田逐步建立起完善的天然氣實流檢定系統，顯著提高了整個計量系統的可靠性和可信度。

2004年長慶油田首次引進了移動式在線實流檢定裝置，2008年又建成了固定式在線實流校準系統，使長慶油田天然氣計量系統實現了在線實流檢定、校準。

1 移動式在線實流檢定裝置的應用

1.1 應用背景

隨著長慶氣田生產規模的不斷擴大，生產過程中流量檢測儀表的數量不斷增加，由于氣田站場分散，因此需要一種移動式檢定裝置。目前大量應用的孔板流量計由于易受安裝管路不規范、實際氣體流動特性、引壓管路不當、孔板污損等多方面的影響，測量的精度低，因此需要用移動式在線實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；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、無磨損、無移動部件、無壓力損失、維護量小等特點。因此選用0.5級高精度氣體超聲波流量計作為現場比對表，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（見圖1）

圖1 檢定流程

檢定方式為雙標準表串聯法，兩個標準表應為不同工作原理的儀表。設計一路DN250mm進氣管路，安裝氣體超聲波流量計；設計兩路出氣管路，根據長慶氣田在用天然氣流量計量儀表的情況，一路為DN300mm，另一路為DN100mm，并各安裝氣體渦輪流量計作為標準表，表后安裝電動調節閥。該檢定方式的特點為：

（1）將原設計匯管T型連接改為彎頭連接。

（2）在表前10倍直徑處安裝板式流動調整器；超聲波流量計前設20倍直徑長的直管段，渦輪流量計前設15倍直徑長的直管段。

（3）出氣管路表后安裝流量調節閥，進氣管路表后設在線式全組分分析儀。

（4）橇裝集成，整車標定（科羅拉多工程實驗室CEESI出具實流檢定的測試文件）。

1.4技術指標

總不確定度：制造完成對整套裝置不做任何修正時≤0.6%，經標定修正后≤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%。

圖2 檢定裝置整體示意

圖3 固定檢定流程

固定檢定區內并聯設計規格為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，能實現*凈化廠的所有外輸貿易計量的超聲波流量計與DN300mm核查流量計的串聯連接，從而可實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，從而與移動式在線實流檢定裝置串聯，由此可對其中任一規格的流量計進行實流檢定。

2.3 固定式檢定裝置的基本配置

固定式在線實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、接線箱。核查表采用DN300mm的超聲波流量計。

3 現場檢定程序（見圖4）

圖4 移動式在線實流檢定裝置檢定程序

被檢流量計的精度測試是在同*量點以主標準渦輪流量計的示值為標準與被檢流量計進行比較。檢定過程中每調一個流量點，應待壓力、溫度、流量穩定后方可進行檢定。每個流量點采集5個累積流量值，每個檢定點取值3min，在此期間同時采集標準表、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。測試過程中應記錄瞬時流量值、流體溫度、絕對壓力、氣體組分、時間、大氣壓等參數。

被校流量計相對誤差的計算，不應超過被檢表精度等級的百分數，其公式如下：

式中 Eq——流量計瞬時流量相對示值誤差；

qi——第i個檢定點被校流量計瞬時流量值；

qsi——第i個檢定點標準裝置瞬時流量值。

式中 EQ——流量計平均累積流量相對示值誤差；

Qi——第i個檢定點被校流量計測得的平均累積流量；

Qsi——第i個檢定點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其準確度等級要求時，用于修正計量結果，使其精度提高的修正系數。

4在役檢定裝置的狀況

目前使用的移動式在線實流檢定裝置為長慶油田天然氣zui高計量標準儀器，裝置的首次檢定是在國際上公認的美國科羅拉多工程實驗站進行的，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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