尚立光，李 紅，王 寧，李曉娜，程宏偉

（長(zhǎng)慶油田第一采油廠王窯集輸大隊(duì) 陜西 延安 716000）

目前，國(guó)內(nèi)各大油田原油計(jì)量方式基本都采用靜態(tài)計(jì)量和動(dòng)態(tài)計(jì)量?jī)煞N[1-2]，安塞油田王窯集輸大隊(duì)靜態(tài)交接計(jì)量系統(tǒng)采用的是立式金屬罐，動(dòng)態(tài)交接計(jì)量系統(tǒng)為容積式腰輪流量計(jì)。由于在計(jì)量交接過(guò)程中，計(jì)量誤差不可避免[3-4]，并因此給交接雙方帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)影響，所以，如何降低計(jì)量誤差，提高計(jì)量準(zhǔn)確度對(duì)于交接雙方有著致關(guān)重要的作用[5-6]。

1 引起計(jì)量誤差的因素分析

在SY5669《石油及液體石油產(chǎn)品立式金屬罐交接計(jì)量規(guī)程》及GB9110《原油立式金屬罐計(jì)量油量計(jì)算方法》中規(guī)定，立式金屬罐計(jì)量系統(tǒng)總不確定度為0.35%，其構(gòu)成可由油罐容積檢定不確定度為0.2%；量油尺測(cè)量液位時(shí)允許有1 mm的誤差，不確定度為0.01%；溫度測(cè)量時(shí)，估讀至0.25℃，不確定度為0.1%；測(cè)量密度時(shí)，估計(jì)值讀至0.000 1 g/cm3，不確定度為0.01%；含水量分析時(shí)，讀至0.03%，不確定度為0.03%組成。

再進(jìn)一步考慮人為的因素，合計(jì)σ為0.35%。

從以上立式金屬罐計(jì)量系統(tǒng)總不確定度的構(gòu)成并結(jié)合動(dòng)態(tài)計(jì)量交接過(guò)程分析可知，安塞油田在原油交接計(jì)量過(guò)程中，造成油品計(jì)量誤差的原因主要有4個(gè)方面，即立式金屬罐容積計(jì)量誤差、計(jì)量器具誤差、人為操作誤差以及分析化驗(yàn)過(guò)程造成的誤差。

1.1 立式金屬罐容積計(jì)量誤差

1.1.1 容積標(biāo)定誤差

根據(jù)JJG168-8《7立式金屬罐容量》試行檢定規(guī)程規(guī)定，容量為100～700 m3的油罐，檢定的總不確定度不大于0.2%；容量為700 m3以上的油罐，檢定的總不確定度不大于0.1%，置信度為95%，臥式金屬罐依據(jù)JJG266-81《臥式金屬罐容積》檢定規(guī)程檢定規(guī)程所標(biāo)定的容積，與實(shí)際容積之間的誤差不超過(guò)±0.5%。這說(shuō)明在進(jìn)行油罐容積標(biāo)定時(shí)就已經(jīng)存在了誤差。此外，由于油罐罐底按照設(shè)計(jì)均有一個(gè)斜度約0.15%，由于施工質(zhì)量、地質(zhì)、實(shí)際儲(chǔ)油量等因素的影響，在負(fù)重后油罐底板會(huì)產(chǎn)生可恢復(fù)的彈性變形，這一彈性變形對(duì)計(jì)量結(jié)果有一定程度的影響，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，這一未經(jīng)計(jì)算的底量誤差接近于可用容量的0.3%。這嚴(yán)重影響著油品計(jì)量的準(zhǔn)確性。

1.1.2 罐內(nèi)壁結(jié)蠟

油罐在使用過(guò)程中，因油罐受熱，溫度受一定條件的限制，造成原油溫度不均導(dǎo)致冠壁結(jié)蠟，由于蠟層有一定的厚度且不能流動(dòng)，因此油罐的直徑縮小了，相對(duì)較少了油罐的有效面積。

1.1.3 油罐底部變形

油罐罐底在設(shè)計(jì)安裝時(shí)都有一個(gè)從罐縱軸為中心，向罐壁傾斜，斜度約為0.15%的突起部分，油罐進(jìn)油后，因鋼板材質(zhì)、罐下土質(zhì)及施工質(zhì)量等原因，使罐底變形。罐底變形有彈性變形和永久變形兩種，兩種變形對(duì)計(jì)量的準(zhǔn)確性均有影響。

1）彈性變形對(duì)計(jì)量的影響。如某金屬油罐，檢定時(shí)確定罐底凸體體積為100 m3，裝滿后凸體高度下降8 mm，其體積為50 m3，若已知前尺油高 1.5 m，查容積表油量為1 050 m3，后尺油高13.5 m，查容積表油量為9 450 m3。

檢尺計(jì)算油量 V檢=9 450－1 050=8 400（m3）

實(shí)際油量因罐底下移使罐容積增加50 m3，V實(shí)=8 400+50=8 450（m3）。用此罐收油，每次滿罐供方比計(jì)算油量多付50 m3。

2）永久變形對(duì)計(jì)量的影響。有些有罐使用一段時(shí)間后，罐底由凸?fàn)钭冃螢榘夹危⑶也辉俑淖兌蔀橛谰眯宰冃?。產(chǎn)生永久性變形，如果發(fā)生在油罐兩個(gè)檢定周期之間，對(duì)油品計(jì)量將會(huì)有一定影響。

由于罐底成凹形，罐內(nèi)實(shí)際容積等于容積表的值再加上罐底凸體積容積和凹陷處的容積，即：

永久性變形主要是空罐的底油量增加，在清罐后初次進(jìn)油時(shí)應(yīng)考慮底油量。

1.1.4 量油管堵塞

立式金屬罐運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其罐底就會(huì)沉積下厚厚的油泥（沙）層，如果不及時(shí)清理，使其量油管底部被堵，最終導(dǎo)致量油管內(nèi)液位與大罐內(nèi)液位變化不同步，從而大大影響計(jì)量精度。

1.2 計(jì)量器具誤差

1.2.1 流量計(jì)容積計(jì)量誤差

由于設(shè)計(jì)、工藝等因素的影響，流量計(jì)本身就存在一定誤差，另外，流量計(jì)在使用過(guò)程中受到流體性質(zhì)（粘度、比熱等）和流體狀態(tài)（溫度、壓力、流量等）的影響時(shí)，其流量特性也會(huì)發(fā)生變化，因而也會(huì)影響該流量計(jì)的計(jì)量精度，這就需要定期對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)。

1）交接用的流量計(jì)國(guó)標(biāo)規(guī)定每6個(gè)月必須檢定一次，且用于原油貿(mào)易計(jì)量的流量計(jì)，其體積基本誤差應(yīng)不大于0.2%。如果不按時(shí)進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整，其誤差會(huì)越來(lái)越大，影響交接的公平性，現(xiàn)王窯集輸大隊(duì)各站交油流量計(jì)很難做到6個(gè)月標(biāo)定一次。

2）流量計(jì)在不同流量點(diǎn)其修正系數(shù)不一樣，我廠外交流量計(jì)各流量點(diǎn)的系數(shù)如表1。由于目前還未實(shí)行系數(shù)交接，很多流量點(diǎn)就對(duì)我方不利，從而造成很大的計(jì)量誤差。

表1 流量計(jì)檢定系數(shù)表Tab.1 Flowmeter calibration coefficient table

1.2.2 量油尺誤差

量油尺在進(jìn)行檢定過(guò)程中，由于一些人為因素，加于尺帶的實(shí)際拉力與規(guī)定值（10N）之間會(huì)有一定的差異，因此在標(biāo)定時(shí)就已產(chǎn)生了誤差；另外，貿(mào)易交接用量油尺的檢定周期為半年，由于量油尺本身由薄鋼帶制成，頻繁使用，即使在檢定周期內(nèi)，尺帶也會(huì)產(chǎn)生打卷或變形，從而使測(cè)量油高值往往大于實(shí)際值，這對(duì)收油方來(lái)說(shuō)，必然會(huì)造成虧損。

1.2.3 密度計(jì)誤差

GB1884－8《石油和液體石油產(chǎn)品密度計(jì)測(cè)定法》規(guī)定，連續(xù)測(cè)定兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)超過(guò)下列數(shù)值，即SY－Ⅰ型石油密度計(jì)允許差數(shù)為±0.000 5 g/cm3；SY－Ⅱ型石油密度計(jì)允許差數(shù)為±0.001 g/cm3。目前王窯集輸大隊(duì)使用的密度計(jì)型號(hào)為SY－05型，該密度計(jì)彎月面的修正值為0.000 7 g/cm3，這一數(shù)值對(duì)貿(mào)易交接來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不容忽視的因素。

1.2.4 溫度計(jì)誤差

測(cè)量石油液體使用的溫度計(jì)最小分度值為0.2℃。如果檢定時(shí)不給出修正值或給出錯(cuò)誤的修正值，使用時(shí)就會(huì)造成測(cè)量溫度的誤差。

1.3 人為操作誤差

在油品計(jì)量的整個(gè)環(huán)節(jié)中，大部分需要人工操作（流量計(jì)量除外），只要有一處發(fā)生誤操作或計(jì)算錯(cuò)誤，就會(huì)造成油品計(jì)量結(jié)果誤差。

1.3.1 油高測(cè)量誤差

油高是直接反映罐內(nèi)儲(chǔ)液容量的重要參數(shù)之一。如果計(jì)量不準(zhǔn)，就會(huì)產(chǎn)生人為誤差。在油品高度計(jì)量時(shí)，油罐內(nèi)徑越大，產(chǎn)生的誤差就越大。正確的測(cè)量應(yīng)該在達(dá)到一定的穩(wěn)油時(shí)間后進(jìn)行：即進(jìn)油終止，液面已趨向穩(wěn)定或泡沫消失時(shí)進(jìn)行。液面的穩(wěn)定時(shí)間，罐車、臥式油罐：輕質(zhì)油不少于15 min，重質(zhì)油不少于30 min；立式油罐：輕質(zhì)油不少于30 min，重質(zhì)油不少于3 h。未達(dá)到穩(wěn)油時(shí)間即進(jìn)行測(cè)量操作，其測(cè)量值于真實(shí)值之間勢(shì)必會(huì)存在一定誤差。通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油泡沫影響鐵路油罐裝油數(shù)量的試驗(yàn)結(jié)果表明，該誤差在±0.1%左右。因此，這就要求計(jì)量員嚴(yán)格按照規(guī)程操作，排除計(jì)量時(shí)可能出現(xiàn)的虛假性。此外，油罐檢尺一般在檢尺孔的檢尺管內(nèi)下尺，檢尺管的位置一般設(shè)在靠近關(guān)閉附近500～1 000 mm，受環(huán)境溫度的影響比較大使管內(nèi)油品溫度偏低，密度增大，形成檢尺管內(nèi)液面低于罐內(nèi)液面的現(xiàn)象，從而使實(shí)際測(cè)得的容積數(shù)小于罐內(nèi)油品的真實(shí)容積，產(chǎn)生一定的誤差。

1.3.2 密度測(cè)量誤差

油品密度是計(jì)算油品數(shù)量的第2個(gè)重要參數(shù)。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，密度測(cè)量必須在室內(nèi)、油品靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。但在實(shí)際工作中由于客觀因素的影響往往做不到，受穩(wěn)油時(shí)間以及室外溫度（在冬季尤為明顯）等客觀因素的影響，其測(cè)定結(jié)果與真實(shí)密度之間會(huì)有一定的差異。另外，由于油品長(zhǎng)時(shí)間靜止有分層現(xiàn)象，而化驗(yàn)密度用的樣品通常是上、中、下分層采取后混合而成這本身就是一個(gè)近似值，與真實(shí)值之間必定存在一定的誤差。

1.3.3 溫度測(cè)量誤差

油溫是計(jì)算油品數(shù)量的第3個(gè)重要參數(shù)。在計(jì)算油品的標(biāo)準(zhǔn)體積時(shí)，需測(cè)量油品的實(shí)際溫度；在計(jì)算油品的標(biāo)準(zhǔn)密度時(shí)，需測(cè)量油品的視溫度，因此實(shí)際溫度測(cè)定的準(zhǔn)確與否，將直接影響油品數(shù)量的準(zhǔn)確性。在測(cè)量過(guò)程中，受測(cè)溫位置、測(cè)溫時(shí)間以及環(huán)境溫度的影響，測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間會(huì)存在一定誤差。

1.3.4 修正值

計(jì)量器具在制造過(guò)程中，因各種客觀原因使所標(biāo)刻度線達(dá)不到精度要求。所以必須用實(shí)測(cè)方法予以修正。只有正確使用修正值，才能消除計(jì)量器具自身的誤差。必須對(duì)修正值予以重視，以降低油品計(jì)量的誤差。

1.3.5 偏向誤差

油品交接雙方為了各方利益而在實(shí)際操作上產(chǎn)生的誤差。油品交接是一個(gè)復(fù)雜的、集成許多參數(shù)測(cè)量的綜合性計(jì)量過(guò)程，人為操作因素在計(jì)量誤差里占有很大的比重。

1.4 分析化驗(yàn)過(guò)程誤差

1.4.1 部分器具精度低

原油計(jì)量（包括分析化驗(yàn)）器具主要有含水蒸餾測(cè)定儀、在線含水分析儀、量筒、燒瓶、天平、流量計(jì)、溫度計(jì)、密度計(jì)等，其測(cè)量精度直接影響著整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的綜合誤差。

1.4.2 溶劑油不符和規(guī)定

王窯集輸大隊(duì)各集輸站靜態(tài)計(jì)量水含量測(cè)定采用的是蒸餾法，溶劑油在原油水含量測(cè)定中起著至關(guān)重要的作用，GB/T8929-88《原油水含量測(cè)定法（蒸餾法）》規(guī)定以二甲苯或200號(hào)溶劑油為蒸樣所用，但目前各集輸站所用溶劑油多為汽油，不符合要求，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差。

1.4.3 采用在線含水分析儀測(cè)含水

王窯集輸大隊(duì)各集輸站動(dòng)態(tài)態(tài)計(jì)量水含量測(cè)定采用的是含水分析儀在線自動(dòng)測(cè)量。在線含水分析儀減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，并可以對(duì)含水進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，但由于含水分析儀的穩(wěn)定性較差、使用具有局限性，同時(shí)各集輸站缺乏有效的檢定手段和規(guī)范，使得測(cè)量結(jié)果仍然存在很大誤差。

1.4.4 原油密度測(cè)量誤差

國(guó)標(biāo)規(guī)定，測(cè)量油品密度要在化驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，要有水浴控制溫度，必須接近管（罐）內(nèi)油溫，要求在±5℃以內(nèi)，最好能控制在±3℃以內(nèi)。安塞油田目前的交接過(guò)程中，由于操作方（接油方）不使用恒溫水浴，導(dǎo)致油品密度測(cè)量精度下降。

1.4.5 油樣不具代表性

目前我大隊(duì)原油手工取樣方法完全按照GB/4756《石油及液體石油產(chǎn)品取樣法（手工法）》執(zhí)行，所取油樣具有代表性，所以不是主要原因。

2 認(rèn) 識(shí)

安塞油田年產(chǎn)原油超過(guò)200萬(wàn)噸，正努力向著300萬(wàn)噸邁進(jìn)，因此減少誤差、提高計(jì)量準(zhǔn)確度具有非常重要的意義。

溫度、流量和介質(zhì)粘度是影響流量計(jì)精度的主要因素，如果運(yùn)行參數(shù)（溫度和流量）變化太大，就會(huì)影響到容積式流量計(jì)的精度。王窯集輸大隊(duì)主要從各集輸站化驗(yàn)所用儀器型號(hào)不統(tǒng)一、工藝流程設(shè)計(jì)中缺陷、化驗(yàn)及計(jì)量具體操作人員技能水平差異等方面抓起，通過(guò)提高儀器精度、減少人為誤差、規(guī)范流程標(biāo)準(zhǔn)程度盡量減少原油計(jì)量誤差。

3 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際工作中，經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行認(rèn)真分析，不斷完美計(jì)量方法，克服人為誤差，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量是完全可以做到的。各集輸站應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，更換和應(yīng)用新的、精度更高的分析化驗(yàn)儀器，并在檢定周期內(nèi)使用，每隔半年請(qǐng)長(zhǎng)慶石油勘探局技術(shù)監(jiān)測(cè)中心計(jì)量檢定站對(duì)各集中處理站內(nèi)交油、外交油流量計(jì)每半年進(jìn)行標(biāo)定一次；做好含水分析儀的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，一旦發(fā)現(xiàn)含水顯示不準(zhǔn)或其它異常情況，應(yīng)及時(shí)找生產(chǎn)廠家技術(shù)人員調(diào)整，交接雙方現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督；根據(jù)儲(chǔ)罐運(yùn)行情況及時(shí)進(jìn)行清罐，并對(duì)油油罐進(jìn)行定期檢定，以作必要的誤差修正；進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)量和化驗(yàn)人員的技能培訓(xùn)，定期進(jìn)行考核，并選送優(yōu)秀人員外出學(xué)習(xí)深造，有效提高其操作技能；降低原油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程的損耗也是十分重要，在今后的工作中應(yīng)嚴(yán)把大罐進(jìn)油、輸油關(guān)，將進(jìn)油、輸油帶來(lái)的呼吸損耗降到最低值。

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