科氏力质量流量计在天然气计量中的对比试用

　　[摘 要]根据天然气流量测量的主要特点，选择了一种科氏力质量流量计进行试用，并分别与气体罗茨流量计、孔板流量计串连，同时测量天然气流量，通过对比和分析测量数据，验证其在天然气计量中的性能和特点。

　　[关键词]科氏力;天然气;计量

　　随着油气田天然气生产、储运、销售工艺流程的发展变化，有些天然气流量计量点对流量计的使用提出了新的要求，原来常用的孔板流量计、旋进旋涡流量计、气体涡轮流量计、气体罗茨流量计等不再能很好适用，需要寻找更合适的流量计，保证良好的测量准确度、应用经济性和安全性。因此，根据近年来，油气田天然气流量测量的主要特点，选择了一台某品牌的科氏力质量流量计，与气体罗茨流量计、孔板流量计进行现场对比试用，考察验证其性能。

　　1 油气田天然气流量测量的主要特点

　　(1)采输工艺设备的模块化、撬装化，要求流量计及其配套直管段长度尽量短，体积尽量小。

　　(2)采输现场实行远程测控，无人值守，要求流量计的维护工作量少，且稳定可靠。

　　(3)气井生产初期和中后期产量变化大，城镇民用气高峰期和低峰期流量变化大，要求流量计量程比大。

　　(4)生产过程中，可能有气田水污染流量计，造成准确度降低，要求流量计能方便清洗维护，比如孔板流量计可以清洗孔板和吹扫导压管路。

　　(5)天然气贸易交接计量要求流量计准确度高，重复性好，故障率低。

　　(6)很少考虑流量计的压力损失。

　　2 科氏力质量流量计的主要相对优势

　　根据工作原理和有关资料介绍，科氏力质量流量计相对孔板流量计、罗茨流量计等，主要有以下应用优势，理论上能较好适用于油气田天然气计量。

　　(1)准确度高、重复性好。JJG1038—2008《科里奥利质量流量计检定规程》中，准确度等级从0.15～1.5，分为7级。

　　(2)量程比可达20∶1，更高的达到50∶1。

　　(3)直接测量流体质量，不需要安装配套温度、压力测量仪表，不需要上下游直管段，便于撬装使用。

　　3 与气体罗茨流量计对比试用

　　3.1 流量计基本情况

　　(1)科氏力质量流量计，口径25 mm，准确度等级0.5，双震动管型，生产厂家出厂校准合格。

　　(2)气体罗茨流量计，口径80 mm，准确度等级1.0，经有资质的机构检定合格，安装符合SY/T6660—2006《用旋转容积式气体流量计测量天然气流量》。

　　(3)质量流量计安装于罗茨流量计下游，两台流量计之间管段长度约1m，以罗茨流量计为标准表。

　　3.2 计量情况

　　对比计量62 d，取得62组对比数据。日均计量压力0.2 MPa，日均流量2700 m3，相对误差变化范围：-29.59%～3.32%。

　　质量流量计62 d累计计量天然气164 588 m3，罗茨流量计累计计量天然气174 525 m3，相对误差-5.69%。

　　在质量流量计投运前，厂家技术人员在现场校准了零位，调试检查了仪表。在对比试用中，厂家技术人员又2次在现场校准了零位和调试检查了仪表。

　　4 与孔板流量计对比试用

　　4.1 流量计基本情况

　　(1)孔板流量计由口径50 mm的高级孔板阀，配套流量计算机系统组成，安装符合GB/T21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》要求，对比使用前现场校准合格。

　　(2)质量流量计与上文是同一台，未变。安装于孔板流量计下游，质量流量计距离孔板下游断面长度约1 m，以孔板流量计为标准表。

　　4.2 计量情况

　　对比计量时间58 d，分为三个阶段。每个阶段，厂家技术人员都对质量流量计进行了零位校准和检查调试。

　　4.2.1 第一阶段：质量流量计正向安装

　　计量19 d，计量压力约0.35 MPa，日均气量13 011 m3，相对误差范围：-0.05%～-0.96%。质量流量计累计计量247 217 m3，孔板流量计累计计量249 074m3，相对误差-0.75%。计量数据见图3、图4。

　　4.2.2 第二阶段：质量流量计反向安装

　　计量23 d，计量压力约0.35 MPa，日均气量13 046 m3，相对误差范围：-0.81%～-1.48%。质量流量计累计计量300 050 m3，孔板流量计累计计量303 945 m3，相对误差-1.28%。计量数据見图5、图6。

　　4.2.3 第三阶段：质量流量计正向安装

　　计量16 d，计量压力约0.17 MPa，日均气量1 970 m3，相对误差范围：-0.25%～-0.86%。质量流量计累计计量31 524 m3，孔板流量计累计计量31 717 m3，相对误差-0.61%。计量数据见图7、图8。

　　5 结语

　　(1)在与气体罗茨流量计对比计量中，腰轮转动造成气体流场剧烈变化，致使质量流量计产生很大的测量误差，相对误差达到了-29.59%。第一阶段和第三阶段，质量流量计正向计量，在与孔板流量计对比计量中，由于孔板节流对气体流场分布的影响相对较小，质量流量计产生的测量误差较小，相对误差保持在-1%以内。因此，对于双震动管型的质量流量计，在应用中宜考虑流场分布的影响，加装直管段或整流器。

　　(2)质量流量计在双向测量中，正向测量时准确度优于反向测量。

　　(3)质量流量计结构紧凑，无活动部件，安装方便，运行维护工作量小，但需定期检查、校准零位。

　　参考文献

　　[1] 潘丕武，张明.天然气计量技术基础[M].北京：石油工业出版社，2013.

　　[2] 黄和，宋德琦，游明定，等.用标准孔板流量计测量天然气流量：GB/T21446—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

　　[3] 油气计量及分析方法专业标准化技术委员会.用科里奥利质量流量计测量天然气流量：SY/T6659—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

　　[4] 赖忠泽，丘逢春，苏荣跃，等.用旋转容积式气体流量计测量天然气流量：SY/T6660—2006[S].北京：石油工业出版社，2006.

　　[5] 段慧明，邵熙.科里奥利质量流量计检定规程：JJG1038—2008[S].北京：中国质检出版社，2008.

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