唐博 陳貴軍 盧熊 謝元云

摘要：刮板式流量計(jì)是石油公司常用的一種石油計(jì)量裝置，一般分為石墨刮板式流量計(jì)和金屬刮板式流量計(jì)。若各油品特性差異較大，或冷空氣進(jìn)入加藥站區(qū)域，則流量計(jì)標(biāo)定測(cè)量誤差較大，影響公司正常的油品運(yùn)輸和布置。對(duì)油品物理性能，尤其是粘度的測(cè)試與分析，認(rèn)為粘度對(duì)物理性能的影響最大，其次不能忽視環(huán)境溫度對(duì)測(cè)試的影響，通過實(shí)驗(yàn)研究，得到了流量計(jì)數(shù)月來標(biāo)定的油品粘度與環(huán)境溫度對(duì)磨損流量測(cè)試的精度有重要影響，并提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：油品粘度;環(huán)境溫度;刮板流量計(jì);計(jì)量誤差

風(fēng)扇流量計(jì)的風(fēng)扇在液力作用下，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)時(shí)，劃痕在固定凸輪的作用下交替膨脹、收縮，并與殼壁連續(xù)形成加藥腔，以增加液體計(jì)量。給藥腔容積固定，所以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)次數(shù)與液體成比例，液體的體積通過減速機(jī)構(gòu)在計(jì)數(shù)器中得到。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

利用現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)對(duì)油液流量進(jìn)行模擬測(cè)量，建立了一系列室內(nèi)循環(huán)。吸油管流量計(jì)的溫度和環(huán)境溫度的控制[1]。用劃痕流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)分別測(cè)量不同油溫和環(huán)境溫度下的油液流量，并將其與多元統(tǒng)計(jì)分析法進(jìn)行比較，分析了油液風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境溫度對(duì)油液流量的影響以及環(huán)境溫度對(duì)劃痕測(cè)量誤差的影響。流量計(jì)找到了影響測(cè)量結(jié)果的主要因素，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

1.2 實(shí)驗(yàn)油品的選擇

該場(chǎng)輸送的原油種類繁多，各有特點(diǎn)。通過原油特性的對(duì)比，選擇適宜的、有代表性的原油在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)方法主要有：Jano、Plutoni、Carbenda、Ashir、Manji、Borno、Ameno、阿曼、沙輕、烏拉爾、榮卡多等等。后五種油（芒都、阿曼、沙輕、烏拉爾、榮卡多）在上述條件下，分別有15 ～20℃的分蠟點(diǎn);在-58451分蠟;在-58451分蠟;在-2a8451分蠟;在黑石、曼吉和渤南分蠟;在-5℃凝點(diǎn)較低;黑獅油、曼吉油、渤南，這三種油的凝蠟溫度在15～30℃，凝蠟溫度較高，一般易發(fā)生凝管事故;杰諾、普魯托尼、卡賓達(dá)、阿什德爾，這四種油的凝蠟點(diǎn)在25～30℃，凝蠟溫度都在10℃左右。在滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，原油的不同特性有很大差別。選用兩種性質(zhì)不同的原油作試驗(yàn)油。

1.3 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試方法

（1）實(shí)驗(yàn)裝置

為了模擬油田原油的輸送情況，通過熱阻和冷卻換熱管調(diào)節(jié)原油的溫度，采用恒溫控制系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)流量計(jì)的環(huán)境溫度，在實(shí)驗(yàn)過程中，油量通過回路和閥1，閥2，閥3分別通過閥門1，閥2，閥3進(jìn)行測(cè)量，并記錄排氣流量計(jì)的測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)流量。

（2）測(cè)試方法

在試驗(yàn)中選擇具有代表性的油溫及周圍環(huán)境溫度對(duì)控溫測(cè)量的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。測(cè)試比較方法如下：

把足夠的沙輕原油倒進(jìn)容器，然后打開油泵，把整個(gè)環(huán)道注滿。設(shè)定加熱電阻和攪拌器的開關(guān)，通過標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)將油的溫度保持在蠟點(diǎn)以上，通過熱電偶、繼電器等溫度控制裝置保持油的溫度不變。室溫控器將標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的環(huán)境溫度保持在較高溫度[2]。

開啟冷卻裝置，通過冷卻換熱管，將高溫原油冷卻到試驗(yàn)溫度，然后流過試驗(yàn)刮擦器。在此基礎(chǔ)上，啟動(dòng)了恒溫低溫水浴，以控制實(shí)驗(yàn)廢棄物的環(huán)境溫度。在進(jìn)行上述控制后，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的冷卻溫度和環(huán)境溫度應(yīng)保持不變;記錄兩個(gè)流量計(jì)指示的累計(jì)流量和兩個(gè)流量計(jì)的溫度、環(huán)境溫度，使其使用壽命穩(wěn)定后，可根據(jù)需要對(duì)試驗(yàn)刮板工藝的冷卻溫度和環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)整。

以輕質(zhì)原油代替試驗(yàn)油，采用相同的方法在不同的油溫和環(huán)境溫度下測(cè)量刮板流量計(jì)的測(cè)量誤差。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

對(duì)兩種油品進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在不同的溫度條件下，通常采用18.21m3/h的標(biāo)準(zhǔn)流量流量。

2.1油品溫度的影響

由普魯托尼原油和沙質(zhì)輕質(zhì)原油的流速測(cè)量資料可知，兩種性質(zhì)不同的原油在試驗(yàn)過程中表現(xiàn)出相同的規(guī)律。隨油溫下降，流量逐漸增加，測(cè)量誤差向正方向移動(dòng)。但是，隨著溫度的正向變化，測(cè)量結(jié)果的增長和誤差也會(huì)發(fā)生變化，沙輕原油流量的測(cè)量誤差基本上是正數(shù)。隨著油溫的升高，各誤差曲線均呈下降趨勢(shì)，在一定的環(huán)境溫度范圍內(nèi)，隨著油溫的升高，測(cè)量誤差由正零時(shí)逐步逼近。如油溫在20℃、環(huán)境溫度在4℃、油溫在17℃、環(huán)境溫度15℃時(shí)，計(jì)量誤差均為零。

沙慶原油流量的測(cè)量誤差基本為負(fù)值。當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí)，隨著油溫的降低，測(cè)量誤差從負(fù)數(shù)逐漸逼近，在油溫一定時(shí)誤差為零。

2.2環(huán)境溫度的影響

普魯多尼亞原油的測(cè)量誤差隨環(huán)境溫度的升高而從正變負(fù)，從負(fù)變小。若測(cè)定油溫，某一環(huán)境溫度為零時(shí)，測(cè)量誤差不變。沙原油計(jì)量誤差基本為負(fù)值。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，測(cè)量誤差會(huì)向正方向移動(dòng)。在油溫和環(huán)境溫度一定的情況下，測(cè)量誤差可達(dá)零。刮板式流量計(jì)環(huán)境溫度降低，流量計(jì)內(nèi)壁溫度降低，原油接近內(nèi)壁粘度增大。該流量計(jì)內(nèi)壁上有一層粘膠狀物，使得流量計(jì)的漏漏率降低，測(cè)量誤差朝正向移動(dòng)。

如油溫由20℃升至5℃，普魯多尼原油的粘度從40mpa·s升至100mpa·s，沙輕原油粘度小于15mpa·s，粘度越大，泄漏率就越小，誤差就越小，相反，泄漏率越大，誤差就越大。

試驗(yàn)結(jié)果表明，油溫20℃，環(huán)境溫度4℃（或油溫17℃，環(huán)境溫度15℃）下，沙輕原油的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)最接近。當(dāng)油溫為10-15℃，環(huán)境溫度為-5-10℃時(shí)，沙輕原油測(cè)量值最接近可比標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。通過上述分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度和油溫對(duì)原油粘度參數(shù)都有影響。所以每一種油都有其最佳的測(cè)量粘度范圍。該粘度范圍內(nèi)，流量計(jì)測(cè)量比較穩(wěn)定，誤差變化小，結(jié)果可靠。

2.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證分析的正確性，將沙慶和普羅圖尼兩種油品按一定比例混合后，在不同的混合狀態(tài)下，刮板流量計(jì)的流量與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的流量試驗(yàn)結(jié)果一致，分別為20℃和 15℃。

并對(duì)不同油品混合物下混合油的粘度進(jìn)行了測(cè)量，繪制了粘溫曲線。測(cè)量誤差為負(fù)值，劑量誤差隨混合油中沙輕原油含量的增加而增大。對(duì)比調(diào)和油的粘溫曲線，在20℃試驗(yàn)油溫下，調(diào)和油的粘度小于20mPa·s，混油中普魯托尼比例越大，油的粘度越高。

由于油液粘度較低（小于20mPa·s），以及劃痕流量計(jì)泄漏較大，加藥誤差通常為負(fù)。研究還發(fā)現(xiàn)，隨著油品風(fēng)險(xiǎn)的增加，劑量誤差逐漸向正方向變化，并且對(duì)于給定的油品風(fēng)險(xiǎn)值，測(cè)量誤差為零。

3 結(jié)論

（1）油品溫度和環(huán)境溫度對(duì)流量測(cè)量結(jié)果都有影響。不同的油溫會(huì)引起油危險(xiǎn)的變化，不同的環(huán)境溫度會(huì)引起碎片內(nèi)壁形成粘性油。流量計(jì)油液壓力的劇烈變化是引起流量計(jì)測(cè)量誤差的主要原因。

（2）每一種油都有其最適溫度范圍，在這一范圍內(nèi)，流量計(jì)的測(cè)量相對(duì)穩(wěn)定，誤差變化小，結(jié)果可靠，因此需要建立各種油品的粘度缺陷數(shù)據(jù)庫，以驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]周珍艷，李海生.關(guān)于提高刮板流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度的探討[C].//中國計(jì)量協(xié)會(huì)%中國石油化工集團(tuán)公司%中國石油天然氣集團(tuán)公司.2016中國油氣計(jì)量技術(shù)論壇論文集.2016：291-299.

[2]孟憲玲.流量計(jì)計(jì)量原油時(shí)常見故障信息化分析[J].科學(xué)與信息化，2017，（25）：79，82.

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