[摘要(yao)]标準孔闆(pan)計量 系統(tǒng)用于天然(ran)氣流量計(ji)量，測量管(guǎn)在運行過(guò)程中，直管(guǎn)段内壁粗(cū)糙度發生(shēng)變化。文章(zhang)按使用年(nián)限、氣質條(tiáo)件、日🤞輸氣(qi)量等🥵因素(sù)将真管段(duan)内壁粗糙(cao)度分爲四(si)類，分析了(le)各類測量(liàng)管粗糙度(du)變🌐化，對計(jì)量系🆚統誤(wu)差的影響(xiǎng)，并列舉了(le)對不💛同管(guan)徑的各類(lei)計量管粗(cu)糙度的修(xiu)正。最終提(tí)出爲減少(shǎo)粗糙度對(dui)标準孔闆(pan)計量系統(tǒng)的誤差影(ying)響，對上下(xià)遊直管段(duan)🚶‍♀️的維護建(jian)議。
中石化(huà)西南油氣(qì)分公司川(chuan)西氣田目(mù)前廣泛采(cai)用以.标🧡準(zhun)孔闆作爲(wei)一次儀表(biao)的差壓式(shi)計量系統(tong)進行天然(ran)氣流量計(ji)量，多數井(jing)在後期開(kai)發中泡沫(mo)排水等工(gōng)藝措施十(shí)分頻👣繁，天(tian)然氣中含(han)大量水、油(you)、粉塵等雜(za)質，測量管(guan)在✉️使用過(guo)程中，由于(yu)長🔞期經受(shou)髒污氣流(liú)的沖刷、腐(fu)蝕，最終導(dao)緻直管段(duan)内壁粗糙(cao)度發生變(bian)化，對标準(zhǔn)孔闆計量(liàng)系統的誤(wu)差影響較(jiao)大，如何減(jiǎn)少誤差，提(tí)高計量系(xì)統精度，結(jié)合工作實(shi)踐談幾點(diǎn)認識和維(wéi)護體會。
1計(jì)量直管段(duan)使用情況(kuang)調查
　　氣田(tian)計量管段(duàn)自投人使(shǐ)用以來，所(suǒ)有标準孔(kǒng)闆計🔞量📞系(xi)統粗💚糙度(dù)均按0.15mm進行(hang)修正并參(can)與流量計(jì)算。對現場(chǎng)使用的計(ji)量管段抽(chou)樣調查(結(jie)果見表
1)發(fā)現部分計(ji)量直管段(duàn)内壁嚴重(zhong)存在腐蝕(shi)、結垢、結皮(pi)等👈現象，經(jing)測算确認(rèn)粗糙度在(zài)0.2~2mm之間,遠大(da)于計量系(xì)統目前🏃🏻的(de)設定值(0.15mm)，直(zhí)接影響計(ji)量系統的(de)精度。
　　按表(biao)1分類，分别(bié)選取了豐(feng)谷站備用(yong)管線、江沙(shā)7井管線🈲、135管(guǎn)道1、新✌️計量(liang)管四根計(ji)量管進行(háng)粗糙度檢(jiǎn)測，這四條(tiao)🌐計量管基(jī)本情況以(yǐ)及粗糙度(du)檢測結果(guo)如表2。
 
　　由表(biǎo)2可以看出(chu)，計量管的(de)内壁粗糙(cāo)程度跟使(shǐ)用條件有(yǒu)很大關系(xì)，就氣田的(de)氣質而言(yán)，計量管投(tou)人使用後(hòu)🔞粗糙度就(jiu)㊙️會發生較(jiào)大的變化(hua)，其中結垢(gòu)和結🌏皮對(dui)其内壁粗(cū)糙度影響(xiǎng)最大，計量(liang)管的内壁(bì)粗糙💁度與(yu)氣質髒污(wu)程度❄️、輸氣(qi)量大小、使(shǐ)用年限長(zhang)短成正比(bǐ)。按使用年(nián)限、氣質條(tiáo)件、日輸氣(qi)量，其内壁(bì)粗糙度程(chéng)度可根據(ju)🔞上述三個(gè)因素大緻(zhì)分爲四類(lei)，其中❤️--類計(jì)量管的内(nèi)壁粗糙度(dù)0.9mm，二類計量(liang)管内壁粗(cū)糙度在0.4mm左(zuǒ)右;三類粗(cū)糙度0.25mm左右(you);四類粗糙(cao)度情況最(zui)好，爲0.015mm左右(yòu)。
2直管段粗(cu)糙度變化(huà)帶來的計(ji)量誤差
　　标(biāo)準孔闆流(liú)量計 運行(hang)時，對直管(guǎn)段的要求(qiú)主要包括(kuo):(1)直管段長(zhang)度;(2)直管段(duan)圓度和🔞直(zhi)徑;(3)直管段(duàn)内壁粗糙(cao)度。以上三(san)個條件中(zhong)🔴，直管段粗(cū)糙度最易(yi)發生變化(hua)。欲達到規(guī)定的不确(què)定度值，直(zhí)管段内壁(bi)粗糙度必(bì)須滿足标(biāo)準GB/T21446--2008所提要(yao)求。
　　由于天(tian)然氣從地(di)層中采出(chū)來，雖經分(fen)離、除塵或(huo)過濾，因其(qí)所含成分(fèn)十分複雜(za)，從單井采(cai)氣計量、集(jí)氣💞計量到(dao)配氣計量(liang)，氣質組分(fen)各不相同(tóng)，因而節流(liú)裝💋置在使(shǐ)用過程中(zhong)其沖刷、腐(fu)蝕程度也(yě)📞不相同。經(jīng)調查研究(jiu)表明，氣流(liu)對孔闆直(zhi)角人口邊(bian)緣🌈和測量(liang)管🔅内璧的(de)沖刷腐蝕(shi)尤爲嚴重(zhòng)，這将造成(chéng)流出系數(shu)C發生變化(hua)，流量測量(liang)不确定度(dù)超過估算(suan)值。爲了減(jian)小誤差，推(tui)薦更新孔(kǒng)⭐闆和新🈲測(cè)量管，若要(yào)繼續使用(yòng)可求出粗(cu)糙度算術(shù)平均偏差(chà)R,，對流出系(xi)數修正後(hòu)再使用。
　　修(xiū)正方法爲(wei):将原流出(chu)系數C乘上(shàng)粗糙度系(xi)數YRe，即:
C'=C·YRe·bk(1)
　　式中(zhōng):C'爲修正後(hòu)的流出系(xi)數;C爲标準(zhun)流出系數(shù);YRe爲管道粗(cu)糙❗度修正(zheng)系數;bk爲孔(kǒng)闆開孔人(ren)口邊緣尖(jian)銳度💁修正(zhèng)系數。
注:本(ben)文不讨論(lùn)孔闆開孔(kong)入口邊緣(yuán)尖銳度磨(mo)損對計量(liang)的影響。
　　其(qi)中修正系(xi)數YRe随測量(liàng)管内壁相(xiàng)對粗糙度(dù)K/D和管徑雷(léi)諾⁉️數ReD而變(biàn)化，其值按(àn)下式計算(suàn):
 
當ReD≥106時，
YRe=γRe=γoo
　　γo與直(zhi)徑比β2和相(xiang)對粗糙度(dù)的倒數D/K有(you)關,其值在(zai)标準🛀GB/T21446--2008中查(cha)表⭐求得。其(qi)中,K爲等效(xiao)絕對粗糙(cao)度，可從标(biāo)準CB/T21446--2008中查表(biǎo)取得，有條(tiao)💘件的情況(kuàng)下，用流體(tǐ)實驗方法(fǎ)測出相對(duì)粗糙度K/D。
　　γo由(yóu)β2和D/K共同決(jué)定，換言之(zhi)，由粗糙度(dù)帶來的計(jì)量誤差由(yóu)👈β2和D/K分别引(yǐn)入。對同-計(jì)量管,其相(xiang)對粗糙度(du)是一定的(de)，因此其γ0随(sui)β增📧大而增(zeng)大;而β的大(dà)小往往由(you)輸氣量大(dà)小決定，氣(qi)量越大，β值(zhi)越大。
　　當D/K=400,β2=0.6時(shí)，查表可知(zhī)γo達到最大(da)，爲1.020;同時标(biao)準中規定(dìng)，法蘭☔取壓(ya)👌時，ReD≥106，則γRe=γo，即此(cǐ)時γRe=1.020，則C'=1.020C。
已知(zhī):
 
　　即:當D/K=400,β2=0.6時，由(you)測量管内(nèi)壁粗糙帶(dài)來的計量(liang)相對誤差(cha)爲(1.02-1)x100%=2%。也就🎯是(shi)說，如果不(bu)對計量管(guan)進行粗糙(cāo)度修正，結(jié)果會比實(shi)際值偏低(di)2%。
　　然而，對于(yu)腐蝕程度(du)高、嚴重結(jié)皮的鋼管(guǎn)，其K值可能(néng)大于2mm,Ra可能(néng)👌大于0.6mm。
　　依據(jù)現場調研(yan)，大部分應(ying)用較久、氣(qi)質較髒的(de)計量管🌏其(qi)👣内壁粗糙(cao)度較大，D/K值(zhi)大多小于(yu)400，因.此C'極可(kě)能大🔅于1.020C，即(jí)由測量管(guǎn)内壁粗糙(cao)♌引人的計(jì)量相對誤(wù)差也大于(yu)2%。目👨‍❤️‍👨前在某(mou)些廠家的(de)計算軟件(jiàn)可以對粗(cū)糙度小于(yú)1mm的情況進(jin)行修正，超(chao)過1mm的就不(bu)能修正了(le)。因此，若測(ce)量管内壁(bi)粗糙度大(da)于1mm,則不具(jù)備修正意(yi)義，應♍更換(huan)新的計量(liang)管。
3四類計(ji)k管粗糙度(dù)誤差影響(xiǎng)
　　結合實驗(yan)用計量直(zhí)管段現場(chǎng)使用條件(jian)，采用上文(wen)所述方法(fǎ)可以計算(suan)得出該四(si)條直管段(duan)在使用過(guò)⛹🏻‍♀️程中給計(ji)量帶來的(de)誤差影響(xiǎng)。
(1)豐谷站備(bei)用計量直(zhí)管段粗糙(cāo)度帶來的(de)計量誤差(cha)影響💃:
　　由表(biǎo)1提供的參(can)數:K=0.870mm，則D/K=150/0.870=172;β2=0.62=0.36
　　由于(yu)D/K=172<400,無法通過(guò)标準查表(biǎo)求得γo值，但(dàn)依據表中(zhōng)γo變化趨勢(shi)可大緻判(pan)定γo的範圍(wéi)在1.009~1.014之間，則(ze)C'也在(1.009-1.014)C之間(jiān)。即該計量(liàng)管因粗糙(cāo)度引⛱️人的(de)計量誤差(cha)在-(0.9~1.4)%之間。
(2)江(jiāng)沙7井計量(liang)直管段粗(cu)糙度帶來(lai)的計量誤(wù)差影響🌏:
　　由(yóu)表1提供的(de)參數:K=0.416mm,則D/K=80/0.416=192;β2=0.27=0.073≈0.1
　　由(yóu)于D/K=192<400,無法通(tong)過标準查(chá)表求得Yo值(zhi)，但依據表(biao)中γo變化趨(qu)㊙️勢💃可大緻(zhì)判定γo的範(fan)圍在1.003~1.006之間(jiān),則C'也在(1.003~1.006)C之(zhī)間。即該計(jì)量管因粗(cu)糙度引人(ren)的計量誤(wu)差在-(0.3~0.6)%.之間(jian)。
(3)135井管道1計(ji)量直管段(duàn)粗糙度帶(dai)來的計量(liang)誤差影響(xiǎng):
　　由表1提供(gòng)的參數:K=0.230mm，則(zé)D/K=100/0.230=435;β2=0.52=0.25.
　　由于D/K=435>400，可以(yǐ)查表求得(dé)γo值，在1.003~1.006之間(jian)。則C'也在(1.003~1.006)C之(zhi).間。該計量(liàng)管因🐅粗糙(cao)📧度引人✂️的(de)計量誤差(cha)在-(0.3~0.6)%之間。
(4)新(xin)計量管的(de)内壁很光(guāng)潔則可忽(hu)略粗糙度(dù)引入的💁計(ji)量誤差。
4直(zhi)管段内壁(bi)粗糙度修(xiu)正
　　标準中(zhōng)規定，因測(cè)量管内壁(bì)粗糙度變(bian)化導緻的(de)流出系✍️數(shù)C将發生變(bian)化，流量測(ce)量不确定(dìng)度超過估(gū)算值。爲了(le)避🧡免這種(zhong)超差，推薦(jiàn)更新孔闆(pǎn)和新測量(liang)管，若要繼(ji)續使用可(ke)求出⛷️粗糙(cao)度算術平(ping)均偏差Ra,對(dui)流出系數(shu)修㊙️正後再(zai)使用。
　　由于(yu)标準隻對(duì)D/K≥400的情況提(ti)出了規定(ding)，因此現場(chang)在用的✔️部(bù)分計量管(guan)是無法按(an)實際粗糙(cāo)度進行修(xiu)正的。就目(mù)前采👉用的(de)積算軟件(jiàn)🏃🏻而言,K值最(zuì)大也隻能(neng)修正📞到D/K=400的(de)情況，表3列(lie)出了氣田(tián)内目📱前常(chang)用的幾種(zhǒng)測量管可(ke)以進🐅行修(xiū)正的粗糙(cao)度值。
　　由表(biǎo)3可知:不同(tong)管徑的計(jì)量管，現行(hang)标準能修(xiū)正的K值的(de)最大🧡限值(zhí)，即超過該(gai)範圍就不(bú)能修正了(le)，也就是超(chāo)限K值🐆參與(yǔ)積算出的(de)流量已經(jing)偏離正常(cháng)值。
 
例:現有(yǒu)在用計量(liàng)管150mm，β值爲0.7，K爲(wèi)0.44mrm。
　　則:D/K=340，查表3得(de)，最大K值爲(wèi)0.375mm。D/K=400，β2=0.5時，在标準(zhun)中查表γo爲(wèi)1.014,即相對修(xiu)👅正量💘爲1.4%。
D/K=340<400，因(yīn)此實際相(xiang)對修正量(liang)應該大于(yú)1.4%
　　同時，目前(qián)川西氣田(tian)所有的計(jì)量直管段(duàn)粗糙度修(xiu)正系數均(jun)取0.15mm，經推算(suan)現場相對(dui)修正量僅(jǐn)爲(0.6~0.9)%，即比理(li)論修正量(liang)偏低(0.5~0.8)%。
　　由此(cǐ)可得，川西(xi)氣田現用(yòng)的粗糙度(du)修正系數(shù)0.15mm不合理，應(ying)依據計量(liang)管的實際(jì)粗糙度情(qíng)況，并結合(he)标準進行(hang)取值。對沒(mei)有超過限(xiàn)值的按實(shí)際K值修正(zheng)，對超過限(xiàn)值的，按最(zuì)大限值進(jin)行修🌈正。下(xià)面(見表4)将(jiang)給出☂️不同(tóng)管徑的各(ge)類計量管(guan)應采用的(de)修正值。
 
　　豐(fēng)谷站備用(yòng)管線與江(jiang)沙7井計量(liàng)管段，均爲(wei)D/K<400,标準并未(wèi)給出D/K<400時的(de)Yn值查詢，因(yīn)此無法進(jin)行粗糙度(dù)修正，故😍該(gāi)兩類計🍓量(liàng)管已不㊙️具(jù)備㊙️粗糙度(du)修正的意(yi)義。
　　135井管道(dào)1計量直管(guan)段由于D/K>400,沒(mei)有超出标(biāo)準範圍，因(yīn)此可以通(tong)過軟件進(jin)行粗糙度(du)🌍修正💃🏻，修正(zhèng)值即爲實(shi)測K值0.23mm。
5直管(guan)段使用維(wéi)護建議
　　目(mu)前，川西氣(qi)田的一類(lei)測量管内(nèi)璧粗糙度(dù)約爲0.9mm左右(yòu)🌈，有嚴重結(jie)皮現象;二(er)類測量管(guan)内壁粗糙(cāo)度在0.40mm左右(yòu)，内壁大多(duo)數有結垢(gòu)和輕微結(jié)皮現象;三(san)類測量管(guan)内璧粗糙(cāo)度在0.25mm左右(you)，内壁大多(duō)數有結垢(gou)現象。這🔞三(sān)類測量管(guan)在不同管(guan)徑下，采用(yong)的K值修正(zheng)值各不♋相(xiang)同。.
　　目前，氣(qì)田内标準(zhǔn)孔闆計量(liang)系統對測(ce)量管統一(yī)采用0.15mm的❄️修(xiu)正值，依據(jù)标準推算(suàn)内壁粗糙(cāo)度給計量(liang)系🔱統引人(ren)的誤差可(kě)達2%以上，因(yīn)此須分類(lèi)修正。
　　當粗(cū)糙度沒有(yǒu)超過限值(zhi)時采用實(shi)測值修正(zheng)，對超過限(xian)值📧的按最(zuì)大限值修(xiū)正。當然超(chao)過限值的(de)按最大限(xian)🏃‍♂️值進行修(xiū)正，也隻是(shi)㊙️從一定程(chéng)度上減小(xiǎo)粗糙度對(dui)計量的影(ying)響，要從根(gen)本上消除(chu)其影響隻(zhī)有确💔保計(ji)量管♍内壁(bi)光滑、潔淨(jìng)，盡可能将(jiang)天然氣中(zhong)油、水、雜質(zhì)等分離幹(gan)淨，加強對(dui)計量管的(de)檢查維護(hu)，對沒💞有維(wéi)護價值的(de)進行更換(huan)。因此🌏，測量(liang)管在使用(yong)💁過程中，直(zhí)管段内璧(bì)應保持清(qing)潔、除掉污(wu)垢，管道内(nèi)壁上的腐(fu)蝕硬皮應(ying)除掉,同時(shi)對内壁表(biao)面粗糙度(du)進行檢測(ce)，至少在孔(kong)闆上遊側(cè)10D的直管段(duan)部分(即測(cè)量管💞)應滿(man)足GB/T21446--2008标準規(gui)定，當發現(xian)内表面有(you)明顯沖刷(shua)和腐🔱蝕時(shí)，如其内⚽壁(bì)粗糙度不(bú)符合标準(zhun)規定時，更(gèng)新爲内表(biao)面符合要(yao)求的測量(liàng)管。

本文來(lái)源于網絡(luò),如有侵權(quan)聯系即删(shan)除！