天然气流量计量表在长庆油田的应用案例

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流量是工业生产过程中非常重要的参数，在油气田开发过程中，流量计量贯穿于生产全过程，任何一个环节都离不开流量计量。流量计量又是企业经济核算的重要依据，流量计量准确可靠是保证企业取得zui佳效益和保证生产正常、高效进行的重要手段。但是，流量测量是一项极其复杂的技术，其测量精度受多方面因素影响，如介质物性、安装条件、操作条件、流动特性及环境变化等。因此，必须建立统一的检定流量测量仪表准确度的方法，确保流量仪表满足生产工艺要求，保证贸易平等。

长庆油田天然气流量测量采用孔板流量计、智能旋进流量计、涡轮流量计、超声波流量计等，其中内部计量以孔板流量计为主，外输贸易计量基本采用多声道气体超声流量计。长庆油田公司天然气计量站负责气田流量计的检定工作，对孔板流量计的检定一直沿用几何检定（验）法；智能旋进流量计多采用实验室流量检定装置离线检定，使用空气和低压天然气作介质，负压检定；超声、涡轮流量计则采用离线送检形式检定。随着实流检定技术的不断发展，长庆油田逐步建立起完善的天然气实流检定系统，显著提高了整个计量系统的可靠性和可信度。

2004年长庆油田首次引进了移动式在线实流检定装置，2008年又建成了固定式在线实流校准系统，使长庆油田天然气计量系统实现了在线实流检定、校准。

1 移动式在线实流检定装置的应用

1.1 应用背景

随着长庆气田生产规模的不断扩大，生产过程中流量检测仪表的数量不断增加，由于气田站场分散，因此需要一种移动式检定装置。目前大量应用的孔板流量计由于易受安装管路不规范、实际气体流动特性、引压管路不当、孔板污损等多方面的影响，测量的精度低，因此需要用移动式在线实流检定装置加以更新。

1.2 标准表选型

气体涡轮流量计具有测量精度高、性能稳定、影响因素少、量程比宽等特点；多声道气体超声波流量计具有准确度高、适用的流量范围大、无磨损、无移动部件、无压力损失、维护量小等特点。因此选用0.5级高精度气体超声波流量计作为现场比对表，选用0.2级气体涡轮流量计作为标准表。

1.3 检定流程及特点（见图1）

图1 检定流程

检定方式为双标准表串联法，两个标准表应为不同工作原理的仪表。设计一路DN250mm进气管路，安装气体超声波流量计；设计两路出气管路，根据长庆气田在用天然气流量计量仪表的情况，一路为DN300mm，另一路为DN100mm，并各安装气体涡轮流量计作为标准表，表后安装电动调节阀。该检定方式的特点为：

（1）将原设计汇管T型连接改为弯头连接。

（2）在表前10倍直径处安装板式流动调整器；超声波流量计前设20倍直径长的直管段，涡轮流量计前设15倍直径长的直管段。

（3）出气管路表后安装流量调节阀，进气管路表后设在线式全组分分析仪。

（4）橇装集成，整车标定（科罗拉多工程实验室CEESI出具实流检定的测试文件）。

1.4技术指标

总不确定度：制造完成对整套装置不做任何修正时≤0.6%，经标定修正后≤0.5%。

工况流量范围：50～5000m3/h。

设计压力：6.3MPa；工作压力：4.0～6.0MPa。

整套装置压损：不大于工作压力的4%。

图2 检定装置整体示意

图3 固定检定流程

固定检定区内并联设计规格为DN300、DN250、DN200、DN150mm的检表口，其中DN300mm的管路上安装固定核查超声流量计。正常供气条件下，能实现*净化厂的所有外输贸易计量的超声波流量计与DN300mm核查流量计的串联连接，从而可实现被检流量计的流量核查。DN250、DN200、DN150mm的其他被检流量计可安装在检表口上，从而与移动式在线实流检定装置串联，由此可对其中任一规格的流量计进行实流检定。

2.3 固定式检定装置的基本配置

固定式在线实流校准系统主要包括：DN250、DN200、DN150mm三条不同规格的被检表测试管路、DN300mm的核查管路、接线箱。核查表采用DN300mm的超声波流量计。

3 现场检定程序（见图4）

图4 移动式在线实流检定装置检定程序

被检流量计的精度测试是在同*量点以主标准涡轮流量计的示值为标准与被检流量计进行比较。检定过程中每调一个流量点，应待压力、温度、流量稳定后方可进行检定。每个流量点采集5个累积流量值，每个检定点取值3min，在此期间同时采集标准表、核查表、被检表的流量值及被检表原计量系统的流量计量数据。测试过程中应记录瞬时流量值、流体温度、绝对压力、气体组分、时间、大气压等参数。

被校流量计相对误差的计算，不应超过被检表精度等级的百分数，其公式如下：

式中 Eq——流量计瞬时流量相对示值误差；

qi——第i个检定点被校流量计瞬时流量值；

qsi——第i个检定点标准装置瞬时流量值。

式中 EQ——流量计平均累积流量相对示值误差；

Qi——第i个检定点被校流量计测得的平均累积流量；

Qsi——第i个检定点标准装置测得的平均累积流量。

被检流量计仪表系数MF是在被检流量计超过其准确度等级要求时，用于修正计量结果，使其精度提高的修正系数。

4在役检定装置的状况

目前使用的移动式在线实流检定装置为长庆油田天然气zui高计量标准仪器，装置的首次检定是在国际上公认的美国科罗拉多工程实验站进行的，系统不确定度为0.5％。按照国家计量检定规程规定检定周期为1年，目前我国具备检定条件的仅有正在建设的西气东输南京计量中心。

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