唐發(fā)坤

（大慶油田天然氣分公司五大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

在進(jìn)行天然氣計(jì)量時(shí)，通常使用體積流量，利用壓差式孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。這種計(jì)量劑在實(shí)際的應(yīng)用過程中不僅安裝非常方便，而且儀器的穩(wěn)定性也比較好，整個(gè)維護(hù)過程中比較簡單。我國在20 世紀(jì)對(duì)天然氣流量進(jìn)行了改進(jìn)升級(jí)，精度以及穩(wěn)定性都有了較大的提升，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然會(huì)出現(xiàn)一定誤差。

1 天然氣計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因

1.1 計(jì)量儀表

目前在進(jìn)行天然氣計(jì)量的時(shí)候主要使用的劑量計(jì)為孔板流量計(jì)，這種流量計(jì)在實(shí)際加工的過程中對(duì)孔板加工的要求非常高，在實(shí)際加工過程中必須要嚴(yán)格的按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行，否則就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的計(jì)量誤差。一旦孔板出現(xiàn)偏心或者彎曲等現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)孔板的安裝以及流量計(jì)實(shí)際的計(jì)量精度造成嚴(yán)重的影響。

（1）孔板安裝。在進(jìn)行流量計(jì)安裝的過程中，通常情況下相關(guān)人員都能對(duì)安裝規(guī)范進(jìn)行熟練掌握，但是在實(shí)際安裝過程中對(duì)一些細(xì)節(jié)的安裝問題不夠重視，導(dǎo)致流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)較大誤差。例如，在進(jìn)行孔板密封墊片內(nèi)孔加工的時(shí)候并沒有經(jīng)根據(jù)環(huán)室尺寸進(jìn)行嚴(yán)格加工，導(dǎo)致墊片超出環(huán)室范圍，這對(duì)氣流在劑量計(jì)內(nèi)部的流動(dòng)形成了較大的擾動(dòng)作用；另外，導(dǎo)壓管實(shí)際走向如果設(shè)置不合理就會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)內(nèi)部的氣壓差不能實(shí)現(xiàn)正常傳導(dǎo)；而平衡器不水平的也會(huì)導(dǎo)致計(jì)量劑出現(xiàn)嚴(yán)重的計(jì)量誤差。

（2）節(jié)流裝置。節(jié)流裝置問題主要指的是節(jié)流裝置的內(nèi)部出現(xiàn)了諸如墊片或者焊縫等突出物，從而使得出現(xiàn)一定的計(jì)量誤差，具體產(chǎn)生誤差的大小與突出物的位置、長度等都有很大的關(guān)系，在相關(guān)的研究中發(fā)現(xiàn)，如果在孔板上游2 倍的位置出現(xiàn)了突出物，這時(shí)產(chǎn)生的誤差是最大的，而如果突出物位于孔板下游位置，實(shí)際產(chǎn)生的計(jì)量誤差就比較小。

1.2 使用條件

通常情況下，計(jì)量儀器在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)受到很多因素的影響，例如，在環(huán)境條件出現(xiàn)變化的情況下就會(huì)導(dǎo)致劑量計(jì)出現(xiàn)一定的誤差。天然氣在運(yùn)輸過程中如果出現(xiàn)氣體壓力對(duì)突然變化或者流速出現(xiàn)較大變化，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)較大的壓差波動(dòng)，進(jìn)一步導(dǎo)致出現(xiàn)脈動(dòng)流，一旦在進(jìn)行計(jì)量的過程中在裝置中產(chǎn)生明顯的脈動(dòng)流就會(huì)使得實(shí)際的計(jì)量誤差增加。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查表明，由于脈動(dòng)流而導(dǎo)致的天然氣計(jì)量誤差能夠達(dá)到20%～30%。另外，因?yàn)榧竟?jié)變化出現(xiàn)天然氣消耗量出現(xiàn)較大變化就會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)出現(xiàn)超量程現(xiàn)象。在利用蒸汽進(jìn)行試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，不同季節(jié)條件下進(jìn)行蒸汽的流量進(jìn)行計(jì)量，冬季實(shí)際的流量要遠(yuǎn)比夏季的流量小，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象就很有可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的天然氣流量超出儀器本身量程的現(xiàn)象，由此也會(huì)引發(fā)計(jì)量誤差。

1.3 天然氣質(zhì)量

天然氣是石油開采過程中的伴生氣，在開采出地面后通常多會(huì)經(jīng)過嚴(yán)格的過濾、除塵、分離等處理過程，但是這也不能充分保證天然氣的絕對(duì)純凈，在進(jìn)行天然氣的傳輸過程中，由于雜質(zhì)的存在會(huì)對(duì)天然氣管道造成一定程度的腐蝕。如果天然氣中的雜質(zhì)在流量計(jì)的孔板或者孔口位置上大量積存就會(huì)導(dǎo)致天然氣出現(xiàn)氣流突然變化的現(xiàn)象。另外如果雜質(zhì)的積存導(dǎo)致孔板的截面出現(xiàn)縮小的現(xiàn)象，由于孔板流量計(jì)本身對(duì)的外界條件變化比較敏感，如果不能及時(shí)清理雜質(zhì)就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差。另外，天然氣中一般都含有一定量的水分，這部分水分就可能會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)出現(xiàn)計(jì)量值偏高的現(xiàn)象，通常情況下，隨著孔徑比的增大計(jì)量的濕氣流量會(huì)有所減小，當(dāng)孔徑比達(dá)到0.7 的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)產(chǎn)生-1.7%的計(jì)量偏差，而如果天然氣中含有一部分液體就會(huì)在儀器實(shí)際的孔徑比為0.5 的條件下，孔板自身的性能比較穩(wěn)定。但是如果要進(jìn)一步提升計(jì)量的精度，就需要及時(shí)計(jì)量裝置上游的天然氣水分進(jìn)行清除。

2 天然氣計(jì)量誤差的改進(jìn)措施

2.1 消除脈動(dòng)流

要想有效清除在流量計(jì)中產(chǎn)生的脈動(dòng)流，進(jìn)一步減小其對(duì)計(jì)量精度造成的影響，就必須要針對(duì)天然氣中的水分進(jìn)行嚴(yán)格控制。因此，在實(shí)際進(jìn)行天然氣開采的過程中，要在盡量保證不出現(xiàn)地層水的情況下來進(jìn)行氣井開采，從開采的源頭上對(duì)天然氣的水分含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。與此同時(shí)，要盡量清除天然氣運(yùn)輸管道中的游離態(tài)液體，要及時(shí)的清除管道內(nèi)部的雜質(zhì)以及液體等，為了進(jìn)一步提升管道清理的效率，可以在天然氣管道中引入自動(dòng)清管系統(tǒng)，或者利用高效率的分液器，這樣才能有效清除天然氣運(yùn)輸管道因?yàn)榉e液問題而導(dǎo)致出現(xiàn)脈動(dòng)流現(xiàn)象，通過對(duì)分離器的利用能夠有效提升氣液分離的效果，當(dāng)天然氣中徹底達(dá)到氣液分離后，就能夠充分保證流量計(jì)的計(jì)量精度。另外，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣氣源脈動(dòng)導(dǎo)致的壓差波動(dòng)的有效控制，可以在天然氣的集輸管道內(nèi)部安裝專門的脈動(dòng)消減器，只要將其設(shè)置在集輸管道中的合理位置，并設(shè)置緩沖罐，就能最大程度減少因氣源脈動(dòng)而對(duì)流量計(jì)的計(jì)量精度造成影響。

2.2 規(guī)范孔板加工

針對(duì)孔板的加工環(huán)節(jié)，應(yīng)該從國家層面來進(jìn)一步加以規(guī)范，制定出統(tǒng)一的嚴(yán)格的加工標(biāo)準(zhǔn)要求，并進(jìn)一步完善對(duì)孔板加工以及安裝的規(guī)范，這樣才能充分保證孔板在實(shí)際交工過程中前阻力件能夠達(dá)到合理的形式配接長度，通常情況下都需要保證其達(dá)到30D。在實(shí)際進(jìn)行孔板的安裝過程中，如果實(shí)際情況不允許，那么就可以在孔板的直線管段上來設(shè)置整流器，并充分保證管道軸線與孔板入口斷面保持垂直，同時(shí)要將控制器的安裝偏心度控制在1o以內(nèi)，并堅(jiān)決杜絕出現(xiàn)孔板反向安裝的現(xiàn)象。另外，必須要保證流量在實(shí)際應(yīng)用過程中的規(guī)范性，如果在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)壓差計(jì)實(shí)際的工作量程低于30%，就必須要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)更換，或者對(duì)其孔板的規(guī)格進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2.3 加強(qiáng)日常管理

在日常進(jìn)行天然氣計(jì)量的過程中要對(duì)管理工作給與高度重視，要對(duì)孔板進(jìn)行定期清潔，一旦在計(jì)量過程主管出現(xiàn)了設(shè)備損壞的現(xiàn)象，必須要及時(shí)進(jìn)行更換，與此同時(shí)還要結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。如果在?shí)際應(yīng)用孔板流量計(jì)的過程中，首先根據(jù)計(jì)量精確性的原則，要對(duì)孔板流量計(jì)進(jìn)行定期的清潔和校正，在實(shí)際檢查過程中要將儀表的零點(diǎn)、D/A 轉(zhuǎn)換通道等作為主要的檢查內(nèi)容，而清理工作的重點(diǎn)內(nèi)容則是針對(duì)孔板、孔板等位置進(jìn)行及時(shí)清理，針對(duì)一些存在缺陷問題的孔板要及時(shí)給與更換。在日常計(jì)量工作中還必須要意識(shí)到天然氣計(jì)量精度與天然氣本身的溫度、密度、壓力等都有很大的關(guān)系，必須要充分結(jié)合實(shí)際計(jì)量情況，選擇合理的儀器設(shè)備，對(duì)天然氣的各項(xiàng)測量工作做好，一旦發(fā)現(xiàn)測量參數(shù)出現(xiàn)變化，必須要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，并及時(shí)校正誤差，這樣才能將其誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。

2.4 拓展量程范圍

在天然氣集輸管道運(yùn)行過程中可以通過增加孔板節(jié)流裝置或者定值節(jié)流裝置有效的起到拓寬量程的效果，這樣就能為孔板的定期檢查、清理、更換等工作提供極大的便利，與此同時(shí)還能充分保證計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性。如果在實(shí)際計(jì)量過程中出現(xiàn)孔板測量超出測量范圍的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致最終計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。將定值節(jié)流裝置與流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合使用，不僅能有效的拓展實(shí)際的計(jì)量量程，而且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的天然氣流量計(jì)量，另外通過規(guī)?；a(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器成本的有效控制，這樣就能實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)化、系列化發(fā)展，這對(duì)天然氣的計(jì)量準(zhǔn)確性也有極大的促進(jìn)作用。

3 結(jié)語

綜上所述，目前在社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面天然氣都得到了廣泛的應(yīng)用，在這種情況下，天然氣流量計(jì)的計(jì)量精度以及計(jì)量可靠性也受到了普遍關(guān)注。由于天然氣在實(shí)際進(jìn)行計(jì)量的過程中會(huì)受到很多外界因素的影響，從而導(dǎo)致出現(xiàn)計(jì)量誤差，因此，燃?xì)馄髽I(yè)以及相關(guān)的技術(shù)人員要對(duì)導(dǎo)致天然氣計(jì)量誤差的原因進(jìn)行深入分析，并采取相應(yīng)措施，這樣才能有效保證天然氣計(jì)量工作的準(zhǔn)確性。