摘要：智能型旋(xuan)進旋渦流量計(ji) 是大慶油田常(chang)用的計量流量(liàng)的儀表。通過對(duì)流量☔計檢定過(guo)程中産生的誤(wù)差原因及使用(yòng)過程中出現的(de)誤差進行分析(xi)，提出在油田計(jì)量天然氣離線(xiàn)檢定過程中的(de)💯離線檢定和校(xiào)驗方法，使其誤(wù)差降到最小，達(dá)到準确計量的(de)目的。
　　在油田伴(ban)生天然氣或幹(gan)氣流量計量中(zhōng)，如果計量工藝(yi)在計量天然氣(qi)瞬時流量較小(xiao)或流量波動幅(fu)度較大的情況(kuàng)下，即選擇傳統(tǒng)的 孔闆流量計(ji) 測量就會違背(bèi)或不符合石油(you)天然氣SY/T6143--2004标準。例(lì)如:标準中要求(qiú)“管道内的流量(liàng)應該不随時間(jiān)變化或實際，上(shang)隻随時間有微(wei)小的變化”，對于(yú)采用法蘭取壓(yā)的孔闆流量計(jì)又要求“ReD≥12603'D”(Re爲雷諾(nuo)數;β爲管道上孔(kǒng)闆流量計的直(zhi)徑比;D爲管💃道内(nèi)徑)。一旦不符合(he)這些條件，孔闆(pan)流量計測量準(zhun)确性就會受到(dào)很大影響"。
　　智能(neng)型旋進旋渦流(liú)量計(以下簡稱(cheng)流量計)是被廣(guang)泛運🌐用在油♌田(tian)計量天然氣工(gōng)藝過程中的速(su)度式流量🈲檢測(cè)儀表，尤其✏️是當(dāng)👨‍❤️‍👨工藝管徑小于(yú)或等于DN150mm時💘。流量(liàng)計采用微功耗(hao)高新技術和先(xiān)進的微機技術(shu)，憑借結構緊湊(cou)、功能強以及和(hé)成套孔闆裝置(zhì)比成本更加低(dī)等優點，可廣泛(fàn)🐆适用于天然🏃🏻‍♂️氣(qì)、水、石油等多類(lei)介質的流🐅量檢(jiǎn)測，并實現了溫(wen)度、壓力和壓縮(suō)系數等動态參(cān)數的在線自動(dòng)補償。據此補償(chang)獲得了在離線(xiàn)檢定過程㊙️中壓(yā)力、溫度拟合動(dong)态參數變化的(de)檢定方法，經檢(jiǎn)索此方法🈚首次(cì)用于油田計量(liàng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻天然氣離線檢(jian)定🈚中。着重對流(liu)量計在現場應(ying)用、離線檢定和(he)校🈲驗等要素進(jin)行簡要分析,并(bing)提出改進建議(yì)和建立相關企(qǐ)業标準。
1.流量計(jì)工作原理、結構(gòu)及特點
1.1工作原(yuán)理
　　智能型旋進(jin)漩渦流量計流(liú)量傳感器的流(liú)通剖面類似文(wén)丘利管的型線(xiàn)，在入口側安放(fàng)一組螺旋型導(dǎo)流葉片。當流體(ti)進人流量傳感(gan)器時，導流葉片(pian)迫使流體産生(shēng)劇烈的旋渦流(liú);當♋流體進入擴(kuo)散段時🍉，旋渦流(liu)受到回流的作(zuo)用，開始作二次(cì)旋轉，形成陀螺(luó)式的渦流進動(dòng)現象。該進動頻(pín)率與🔱流量大小(xiǎo)成正比，不受流(liú)體物理性，質和(he)密度的影響，檢(jian)測元件測得流(liu)體二次旋轉進(jìn)動⚽頻率就能⭕在(zai)較寬的流量範(fan)圍内獲得良好(hǎo)的📧線性度。信号(hao)經前置放大器(qì)放大、濾波、整形(xíng)轉換爲與流速(sù)成正比的脈沖(chòng)信号，然後再與(yu)溫度、壓力等檢(jian)測信号一起被(bèi)送往微處理器(qi)進行積算處理(lǐ)，在液晶顯示屏(píng)上顯示出測量(liang)結果(瞬時流量(liàng)、累積流量及溫(wēn)度、壓👄力數據)。流(liu)量計由✂️溫度和(he)壓🔴力檢測模拟(nǐ)通道、流量傳感(gǎn)器通道以及微(wei)處理器單元組(zǔ)成，并配有外輸(shū)出信号接口，輸(shū)出各種信号。
　　當(dāng)被計量介質沿(yan)着流動的流體(tǐ)進人流量傳感(gǎn)器人口時，螺旋(xuán)形葉片強迫流(liu)體進人旋轉運(yùn)動，于是在旋渦(wo)發生體🌐中心産(chǎn)生🔞旋渦流，旋渦(wo)流在文丘利管(guan)中旋✊進，到達👣收(shōu)縮段突然節流(liú)使旋渦流加速(sù)。當旋渦流進人(rén)擴散段後，因回(huí)流㊙️作用強迫進(jìn)行旋進式二次(cì)旋轉，此時旋渦(wō)流的旋轉頻率(lü)與介質流速成(cheng)正比，并爲線性(xìng)。兩個壓電傳感(gan)器檢測的微弱(ruo)電👉荷信号，同💰時(shi)經前☎️置放大器(qi)放大、濾波、整形(xíng)後變成兩🏃路頻(pín)率與流速成😘正(zheng)比的脈沖信号(hào)，積算儀中的處(chù)理電路對兩路(lu)的脈沖信号進(jin)行比較與判别(bie)，剔除幹擾信号(hào)，而對🙇‍♀️正常的🙇‍♀️流(liú)量信号進行計(ji)數處理。其工作(zuò)原理如圖1所示(shì)。

1.2組成結(jie)構
　　流量計由殼(ké)體、旋渦發生體(tǐ)、除旋整流器、旋(xuán)渦檢測組件、壓(yā)力接口、信号輸(shū)出接口、溫度接(jie)口等組成（圖2）。

1.3特點
1)測量(liang)流量範圍較寬(kuan)，可有效工作在(zài)孔闆流量計無(wu)法準确計量的(de)小流量區域。
2)在(zài)工藝安裝中，較(jiao)孔闆流量計可(kě)大大縮短儀表(biǎo)上、下遊直管💞段(duàn)。
3)流量信号既可(kě)就地顯示，也可(kě)按需遠傳。
4)體積(jī)小、重量輕，便于(yu)離線标定。
5)無可(kě)動部件，對于一(yī)般的測量不存(cún)在儀表.的機械(xie)磨損。
6)實現機電(dian)一體化，日常的(de)計量不需要人(rén)工值守。
2現場應(yīng)用與檢驗
2.1現場(chǎng)應用
　　油田的各(ge)類站、庫天然氣(qi)計量大面積應(ying)用智能型流量(liàng)計♊，以大慶油田(tián)部分使用的流(liu)量計爲例，并抽(chōu)樣對幾年來檢(jian)定誤差進💜行對(dui)比(表1)。
　　通過對流(liu)量計的現場使(shǐ)用、跟蹤抽樣以(yi)及标校表明，流(liú)量計投🈲用3年，誤(wù)差均在規定誤(wù)差範圍内;流量(liàng)計的重複⛱️性較(jiao)好，使用性能穩(wěn)定。
2.2離線檢定校(xiào)驗.
　　當被測量介(jie)質爲氣體時，因(yīn)其密度受壓力(lì)、溫度影響較大(da)，爲了能準确計(jì)量氣體介質的(de)體積流量，對♋于(yu)油田生産中👄氣(qì)體的計量，必須(xu)同時跟蹤被測(ce)量介質的壓力(li)和❤️溫度，并将不(bú)同工況下的氣(qi)體流量轉換成(chéng)标準狀态(P=101.325kPa,T=293.15K)下的(de)體積流量。流量(liàng)計雖然實現了(le)溫度、壓力👅和壓(ya)縮系數㊙️等動态(tai)參數的在線自(zi)動補償，但在流(liu)量計檢定過程(cheng)中僅限于對流(liú)量誤差進行标(biao)定，而沒有對其(qí)壓力和溫度檢(jian)測及其補償模(mo)⭐塊進行動态變(biàn)化拟和檢定與(yu)校驗。

式中:
Qn一标(biāo)況下的體積流(liu)量，m'/h;
Pa一當地大氣(qì)壓力，kPa;
Pn一-标準狀(zhuàng)态下的大氣壓(yā)力(101.325kPa);
Tn-标準狀态下(xià)的絕對溫度(293.15K);
T一(yi)被測流體的絕(jue)對溫度，K;
Zn-氣體在(zài)标況下的壓縮(suō)系數;
Z一氣體在(zài)工況下的壓縮(suo)系數;
P一流量計(jì)取壓孔測量的(de)表壓，kPa;
Qv一-工況下(xià)的體積流量，m'/h。
　　通(tōng)過對流量計統(tong)計應用分析證(zheng)實，由于受現場(chang)工況條件💞影👄響(xiǎng)，流量計在使用(yong)過程中表内的(de)溫度、壓力檢測(ce)模塊會🧑🏾‍🤝‍🧑🏼出現檢(jian)測數據漂移。而(er)通常情況下對(duì)于流量誤差的(de)檢定，無法對🔞溫(wēn)度、壓力檢測模(mo)塊.的數據漂移(yí)進行校準，因此(ci)應🌂對流量計的(de)壓力、溫度模塊(kuài)進行校準，從而(ér)減小由于壓力(lì)、溫度精度影響(xiang)所導緻的⛷️氣體(ti)流量計量誤差(cha)，降低計量氣🐉量(liang)的損失叫。
3技術(shù)經濟效果評價(jià)
　　氣體計量儀表(biǎo)壓力标定器設(she)計和使用，已填(tián)補了大慶油田(tian)氣體流量計離(lí)線檢定、校驗量(liang)值傳遞中壓力(lì)補償檢定的空(kōng)白;同時，配套應(yīng)用精度高GDW-800型高(gao)⭐低溫試👅驗裝置(zhì)對溫度補償檢(jiǎn)測與檢定"，從而(er)減小系統測量(liàng)過程中由于壓(ya)力和⭐溫度波動(dong)🤩帶來的壓力、溫(wen)度參數誤差和(hé)系統誤差，以及(jí)由此而産生的(de)🤩計量效益損失(shi)。
1)根據氣體流量(liàng)計數學模型對(duì)比初步評估計(jì)算，假🥵設其他參(cān)㊙️數不變的情況(kuàng)下，理論壓力誤(wu)差漂移千分之(zhi)三(即0.3%)，那麽流量(liang)👅誤差♌将在0.9%左右(yòu)。以某廠年度外(wài)輸天然氣總量(liang)4.3x108m3/a爲例進📧行簡易(yì)理論計算，可減(jian)少誤差!氣量3.87x106m3/a,即(jí)✏️每年可減少潛(qián)在的天然氣計(ji)量損失3.87x104m3/a,。按目前(qián)油田濕氣價格(gé)夏季(210天)爲0.3元/m',冬(dong)季(150天)爲0.9元/m'計算(suan)🔞，年創經濟效益(yì)可達212.9萬元
2)根據(jù)氣體流量計數(shu)學模型對比初(chū)步評估計算，假(jiǎ)設📞其它參數不(bu)變的情況下，理(li)論溫度誤差漂(piāo)移千分之☂️一(即(jí)0.1%)，那麽流量誤差(cha)‼️将在0.05%左右。溫度(du)誤差影響産生(shēng)的經濟效益如(rú)上所述.
4存在問(wèn)題、注意事項及(jí)數字化改進建(jiàn)議
4.1存在問題
1)根(gen)據計量現場的(de)生産變化情況(kuàng)，通過設置截止(zhǐ)頻率自行調☔整(zheng)流量計的始動(dong)流量。但是，如果(guǒ)截止頻率設定(dìng)太低，流量計的(de)敏😍感程度相應(yīng)提高,外界的一(yi)些微弱振動或(huò)雜散信号就有(yǒu)可能🈲導緻流量(liàng)計在沒有被測(cè)介質通過的情(qing)況下開始動🌈作(zuo)，造成流量的多(duō)計現象;如果截(jie)止頻率設置太(tài)高，流量計的❗始(shǐ)動流量相應增(zēng)大，可能造成🔴流(liu)量的漏記現象(xiàng)。
2)對噪聲或震動(dong)等幹擾信号較(jiào)爲敏感。如果在(zai)流量計測量上(shàng)遊有明顯的噪(zào)聲、擾動(由流向(xiang)改變或節流引(yǐn)起的嘯叫或機(ji)械震動)或在靠(kào)近流量計.的附(fu)近有較強的磁(ci)場，那麽‼️流量計(jì)的運行将受到(dao)一定程度的影(yǐng)響。
3)沒有測量參(cān)數的曆史記錄(lù)。由于流量測量(liàng).是工藝控制、成(cheng)本考核等的重(zhòng)要依據，有時就(jiù)要對不同曆史(shi)時期的🈚測量數(shu)據㊙️進行對比分(fèn)析，需要調用溫(wēn)度、瞬時(累積)流(liu)量、壓力的曆史(shǐ)記錄;所以，如果(guǒ)不采取人工定(dìng)期🔆錄取，就無法(fa)獲得所需資料(liao)。
4.2注意事項
1)室内(nèi)外安裝時，流量(liàng)計應有以防積(jī)液、日曬、雨水浸(jìn)🔞透❤️和寒區保溫(wēn)及區域差别等(děng)措施，安裝流量(liang)計前應清🧑🏾‍🤝‍🧑🏼理管(guǎn)道内各種雜物(wu)，從而保證流量(liàng)計使用壽命。
2)流(liu)量計安裝周圍(wei)不能有強烈的(de)機械振動或強(qiáng)的外❤️磁場👄幹擾(rǎo)，應遠離流态幹(gan)擾元件(彎頭、彙(hui)管、調壓閥、壓縮(suō)機、大小頭等)，保(bao)持👉流量計内壁(bì)光滑平直及前(qian)後直🌍管段同🐉心(xin)，保證被測介質(zhì)爲潔淨的單相(xiang)流體等。
3)應定期(qī)對流量計進行(háng)标校，以保證流(liú)量計長期工作(zuò)的準确性、可靠(kào)性(避免意外停(ting)運和數據丢失(shī))。
4)對于同規格的(de)流量計，其旋渦(wo)導流體、發生體(ti)等核心⭕組件不(bú)能互換，因清理(li)表内各種雜物(wù)後檢定不合格(ge)，或更換傳感器(qì)等器🏃🏻件後都必(bi)須對其溫度及(ji)壓力補償傳感(gan)器進行🔅系統校(xiao)正并重新标定(ding)儀表計量系數(shu)。
5)流量計應可靠(kào)接地，但不能與(yu)強電系統共地(di)以及傳輸信号(hao)🎯屏蔽，投運時應(ying)緩慢開關儀表(biǎo)閥防止瞬間氣(qi)流沖擊而損壞(huai)流量計。
4.3改進建(jian)議
1)建議流量計(ji)在出廠時完善(shan)對壓力、溫度補(bǔ)償模塊的功✉️能(neng)💛，增✔️設壓力、溫度(dù)補償模塊動态(tài)檢測、測量輸🏃‍♂️出(chu)端口。
2)建議智能(néng)表頭增設外接(jie)數據檢測口、RS-485通(tong)訊口等，可直🌈接(jiē)🐆對流🈚量計進行(hang)現場數據調校(xiào)，并具有自診斷(duàn)👈功能👈和遠端地(di)址查詢，以及适(shi)應數字化油田(tián)對流量計的特(te)殊功能要求。
5結(jié)束語
　　在對流量(liang)計進行定期離(li)線标定與校驗(yan)時，對流體🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓力(li)和溫度參數變(bian)化所引起的測(cè)量誤差進行判(pan)定;在貿易或交(jiāo)接計量時，可減(jiǎn)少上述原因引(yin)起的誤差所😍導(dao)緻的效益損失(shi)和量🏃‍♂️差糾紛，使(shǐ)其更具有實用(yong)性、合🏃🏻‍♂️規性并符(fu)合企業間利益(yì)。

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