油田氣體流量計研究
隨著改革進一步開放，我國能源缺口越來越大。為了應對的能源問題，國家對油氣田制度進行了改革使石油公司的經營理念得到轉變，使天然氣生產和輸送部門之間那種傳統的管理調度關系發生了根本變革，雙方之間逐步建立了追求各自*大商業利益的供求關系。如何對天然氣進行**、實時、經濟地計量，提高能源利用率，已經成為油氣儲運工作者乃至整個天然氣行業必須面對的一個重要問題。
1 國內發展現狀
我國尚未形成天然氣計量的系統標準。國內目前在天然氣計量中采用《天然氣流量的標準孔板計量方法》（SY/T6143-2004）以及《天然氣發熱量、密度、相對密度和沃泊指數的計算方法》（GB/T11062-1998）等計量標準，但這些標準尚沒有覆蓋天然氣計量的各個方面，特別是在天然氣貿易計量中缺乏天然氣計量系統統一的、系統的技術標準。為了適應我國天然氣日益國際化的需要，必須加快我國天然氣計量標準的國際接軌。
2 計量儀表
歐美等工業化水平較高的發達國家，對天然氣計量技術的研究起步較早，投入的資金及科技力量較大，尤其是對貿易天然氣的計量十分重視。從流量計選型上，歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計，如在荷蘭渦輪、腰輪流量計的使用約80%，在加拿大渦輪流量計的使用約占90%，而美國則以使用孔板為主，約占80%。從整體上來看，在流量計使用上，70年代形成了孔板使用高潮，80年代形成了渦輪流量計使用的高潮，90年代中后期則掀起了超聲流量計熱潮。由于孔板流量計具有堅固耐用、性能可靠、維修方便、按標準制造無需標定等優點，我國油氣田天然氣計量儀表一般采用孔板流量計，占天然氣計量儀表的95%以上。 ——優點：適用于較大口徑管道的計量；結構簡單，安裝容易；無可動部件，性能可靠，耐用；應用歷史悠久，標準規定*全；按標準制造的孔板不需要標定；價格便宜。
——缺點：壓損大時不適宜長輸管線計量；量程比??；前后直管段要求長，占地面積大；輸出信號為模擬信號，重復性不高；對整21TECHNOLOGYSUPERVISIONINPE-TROLEUMINDUSTRY套流量計的精度影響因素多且錯綜復雜，很難提高測量精度。
（2）氣體渦輪流量計，——原理：利用氣體推動流量計轉子轉動，通過測轉子轉動次數來計量氣體流量。——優點：測量精度高，一般渦輪不確定度為0.5%～1.0%，精選渦輪可達到0.25%；測量范圍寬，量程比可達1：30；輸出為脈沖頻率信號，便于和計算機配套；結構緊湊輕巧、安裝維護方便。——缺點：有可動部件，易于損壞；抗臟污能力差，對介質的干凈程度要求高。 （3）氣體腰輪流量計，——原理：周期性地充滿或排出一個或幾個計量空間的氣體，以此來測量氣體體積流量。——優點：測量精度高，一般腰輪不確定度為0.5%～1.5%，精選腰輪可達到0.2%；量程比大，可達1∶400；可靠性好，不需要直管段；安裝條件要求低。——缺點：安裝時，殼體不能承受管線的各種應力；對介質的干凈程度要求高。
（4）氣體渦街流量計，——原理：基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩型流量計。在管道中插入一個旋渦發生體，當管道中有流體流過時，在旋渦發生體的兩側將交替產生旋渦，在下游交替排列的旋渦列被稱為"渦街"，單位時間內通過某一點的渦街的數量與流體的流速成正比。——優點：無可動部件，穩定可靠；使用壽命長，維護量??；壓力損失??；量程寬。——缺點：對雷諾數有要求（≥2×），適用范圍受限；不適合在有振動干擾的管網中使用。由于渦街流量計應用時間短，導致工作條件的偏離到底會帶來多大的附加誤差至今在標準及生產廠家資料中尚不明確。 （5）旋進旋渦智能流量計，——原理：進入旋進漩渦智能流量計的氣體，在漩渦發生體的作用下，產生渦旋流，渦旋流在文丘里管中旋進，到達收縮段突然節流，使漩渦加速；當漩渦流突然進入擴散段后，由于壓力的變化，使旋渦流逆著前進方向運動；在進動區域內該信號頻率與流量大小成正比。——優點：實現了機電一體化，日常的計量過程不需人工值守；工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下游直管段可較孔板流量計大大縮短；系統的測量準確度能夠滿足目前的貿易計量要求（≤2%）；流量測量范圍較寬（/=15～20），可在孔板流量計無法涉足的部分小流量區域進行有效工作；體積小、重量輕，離線標定較為方便；測量信號既可就地顯示，也可按需遠傳；無可動部件，因此對于一般的測量就不存在儀表的機械磨損；儀表管理人員勿需專業培訓，流量、壓力及溫度等測量參數可以從表頭直接讀取并且不必進行折算轉換；只需定期更換電池（微功耗）及被測介質的參數。 ——缺點：截止頻率的設置具有隨意性；對噪聲或振動等干擾信號較為敏感；無測量參數的歷史記錄。由于投放市場的時間較短，儀表的可靠性和穩定性還有待于各種復雜工況的檢驗；測量精度對流態及介質臟污的敏感程度還有待于實驗研究；現場檢定方法還有待于進一步探索等。
（6）超聲波流量計，——原理：超聲波流量計由超聲波轉換器將電能轉換為超聲波能量，以一定的方式發射并穿過被測流體，接收器接收到超聲波信號，供顯示積算儀顯示和積算，實現流量的檢測顯示。——優點：工作原理簡單，有望成為基準流量計；測量精度高，可達0.5%；量程比大；能實現雙向流量計量；可**測量脈動流；適應性強，占地少；無可動部件， 堅固耐用，可直接進行清管作業；不受壓力、溫度、相對分子質量、氣體組分變化的影響。由于它對流體無阻力，無壓力損失，受流體物理性質限制少，以及使用簡單等特點，備受業界關注，具有很大的前景。 ——缺點：價格昂貴，只適合于大、中口徑；對上下游直管段長度等有要求。
3 然氣計量技術發展趨勢預測
隨著外資企業不斷進人我國天然氣市場以及國外天然氣的進口增多，天然氣計量必然要與國際接軌。綜合分析表明，天然氣計量技術的發展將體現在以下幾個方面。
（1）計量方式的自動化、智能化和遠程化。由于電子技術、計算機以及互聯網技術的迅猛發展，天然氣計量已逐步向在線、實時、智能靠近，同時依靠網絡技術實現遠程化通訊、控制和管理。為了提高測量精度，加快測量數據的傳遞發送，擴大測量設備的自我診斷的能力，預計在測量系統中會更多地采用內置式微處理機。
（2）計量方式由體積計量向能量方式轉變。在天然氣貿易計量中，以能量的方式進行結算是*公平的方法。隨著社會主義市場經濟的完善，在我國天然氣貿易計量中實行能量計量勢在必行。
（3）檢定方式、量值溯源從靜態單參數向動態多參數溯源發展。隨著國內外實流檢定技術的成熟，天然氣流量量值溯源正逐步向實流檢定方向發展，即以實際天然氣介質、在接近實際現場工況等條件下對流量的分參數如壓力、溫度、氣質組分和流量總量進行動態量值溯源。
（4）流量計的干校技術。流量計可實施干校（無須實流校驗）是儀表先進性的標志，所有類型流量計都在追求實行干校，但是并非全部流量計皆可實現。超聲流量計由于其本身工作原理的特點，實行干校獨具優勢。 （5）計量儀表的多元化。不同的流量計有不同的特點和適應范圍，流量儀表選型由此呈現向多元化儀表方向發展。如對中低壓、中小流量可選擇智能型速度式流量計（渦輪、旋進旋渦流量計）；對高壓、大流量可選擇氣體超聲流量計。 （6）計量標準體系的完善。我國天然氣計量標準不斷發展、豐富和完善，結合國外標準后我國流量計量標準已基本構成完整的體系，正逐步由單一標準向多重標準發展。
（7）計量管理的法制化、規范化、標準化。隨著市場經濟的發展，人們對天然氣計量的重視和管理觀念的根本性轉變，我國必將頒布有關天然氣計量管理方面的相關法律法規，來加強現場計量器具的使用及相應人員進行管理，而且加強了對儀表采購選型、安裝使用、質量監督、過程控制、數據管理和實流檢定的管理轉變和發展，以避免計量糾紛。
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