冷溧（大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心）

大慶油田新時期的戰(zhàn)略目標：“力爭到‘十三五’末，將原油產(chǎn)量保持在4000×104t，天然氣增產(chǎn)到120×108m3以上，油氣總當量達到5000×104t，即‘4000×104t硬穩(wěn)產(chǎn)，油氣重上5000×104’”。這一戰(zhàn)略目標的確定，確定了天然氣作為油田重要的能源，同時作為商品的天然氣的準確計量，也開始受到大慶油田上下廣泛關注。

1 大慶油田天然氣計量方式現(xiàn)狀

天然氣的計量在我國以體積計量為主,目前大慶油田天然氣計量主要有三種方式：孔板流量計計量、渦輪流量計計量和超聲流量計計量。其中孔板流量計結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，性能穩(wěn)定，已成為天然氣計量的主要方式。據(jù)大慶油田天然氣分公司統(tǒng)計，大慶油田的天然氣計量80%左右是孔板差壓式流量計計量。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)孔板流量計計量多引入孔板流量計計算機系統(tǒng)，對天然氣的壓力、溫度以及差壓進行自動采集，對天然氣瞬時量和累計量進行自動計算。自動化程度的提高一方面有利于天然氣的生產(chǎn)和傳輸過程的控制，另一方面則由于壓力、溫度、壓差等信號在傳輸過程中產(chǎn)生了一定量的信號衰減，對測量或計量結(jié)果產(chǎn)生影響，影響天然氣生產(chǎn)控制和天然氣流量的統(tǒng)計。

2 孔板流量計計算機系統(tǒng)的基本原理

孔板流量計計算機系統(tǒng)因生產(chǎn)廠家眾多，名稱和外表各不相同，但原理相同：用溫度變送器、壓力變送器、壓差變送器將現(xiàn)場的溫度、壓力、壓差轉(zhuǎn)化為輸出統(tǒng)一的4～20mA的信號。其中，4mA值對應溫度（壓力、壓差）的變化范圍最小值，而20mA值對應溫度（壓力、壓差）的變化范圍最大值，成比例線性關系，從而可以將測量的電流值轉(zhuǎn)化成對應的溫度（壓力、壓差）值。孔板流量計計算機系統(tǒng)將采集到的壓力、溫度、壓差和其他相關值引入相關計算從而得出天然氣流量。

3 孔板流量計計算機系統(tǒng)的測試方法

天然氣在計量過程中準確度非常重要，不僅瞬量計算要準確，而且累計量也必須準確。累計量計算準確的前提是瞬量計算必須準確。針對孔板流量計計算機系統(tǒng)的基本原理，采用相應的兩種測試方法，即瞬時量測試和累積量測試。瞬時量測試就是將標準信號源連接到相對應的信號輸入端子，選取零點、常用工作點、最大值三個試驗點，給定標準信號，記錄標準信號值和瞬時量顯示值，根據(jù)標準信號值、儀表量程、工況修正等信息計算瞬時量的理論值。模擬信號每個測試點的誤差按如下公式計算：

式中：

Esi——每個測試點的誤差；

si——該測試點瞬時量顯示值；

sbi——該測試點瞬時量的理論值；

smax——儀表量程上限對應的理論最大值。

在累積量測試時，將標準信號源連接到相對應

的信號輸入端子，選取常用工況狀態(tài)作為試驗點，給定主測量量和溫壓補償量的標準信號，記錄T時間（T≥30min）累積值。針對標準信號值，通過應用Labview語言編寫的標準軟件進行數(shù)據(jù)處理。該軟件根據(jù)GB/T 21466—2008《用標準孔板流量計測試天然氣流量》、GB/T 17747.1—2011《天然氣壓縮因子的計算第1部分：導論和指南》、GB/T 17747.2—2011《天然氣壓縮因子的計算第2部分：用摩爾組成進行計算》等相關標準提供的參數(shù)計算方法對天然氣流量進行精確計算。通常固定參數(shù)作為常數(shù)一次性寫入并計算，不需修改，如需要在測量前也可進行修改，然后根據(jù)固定參數(shù)計算出導出參數(shù)。數(shù)據(jù)循環(huán)采集，測得數(shù)據(jù)帶入標準公式計算出天然氣流量的瞬時量和累積量。同時，根據(jù)累積量計算數(shù)學模型、溫壓補償量等信息按照相關標準計算累積量的理論值。測試點的累積量誤差按照如下公式計算：

式中：

EL——測試點的累積量基本誤差；

L——該測試點T時間累積量顯示值；

Lb——該測試點T時間累積量的理論值。

4 計算機系統(tǒng)測試的實際應用

根據(jù)以上測試方法，對大慶油田天然氣分公司下屬單位進行相關測試，在測試中發(fā)現(xiàn)某些孔板流量計計算機系統(tǒng)存在偏差較大，天然氣計量有爭議。如天然氣某單位，孔板流量計計算機系統(tǒng)顯示的天然氣來氣量同上游單位存在偏差，經(jīng)實地測量，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)顯示的瞬時量、累計量都和標準存在誤差，測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 孔板流量計計算機測量

根據(jù)測算，其每年少計量的天然氣量約為18.1×104m3，經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)整后，天然氣加工能耗明顯降低。

5 結(jié)語

計算機系統(tǒng)測試工作，能為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障，能為企業(yè)的節(jié)能減排提供準確的數(shù)據(jù)支持；因此，計算機系統(tǒng)測試在各種自動化計量中將起到至關重要的作用。