流量计在华北油田天然气能源计量中的实际应用

作者：王金凤 杨有涛

欢迎访问e展厅 展厅 12 流量计展厅 涡轮流量计, 涡街流量计, 旋涡流量计, 电磁流量计, 罗茨流量计, ... 摘 要： 华北油田的天然气产能主要集中在第四采油厂——集天然气生产和销售单位为一体，1985年开始向北京地区供应天然气，随着天然气市场的不断扩大，近年来又开始向天津、廊坊、永清等市县供气。无论是内部天然气能源计量还是对外天然气销售计量，流量计都有着广泛的实际应用。本文从华北油田第四采油厂（以下简称“我厂”）生产应用方面分析流量计在天然气能源计量中的实际应用及注意事项。 华北油田的天然气产能主要集中在第四采油厂——集天然气生产和销售单位为一体，1985年开始向北京地区供应天然气，随着天然气市场的不断扩大，近年来又开始向天津、廊坊、永清等市县供气。无论是内部天然气能源计量还是对外天然气销售计量，流量计都有着广泛的实际应用。本文从华北油田第四采油厂（以下简称“我厂”）生产应用方面分析流量计在天然气能源计量中的实际应用及注意事项。 一、实际生产特点 我厂的天然气主要为凝析气藏气和油田伴生气，天然气被采出后，通过高压（16MPa）、中压（3.5MPa）、低压（0.5MPa）的输送方式进入集气处理站进行脱水、脱烃处理，处理后的干气输往北京、天津、廊坊地区销售。 我厂天然气能源计量分为内部能源计量和对外销售计量。内部能源计量主要用于单井产气计量、加热炉、发电机等设备自耗气、天然气进、出站总量等，采用旋进漩涡流量计和孔板流量计，准确度为1.5级，公称直径为DN（25～300），工作压力在（6.4～0.5）MPa之间，流量范围为500m3/d～180万m3/d。由于部分气井井口温度高达80℃以上，这些气井产气用流量计必须选用耐高温类型的流量计。 对外销售天然气采用孔板流量计、涡轮流量计和旋进漩涡流量计，准确度等级为0.5级～1.0级，公称直径为DN（25～200），工作压力为（2.5～0.5）MPa之间，流量范围为300m3/d～50万m3/d，由于外供气温度一般都接近常温水平，对流量计温度无特殊要求。 二、流量计的选择 根据不同的工况，选择合适的流量计对提高计量准确度和流量计的使用寿命至关重要。我厂在流量计的选择上有一个逐渐挑选使用的过程。 因此，无论是内部计量还是外部计量，都选用孔板流量计。但是，随着本厂天然气产能不断扩大，对天然气计量仪表的需求量增加，由于孔板流量计一次性投资较高、维护量较大，因此我厂在单井开始尝试使用旋进漩涡流量计。该流量计对气质要求不高，适用于单井产气气质条件较差、计量准确度要求不高的场合。随后该流量计还被推广到站内自用气计量和外供气计量。由于在使用过程中旋进漩涡流量计的抗干扰能力差、对气流扰动敏感、在小流量时计量结果异常，时常出现计量纠纷。因此，根据贸易结算计量要求开始选择使用涡轮流量计。涡轮流量计虽然对气质要求较高，价格较高，但准确度较高，比较适合处理后干气的对外销售计量。 三、流量计的使用和维护 （一）孔板流量计 1.影响孔板流量计准确度的常见因素 由于孔板流量计有多个测量单元，影响其测量准确度的因素很多（如孔板的加工误差、安装误差、计量软件的计算误差等）。此外，在现有工况条件下，由于介质中的杂质对孔板有一定的冲击腐蚀作用，易造成差压变送器产生零点漂移，特别是当天然气处理效果不理想时，对计量的影响更大。因此，节流装置和差压变送器的使用维护是一个重点。应在下面的实际运行中加以注意： （1）当天然气处理效果不理想时，在孔板上游端面会沉积脏物。不仅会降低孔板的使用寿命，还会造成较大的计量偏差。 （2）变送器导压管的作用是将孔板前后的压力信号引入差压，测量出差压值参与流量计算，上下游导压管带液会使差压偏小（大），造成流量偏小（大）。在冬季，导压管冻堵现象较常见，如果流量值出现大的起伏，很可能是导压管带液或冻堵了。 （3）孔板胶圈变形。由于孔板胶圈在清油的浸泡下容易变形（这种情况在夏季尤为突出），因此在天然气处理装置停运的情况下，要注意检查胶圈变形的情况，一旦孔板松动应立即更换，不然不仅会因胶圈泄漏造成较大的计量误差，还会出现孔板脱落难以取出、必须停产维修的局面。 （4）当天然气处理不干净时，其中的粉尘、水化物等对孔板有很强的冲刷腐蚀作用，会在孔板表面形成麻点，使直角边变钝，因此，孔板应经常检查更换，否则准确度会降低。 （5）差压变送器零点漂移除了与仪表本身的稳定性有关外，导压管带液也会造成很大的影响。由于孔板流量计的流量和差压值成开方关系，差压变送器的零点出现正负漂移会直接造成积算流量偏大或偏小。 （6）流量计算机中一些关键参数输入不正确或更新不及时。比如，孔板开孔直径是以平方的形式出现的，由于孔板开孔直径会随季节和运行时间发生变化，一定要定期测量孔板的开孔直径，并在流量计算机中及时更新。 天然气组分变化不仅影响相对密度，还影响超压缩系数。对于没有在线色谱仪的计量系统，在组分变化不大的情况下流量计算机中一般每周输入一周天然气组分的平均值，但在天然气组分变化很大的情况下，每天都要对天然气组分进行化验、更新。 2.提高天然气计量准确度的应对措施 （1）定期清洗检查孔板。比如孔板光洁度、直角边锐利度、胶圈变形情况、孔板开孔直径等。在正常的生产情况下，每月清洗检查一次，在出现不正常的情况下，视情况加密检查次数。 （2）对流量计前过滤器每两小时排污一次，每月清洗过滤器芯一次。 （3）正确输入计量参数并及时更新，按时校验变送器零点。另外，在气量波动较大的情况下，及时调节差压变送器量程，使测量值尽量在量程的1/3~2/3之间，以保证测量准确度。在测量值超出变送器最大、最小量程范围时，要考虑更换合适孔径的孔板。 （二）旋进漩涡流量计 我厂有很多用气小户，其用气特点为：瞬时流量较小或流量波动幅度较大，旋进漩涡流量计可作为用气小户交接计量的首选。 下面是直接影响旋进漩涡流量计准确度的常见因素： （1）旋进漩涡流量计是通过测量漩涡频率来计量流量的，流量计前有节流件。节流件会对气流产生扰动，比如流量计前安装调压阀致使计量值波动较大，将调节阀装到流量计后面后，流量就平稳很多。 （2）用旋进漩涡流量计计量气井气或油井伴生气这些未经处理的天然气时，由于气中带液较多，对传感器的冲击腐蚀作用较强，容易造成损坏或磨损，另操作不当还会造成部件损坏，比如开关阀门过猛，打坏漩涡发生体等。 （3）应安装适合流量范围的流量计以满足上限流量和下限流量的使用。对有条件的用户可装大、小口径两台流量计，随供气大小倒换使用。 （4）计量不准、难以发现。由于旋进漩涡流量计不像孔板流量计那样，各个测量部件都可以通过检查判断故障，旋进漩涡流量计在一体化设计、维护量低的优势下同时存在故障难以判断的弊端。在不知道用户具体用气量、流量计上压力、温度显示正确的情况下，很难判断流量计上所显示气量的准确性，只能到检定部门用标准装置进行检测判断。我厂曾出现流量计已经不准而未及时发现的情况，这种情况很容易产生计量纠纷。 （三）涡轮流量计 1.影响涡轮流量计准确度的几种常见因素 （1）影响涡轮流量计准确性的一个主要因素是天然气气质，因涡轮流量计有转动部件，天然气中稍有杂质，就会卡住涡轮，造成计量偏小或出现零计量。 （2）在涡轮流量计的使用过程中，还出现过由于天然气压力波动，下游压力短时高于上游压力，致使涡轮反转的情况，虽然涡轮反转但计量结果却是正计量，如果不及时发现就很容易产生计量纠纷。 2.减小计量误差的几种应对措施 （1）要提高天然气气质，一方面要通过工艺改造尽可能提高天然气处理效果，另一方面在涡轮流量计前必须安装过滤器，并对过滤器进行严格管理，提高天然气过滤效果。 （2）在有可能出现天然气倒流的计量工艺管道上配置止回阀，保证天然气单向流动。(end)

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