摘要:普光(guang)氣田氣質(zhì)特殊，高含(hán)硫化氫和(he)二氧化碳(tan)，天然㊙️氣計(jì)🛀量采用标(biāo)準孔闆流(liu)量計 ，存在(zài)計量不穩(wěn)定以及讀(du)數偏差較(jiào)大等問題(ti)。基于 孔闆(pan)流量計 的(de)結構原理(lǐ)，從孔闆閥(fa)選材、流量(liang)計計算機(ji)選擇和連(lian)接部件設(shè)計3方面介(jie)紹了孔闆(pǎn)流量計在(zài)普光氣田(tian)的應用情(qing)況，最後根(gen)據軟件和(hé)硬件2方面(mian)因素，分析(xī)了流量計(jì)量誤差産(chǎn)🙇‍♀️生的原因(yin)，并據此提(tí)出了正确(que)設置計量(liang)參數、定期(qi)清洗孔闆(pǎn)閥、五閥組(zu)和引壓管(guan)路等改進(jin)措施。這些(xiē)措施對解(jie)決高含碗(wan)氣田計量(liang)問題具有(you)一定的指(zhi)導意義。
0引(yin)言
　　普光氣(qi)田氣質特(tè)殊，高含硫(liú)化氫和二(èr)氧化碳，硫(liú)化氫平均(jun1)體積分數(shù)15. 16%，二氧化碳(tàn)平均體積(jī)分數8.64%，對含(han)酸⭕性氣⛱️體(ti)的天然氣(qi)流量準确(que)計量難度(du)很大[1]'。天然(ran)氣流量計(ji)量是企⛹🏻‍♀️業(ye)生産和經(jing)營管理中(zhōng)的一-項重(zhòng) 要的技術(shù)基礎工作(zuo)，準确計量(liàng)不但能公(gōng)平💔地進行(hang)貿易結算(suàn)，而且能指(zhǐ)導改進生(shēng)産工藝，提(ti)🔆高産品質(zhì)量，降低産(chǎn)品生産成(chéng)本。普光氣(qì)田🚩集輸系(xì)統采用保(bao)濕混輸工(gōng)藝，選用标(biao)👉準孔闆💯流(liú)量計進行(hang)計量分方(fāng)數在🌍氣田(tian)投産初期(qī)，存🍓在計量(liang)不穩定及(jí)偏差較大(da)的問題。從(cóng)孔闆閥選(xuan)材、流🐅量計(ji)計算機選(xuǎn)擇和連接(jie)部件設計(ji)3方面介紹(shào)了孔闆流(liú)量計在普(pu)光氣田的(de)應用，最後(hòu)通過軟件(jian)和硬件㊙️分(fèn)析了流量(liàng)計量誤差(chà)産💞生的原(yuán)因，提出了(le)正确設置(zhi)流量計算(suàn)參數、定期(qī)清洗孔闆(pǎn)閥、五閥組(zǔ)和引壓管(guan)路等改進(jin)措施。實踐(jiàn)證明，這些(xiē)措施可📞以(yǐ)有效解決(jue)普光氣🌂田(tián)流量誤差(chà)問題。
1計量(liang)原理及特(tè)點
1.1計量原(yuan)理.
　　标準孔(kong)闆流量計(ji)的計量原(yuan)理爲:基于(yu)流體流動(dòng)的🔞節流㊙️原(yuan)理，以能量(liàng)守衡和流(liú)動連續性(xing)方程爲基(ji)礎，利用流(liú)體流經标(biāo)準孔闆時(shí)在其前、後(hòu)産生壓差(cha)，通過測量(liang)壓差的大(da)小就可以(yǐ)間接地知(zhī)道流量的(de)大🔞小。在标(biāo)準狀态下(xià)天然氣流(liu)量❓的實用(yòng)計算公式(shi)爲:

　　式中，q爲(wei)标準狀态(tài)下天然氣(qi)體積流量(liàng)，m3/s; A,爲秒計量(liàng)系數，視采(cǎi)用計量單(dān)位而定，此(ci)處A. =311 794x10-6; C爲流出(chu)系數; E爲漸(jian)近速度⚽系(xì)數; d爲孔闆(pǎn)直徑，mm; Fc 爲相(xiang)對密度系(xi)數; ε .爲可膨(peng)脹系數; Fz爲(wèi)超壓縮因(yīn)子; Fr爲流動(dòng)溫度系數(shù); P:爲孔闆上(shang)遊📱側取壓(ya)孔氣流絕(jué)對靜壓，Pa;Ap爲(wèi)氣流流經(jīng)孔闆時産(chǎn)生🍓的壓差(chà)，Pa。
1.2 結構及特(te)點
　　标準孔(kong)闆流量計(jì)結構如圖(tú)1所示，包括(kuò)節流元件(jian)(标準孔闆(pǎn)及🔞其取壓(ya)裝置)、傳輸(shu)壓差信号(hào)的引壓管(guǎn)路、閥門以(yǐ)及差壓👨‍❤️‍👨計(ji)等部分。标(biao)準孔闆是(shi)壓差測量(liang)時的一次(cì)元件， 人💔們(men)利用它在(zai)管㊙️道内使(shi)流體産生(sheng)壓🤟差，再通(tong)過🚩引壓管(guǎn)路把孔闆(pǎn)前、後産生(shēng)的壓差傳(chuan)送給 差壓(ya)變送器 ，再(zài)輸人到二(er)次儀表，從(cóng)而顯示出(chū)管道内流(liu)體的靜⛱️壓(ya)✊、壓‼️差、瞬♍時(shí)流量和累(lèi)計流量等(děng)計量參數(shu)。

　　标準(zhǔn)孔闆流量(liang)計有以下(xia)特點:①孔闆(pǎn)閥結構簡(jian)單，應用技(ji)術成熟，容(róng)易掌握;②适(shì)應性強，可(kě)實現在線(xian)更換、清洗(xi)和檢查孔(kong)闆;③性能穩(wěn)定可靠，使(shǐ)用壽命長(zhang);④孔闆爲标(biao)準節流元(yuán)👨‍❤️‍👨件，不需要(yào)标定。存在(zài)的缺點主(zhǔ)要有:①量程(cheng)比較小;②壓(yā)力損📧失較(jiào)大;③受影響(xiǎng)因素較多(duō)，不确定度(du)大;④對前👣、後(hou)直管段要(yao)求高。
2标準(zhun)孔闆流量(liàng)計在普光(guang)氣田的應(yīng)用
　　普光氣(qì)田集氣站(zhan)外輸計量(liàng)和集氣總(zǒng)站外輸總(zǒng)計量選用(yong)💜的慌量鍾(zhong)量儀表均(jun)爲孔闆閥(fá)流量計，由(you)孔闆閥、流(liu)量🌈計算😘機(jī)及過程連(lian)接部件3部(bu)分組成。由(yóu)于普光氣(qì)田介質爲(wei)高含硫化(hua)氫天然氣(qì)，且集輸工(gong)藝采用保(bao)濕混輸工(gong)藝👅，天然氣(qi)中🌈含水和(hé)單質硫，相(xiàng)對💋于常規(guī)天然氣計(ji)量，标準孔(kong)闆流量計(jì)在普光氣(qi)田的應用(yong)中有其本(běn)身的特點(diǎn)。
2.1孔闆 閥的(de)選材
　　普光(guāng)氣田酸氣(qi)外輸采用(yòng)的是丹尼(ní)爾孔闆閥(fá)，以法蘭取(qu)壓标準孔(kǒng)闆作爲流(liu)量檢測元(yuan)件。閥體由(yóu)上、下2部分(fen)組成，中間(jiān)滑閥連通(tong)或切斷，設(shè)有密封脂(zhī)注，人✨機構(gòu)，下閥腔與(yu)🌂孔闆上遊(yóu)連通。當孔(kong)闆閥正常(cháng)工作時，滑(hua)閥關😍閉，下(xia)閥腔壓力(li)與上遊管(guan)内壓力相(xiàng)等，上閥腔(qiang)壓力與大(da)氣壓力相(xiàng)等，在上、下(xià)閥腔之間(jian)産生♈較大(dà)的壓力差(cha)，此壓力差(cha)作用在滑(hua)閥下方，從(cóng)🏃🏻‍♂️而增強其(qí)密封✔️性。孔(kǒng)闆閥底部(bu)設有排污(wu)閥，用于定(dìng)期吹掃排(pai)除閥内污(wū)物。上閥腔(qiāng)亦設置有(yǒu)放氣孔，可(ke)排出上閥(fa)腔内介質(zhi)。孔闆閥可(kě)實現在線(xiàn)更換、清洗(xǐ)和檢查孔(kǒng)闆，其操作(zuò)也🌈靈活方(fang)便。爲保證(zhèng)在普光高(gāo)含硫🔞化氫(qīng)工況下孔(kǒng)闆閥的性(xing)能滿足要(yào)求，并确保(bǎo)其使用壽(shou)命和安全(quán)生産，孔闆(pan)閥上、下腔(qiāng)間的密封(feng)件采用全(quan)硬密🌐封結(jie)構，閥闆和(hé)閥座均采(cǎi)用316L材質，标(biao)準孔闆片(pian)采用In-conel625材質(zhi)📧，可有效防(fáng)止硫化物(wu)🤟應力開裂(lie)和氫☁️緻開(kāi)裂。
2.2流量計(jì)算機選擇(zé)
　　對于高含(hán)硫化氫氣(qi)田來說，一(yi)個重要的(de)原則就是(shì)盡量減少(shao)♍動靜密封(feng)點，從而降(jiàng)低洩漏風(feng)險。普光氣(qì)❄️田地💘面集(jí)輸系統選(xuǎn)💋用的流量(liang)計算機爲(wei)艾默生的(de)FLOBOSS103流量計算(suan)機，集成壓(yā)差🥵、靜壓雙(shuang)♌變量變送(song)器、RTD 溫度變(biàn)送器 和流(liú)量計算功(gōng)能于- -體。　　FLOBOSS103檢(jian)測孔闆兩(liǎng)側壓差及(jí)管道靜😄壓(yā)，并通過 Pt100 熱(rè)電阻 采集(ji)流體溫度(dù)，可以就地(dì)顯示這些(xiē)測量值，同(tong)時也可通(tōng)✂️過标準的(de)MODBUSRTU協議和RS485通(tong)信接口将(jiāng)參數值傳(chuán)給站控SCADA系(xi)統。可以接(jie)收上🧑🏾‍🤝‍🧑🏼位機(ji)控制系統(tǒng)下載的氣(qì)體組分信(xìn)息，也可由(you)MODSCAN32軟件通過(guo)串口通信(xìn)向FLOBOSS103内寫入(rù)氣體組分(fèn)信息，還可(kě)通過配置(zhi)軟件ROCLINK 800人工(gong)輸入組分(fèn)信息。
　　雙變(bian)量變送器(qi)(DVS) 采用成熟(shú)可靠的羅(luó)斯蒙特電(dian)容元件技(ji)術測量壓(yā)差。同時利(li)用壓阻和(hé)矽傳感器(qi)技術檢測(ce)靜壓🌈，測量(liàng)的過程值(zhí)精确、穩定(ding)和可重複(fu)性好。其專(zhuan)用微處理(lǐ)器使用🌈存(cun)儲在永久(jiǔ)存儲器中(zhōng)的特征化(hua)數據🐕對原(yuán)始傳感器(qi)信号進行(hang)線性化和(he)校正💯。讀數(shu)存儲于FLOBOSS103的(de)内部模拟(nǐ)輸入點中(zhōng)，通過中斷(duan)的方式向(xiang)變送器👉的(de)處理器發(fa)送數🔅據。RTD 溫(wēn)度變送器(qi)采用鉑電(dian)阻P100來采集(jí)現場流體(tǐ)溫度，測量(liàng)範圍爲-40~240 C,精(jing)度等級爲(wèi)+0.2 C。
2.3過程 連接(jie)部件
　　過程(chéng)連接部件(jian)主要是指(zhǐ)2個1/4NPT的取壓(yā)閥、五閥組(zu)以及引壓(yā)管路。雙變(bian)量變送器(qì)(DVS)底部采用(yòng)NPT内螺紋連(lián)接孔闆上(shang)♉的引⛹🏻‍♀️壓管(guǎn)。上、下📱遊管(guan)線通常連(lián)接到孔闆(pǎn)的高、低壓(ya)側。由于連(lian)🚶接部件均(jun)爲長期接(jie)觸高含硫(liú)化氫天然(ran)氣的部件(jiàn)，且天然氣(qì)爲濕氣，故(gu)不同于-般(bān)的天然氣(qì)計量場合(hé)。普光氣田(tian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻現場的取(qǔ)壓閥、五閥(fá)組和🐪引壓(ya)管均采用(yong)哈氏合金(jin)材質，且連(lián)接部件的(de)孔徑較大(da)，如引壓管(guǎn)路内徑爲(wei)12 mm,以防止沉(chén)積的單質(zhi)硫等雜⚽質(zhi)堵塞引壓(ya)管路💰。
3誤差(cha)分析
　　普光(guāng)氣田實際(jì)生産中，天(tiān)然氣外輸(shu)計量采用(yong)的标⁉️準🌈孔(kǒng)闆流♉量計(ji)存在計量(liàng)不穩定、讀(dú)數偏差較(jiao)大等問題(tí)，各集氣站(zhàn)場的🍓天然(rán)氣外輸計(jì)量總和與(yu)集氣總站(zhan)分線外輸(shū)✂️總計量存(cun)在輸🌏差問(wèn)題。針對這(zhe)一實際情(qing)況，從軟件(jian)和硬件2方(fāng)面展🤟開分(fen)析。
3.1軟件問(wèn)題産生的(de)計量數據(jù)誤差
　　采用(yong)标準孔闆(pǎn)流量計測(cè)量天然氣(qi)流量，其流(liu)量值與⛹🏻‍♀️天(tiān)🌏然🈲氣組分(fen)、壓差、壓力(li)和溫度等(deng)參數有關(guan)。流量測量(liang)系統👅若未(wèi)✊能嚴格按(an)🐅計量标準(zhun)要求配置(zhi)相應的測(cè)量💞儀表，流(liu)量計算👉時(shi)氣體壓力(li)、溫⭐度和天(tian)然氣組分(fen)的變化未(wèi)能得👉到完(wan)全補償，則(zé)會造成流(liu)量計精度(dù)下降，形🌂成(chéng)測量誤差(cha)。檢查普光(guang)氣🤞田現場(chǎng)使用的流(liu)量計算機(jī)計算軟件(jian)，其符合國(guo)家标準，測(ce)量系統完(wán)全滿足标(biao)準孔闆流(liu)量計計量(liang)标準，其測(cè)量誤差基(ji)本可以忽(hu)略不🚶‍♀️計，所(suo)以在采用(yòng)的計量标(biao)準方🈲面，普(pǔ)光氣🥰田現(xiàn)場使用标(biāo)準孔🈲闆流(liú)量計符合(he)🈚要求，不是(shi)産生誤差(cha)的原因。
　　标(biao)準孔闆測(ce)量是通過(guo)節流取壓(ya)差，引壓管(guǎn)高壓側爲(wèi)靜壓，軟件(jian)根據靜壓(yā)、壓差、溫度(dù)、氣體組分(fen)、孔闆孔徑(jìng)和管徑等(deng)參數計♍算(suan)流量計值(zhi)。在軟件中(zhōng)可以對這(zhe)些參數進(jin)行設置，若(ruo)其中有♋-一(yī)個參數不(bú)準确，都會(hui)引起流量(liang)不準确。現(xian)場通過流(liú)量計配🌍置(zhì)軟件檢💛查(chá)各流量計(ji)參數的配(pèi)置情況，設(she)置值均與(yu)現場實💘際(ji)情況相符(fu)。同時，根據(jù)現場采🔞集(ji)到的溫度(dù)、壓力、壓差(cha)及軟件中(zhōng)配置的管(guǎn)徑、孔徑等(děng)參數，然後(hòu)根據國際(ji)計量标準(zhun)AGA8氣體壓縮(suō)因子計算(suan)方式計算(suàn)出的流量(liàng)與流量計(ji)測量值非(fēi)常接近🐅，若(ruo)以上有任(ren)何參數設(she)置不正确(què)，就會造成(cheng)氣體計量(liàng)不準确[4-5]。随(sui)着高含硫(liu)氣田的開(kai)發，氣體中(zhōng)硫化氫含(hán)量不斷增(zeng)布，想成☂️氣(qì)體計量誤(wu)差不斷增(zēng)大,通過💘及(ji)時更新氣(qì)體組分數(shu)據，基本保(bǎo)證了氣體(ti)流量計量(liang)的準确性(xing)。
3.2硬件問題(tí)産 生的計(jì)量數據誤(wù)差
　　現場生(shēng)産實踐表(biao)明，标準孔(kǒng)闆流量計(jì)會因爲标(biāo)準孔闆、五(wu)🔱閥組⛱️、引壓(yā)管路等硬(ying)件出現異(yì)常，導緻流(liú)量計量不(bú)準🈲确，“下 面(mian)分🔞别進行(háng)分析。
3.2.1标準(zhun)孔闆
　　對孔(kǒng)闆進行研(yán)究後發現(xiàn)，普光氣田(tian)生産現場(chǎng)85%以上的标(biao)準孔闆均(jun1)受到了不(bú)同程度的(de)刮傷、變形(xíng)，觀察上、下(xià)遊直管段(duan)，管道内壁(bì)沉積了大(dà)量的單質(zhì)硫，導闆周(zhōu)圍出現腐(fǔ)蝕、碳化，且(qie)有雜質附(fu)着。
　　普光氣(qì)田現場作(zuò)業較多，關(guan)井之後重(zhòng)新開井的(de)過程比較(jiào)🐆迅速，造成(cheng)孔闆受天(tian)然氣的強(qiang)力沖蝕或(huo)機械磨損(sǔn)而産生❤️劃(hua)傷、變形，孔(kǒng)闆的光潔(jié)度下降，入(ru)口的尖銳(rui)程度變圓(yuan)，使其圓弧(hú)半徑不能(neng)滿足标準(zhun)要求，使得(de)計量數據(jù)比⭕實際流(liú)量偏低;孔(kong)闆💚閥和直(zhi)管段内部(bu)附着👉單質(zhi)硫之後，氣(qì)體不能形(xíng)成穩定的(de)牛頓流體(ti)，造成計量(liang)誤差;孔闆(pǎn)在天然氣(qì)沖擊過程(cheng)中，不同程(cheng)度地産生(sheng)🏃🏻了偏心，同(tóng)時導闆周(zhou)圍出現的(de)腐蝕⭐、碳化(hua)和雜質沉(chen)澱等因素(su)，也會嚴重(zhòng)影響流量(liang)計量的準(zhun)确性。通過(guò)嚴格執行(hang)操作規程(chéng)，按照操作(zuo)步😍驟平穩(wěn)操作，确定(dìng)✌️開井方式(shì);同時定期(qi)清洗孔闆(pan)閥、計量直(zhi)管段等方(fāng)式可以⭐有(yǒu)效解決上(shàng)述問題。普(pǔ)光氣田某(mǒu)集氣站氣(qì)體流量計(jì)量不準确(que)，誤差很大(da),通過拆卸(xie)孔闆閥和(he)直管段，發(fa)現内部有(yǒu)許多單質(zhi)硫沉積。清(qīng)洗孔闆閥(fá)和☎️直管段(duan)後，氣體流(liu)量恢複正(zheng)常👅。
3.2.2 五閥組(zǔ)
　　在生産過(guo)程中，需要(yao)定時對孔(kǒng)闆流量計(jì)進行排污(wū)。通過對 五(wǔ)閥組 進行(háng)解體檢查(chá),發現内部(bù)存在單質(zhi)硫等雜質(zhì)，造成五閥(fa)組中的平(ping)衡閥關不(bu)嚴，形成内(nei)漏，影響孔(kǒng)闆流量計(ji)的上、下遊(yóu)取壓，導緻(zhì)🐕壓差信号(hào)變小，儀表(biao)計量偏低(di)。此類問題(ti)🌈可通過清(qīng)洗或⭐更換(huàn)新的五閥(fá)組得以解(jiě)決。
3.2.3 儀表引(yǐn)壓管路
　　普(pǔ)光天然氣(qì)會析出單(dan)質硫，單質(zhi)硫在引壓(ya)管路中沉(chen)積❗、固化，會(hui)引起引壓(ya)管路堵塞(sāi)，不能正常(chang)取壓，孔闆(pǎn)流量計不(bú)能🔱及時得(de)到正确的(de)靜壓和壓(ya)差,從而造(zào)成計量偏(pian)差☔。前期在(zai)普光氣田(tian)現場生産(chǎn)過程中經(jīng)常出現流(liu)量計示值(zhi)長期不變(bian)化的情況(kuang)。對此,采取(qu)在孔闆流(liú)㊙️量計引壓(yā)管線、五閥(fa)組等部位(wèi)安裝電伴(ban)熱裝置的(de)辦法，減少(shǎo)單質硫在(zài)引壓管路(lu)中的析出(chu)、沉積，防止(zhǐ)引壓管路(lù)堵塞。同時(shi)定期對引(yin)壓管路進(jìn)行放空、清(qing)洗，确保㊙️引(yin)壓管路不(bú)堵塞。
4結束(shù)語
　　由于普(pǔ)光氣田氣(qì)質的特殊(shu)性，前期生(sheng)産過程中(zhōng)更🈚多的關(guan)注在選材(cai)和防腐方(fang)面，對造成(chéng)計量偏差(cha)的💃🏻因素估(gu)計不足，導(dǎo)緻計量偏(piān)差較大;後(hòu)期采取設(shè)定正确的(de)計算參數(shù)，定期清洗(xǐ)孔✂️闆閥、五(wǔ)閥組和引(yin)壓管線等(děng)措施後，圓(yuan)滿解決了(le)計量偏差(chà)問題。總體(ti)而言，類似(sì)普光氣田(tián)的工況使(shǐ)用标準孔(kong)闆流量計(jì)需✍️注意以(yǐ)下問題🍉:①設(she)定正确的(de)流量計算(suan)參數，及時(shi)修正氣體(tǐ)組分參數(shù);②定期對🔞标(biāo)準孔闆進(jin)行檢查、清(qīng)洗，發🔆現問(wèn)題後及時(shí)更換;③定期(qi)對五閥組(zu)及其引壓(yā)管路進行(hang)排污驗漏(lou)檢查，冬季(jì)氣溫下降(jiàng)易發生凍(dong)堵和硫沉(chén)積，需增加(jia)排污次數(shu)。若發現五(wu)閥組及引(yǐn)壓管路堵(du)塞，應☔及時(shí)清洗或更(gèng)換，保證其(qí)正常運行(hang)。

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