流量计及其油田检定发展的研究

【摘要】在我国油田的建设当中，流量计量是一项非常重要的指标。在大庆油田，原油流量计的计量作为油田的定盘星起着不可或缺的作用。

【关键词】原油流量计;HART协议;体积管检测

随着社会的发展与进步，科技始终是第一生产力。科技的提高带动了各项事业的蓬勃发展。这些年我们国家科学技术水平有了很大的提高，在各行各业的应用也越来越多。在油田控制方面的应用体现的越来越多。控制的好坏决定于科学技术的水平。流量的计量又是控制的一项重要指标。

流量计量的方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。至今为止，可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。这60多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量原理和元件分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。目前最流行、最广泛的分类法，即分为：容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计等。

这里我只是就我个人观点阐述一下原油流量计的发展及其检测方法。

一、原油流量计

原油流量测量的特点

原油是国民经济的血液，一年数亿吨的原油在采集、输送、储存、加工及分配等各个环节，需要用大量的流量测量仪表，由于原油在各个不同环节所表现出来的特性差别很大，计量数据用途也有不同，所以仪表选型、使用等也有很大差异。与其他液体计量相比，原油流量测量有下列主要特点。

①原油品种较多，不同品种之间差异较大。②计量准确度要求高。③应考虑在线实流校准。④质量流量测量。按照国家政策，石油和产品在贸易过程中以质量流量结算。⑤流体易燃易爆。

原油流量计是石油化工行业应用十分广泛的计量器具，它是企业计量管理的技术基础，企业油品计量准确性直接影响企业经济效益，因此，保证流量计的运行精度是企业计量管理部门的一项重要工作。下面就几种油田常用的原油流量计介绍一下。

1、容积式流量计

（1）腰轮流量计；（2）刮板流量计；（3）双转子流量计；（4）椭圆齿轮流量计。

容积式流量计的缺点除了安全性不高转子易卡而影响通液之外，主要还有下面几点：结构复杂，体积大，笨重，尤其是口径较大时，体积庞大,故一般只适用于中小口径。对流体洁净程度要求高，当含有颗粒等各种固形物时，流量计上游须装数目足够多的过滤器，并要经常清理，维护工作量大。产生噪声及振动。转动部分长期运转，引起机械磨损，一般都导致计量误差增大。

2、速度式流量计

优点: (1)高准确度；(2)重复性好;(3)无零点漂移,电路经过处理抗干扰能力好;(4)范围度宽;(5)结构紧凑；(6)体积小、重量轻，便于运输和安装；(7)安装方便，可垂直和水平安装；(8)输出信号种类多，可脉冲和电流信号输出。一些还配有RS485接口，通讯方便。

缺点: (1)不能长期保持校准特性;(2)流体物性对流量特性有较大影响。

3、质量流量计

其优点主要如下：（1）直接测量质量流量，有很高的测量准确度；（2）可测量流体范围广泛，包括高黏度流体、带有小颗粒的液固两相流体、含有微量气体的液气两相流体以及密度足够高的中高压气体；（3）上、下游管路引起的旋涡流和非均匀流速分布对仪表性能无影响，通常不要求配置专门长度的直管段；（4）流体黏度变化对测量值影响不显著，流体密度变化对测量值影响也极微小；（5）有多路输出，可同时分别输出瞬时质量流量或体积流量、流体密度、流体温度等信号。还带有若干开关量输入输出口，某些型号仪表能实现批量操作；（6）有双向流量测量功能。

缺点：（1）零点稳定性差，影响其精确度的进一步提高；（2）不能用于测量密度较低的介质，如低压气体；（3）液体中含气量稍高一些就会使测量误差显著增大；（4）对外界振动干扰较为敏感；（5）不能用于较大管径，目前只能做到DN150～DN300。国内现在只能做到DN50～DN150；（6）测量管内壁磨损、腐蚀、沉积结垢会影响测量精确度；（7）压力损失大，尤其是测量饱和蒸气压较高的液体时，压损很易导致液体汽化，出现气穴，导致误差增大甚至无法测量；（8）进口的质量流量计的价格十分昂贵。

造成流量计误差的原因很多，而调整的方式也多种多样。调整方式这里值得一提，因为它是科技进步的一种体现：

齿轮调整：

流量计的精度修正器调整

电子表头系数的调整

HART协议调整输出：通过流量计软件内部对HART协议的支持，调整零点的漂移和量程误差，反复调整使之输出信号4-20mA在误差范围之内。HART协议调整是当今比较先进的一种调整方式，可以在线和离线调整。

流量计误差调整方式：机械的调整比较方便，但随着流量计的安装和使用中的震动会使流量计产生一定的漂移，造成流量计计量的误差；电子表头系数的修正能得出比较精确的系数，但永久磁钢很难得到；HART协议的修正比较先进，利用CPU内部智能的存储，时刻可以调整流量计的输出，并且可以通过HART终端设备时时监控流量计的压力温度的变化，现在逐渐被国内外所使用。从流量计的误差调整可以看出，流量计越来越多的使用科学技术，流量计的发展会越来越科学化。

二、流量计的检测方法（着重介绍油田流量计检定及控制）

1、称重法

2、标准表法

3、静态容器法

3、体积管法

体积管检测的方法现在被广泛应用。 体积管和流量计串接在工艺管线上，可在现场对流量计进行实液检定。克服了工作条件和检定条件不同而引起的误差，在检定过程中，不须启、停流量计，消除了因启、停流量计而引起的误差，同时也消除了因液体蒸发、工作条件的差别造成的误差。广泛用于石油，炼油、石化及科研部门。

产品特点：

A、容积准确度高；B、重复性好；C、安装形式：固定式和车载式；D、控制系统自动化程度高，对检定结果可自动打印；E、对工作流量计可实现在线检定。

缺点：

A、管线中介质不能含有气体且满管；B、大体积管检定通径小的流量计时检定时间长。

体积管在线检定质量流量计时，为了时时监控，需要在线分析液体的密度，所以就需要准确度较高的密度计，以便保证检定的质量流量计的准确度。

从大庆油田体积管检定装置及部分数据上可以看出，原油流量计的检定还是用体积管装置比较可靠。一是体积管的稳定性和重复性很高，二是体积管检定范围宽，三是检定流量计方便。

4、体积管车

以上只是我对原油流量计和检定方法的一些粗浅认识，从阐述可以看出，流量计的发展越来越向科技化发展，油田的原油流量计检定主要还是注重于体积管的检定，针对于体积管的检定，能保证流量计的准确度，也能为油田的计量和贸易交接做出更多的贡献。