石油天然氣管道運輸中新型流量計的應用

摘要：在計量技術快速發展的今天，各種各樣的新型液體流量計成功映入人們眼簾。這些流量計在實踐中功能性得到了不斷完善，適用范圍不斷拓展，呈現出多元化發展趨勢，實現了對原有形式的取代。為了展現新型流量計價值，本文將著重討論石油天然氣管道運輸對于新型流量計的運用。

關鍵詞：石油天然氣;管道運輸;新型流量計

一、我國流量計的發展現狀

1.1孔板式流量計

管道中流體與管道中安裝的流量檢測件相互作用產生差壓，根據幾何尺寸來對運輸管道石油天然氣流量進行計算的流量計稱為孔板流量計，是較為傳統的流量計之一，計量誤差在3%左右。

21世紀初，我國大部分地區石油天然氣管道運輸流量計算都使用這種方式。主要特點是自動化水平較低，需要保證現場的施工條件，對施工人員技術水平要求較高且容易受到環境和人為因素的影響。近些年，隨著科技的進步和石油行業的發展，管道運輸對流量計的要求越來越高，這種流量計已經無法滿足現階段對流量計高精準度和高效率的要求。

1.2有關容積的流量計

排量流量計中最常使用的就是容積流量計，優點是測量精準度較高。工作原理是使用機械化的手段將流體進行分割，得到部分體積，根據測量室中排放體積和流體次數計算石油天然氣總量。容積流量計的缺點是占地面積大，工作過程中產生大量振動和噪音，無法再在炎熱或寒冷的環境中工作。

現階段，我國具備原級標準裝置和溯源能力的石油天然氣流量計量站只有大慶總站、成都分站和南京分站。近些年，重慶也使用了一套用來檢測中低壓小流量天然氣的設備。因此，想要在全國范圍內推廣具有一定難度，且成本較高。

1.3旋渦式的流量計

在渦輪感受流體流動速度的基礎上，推導石油天然氣的流量的方式稱為旋渦流量，旋渦流量計由傳感器和轉換器兩部分組成，屬于流速式流量計的一種，采用先進的微處理技術，操作簡單且監測范圍廣。旋渦流量計的優點在于安裝管道時不會影響使用效果和計量精準度，比較適合石油等容易與管道粘連的液體。工作環境溫度要求控制在-30℃～55℃的范圍內，適合我國絕大部分地區。不僅在石油行業，也在化工、煤炭等多個行業得到廣泛應用。

二、我國流量計的實際應用

2.1基于中小型流量的新型智能流量計

新型智能流量計是在中小型流量計基礎上加入了仿真技術和信號處理技術，可以采集石油天然氣的壓力、溫度、流量等信息。數字信號處理技術的應用，擴大了流量計的測量范圍，綜合溫度、流量、壓力等信息，減少各種因素對測量結果的干擾，進而提高測量的準確度。仿真技術主要是在計算及流動力學的基礎上，模擬差壓和數值，使現場測量時流量計的準確度得到提升。隨著我國石油天然氣超聲流量計的普及，新型智能流量計在我國北京、天津、新疆、四川等地區都得到了應用。其中，塔里木油田使用的流量計需要送到國家石油天然氣大計量站南京檢定點進行檢定，過程中會耗費大量時間和資金，不利于流量計的實時使用。因此，新疆地區在2015年6月9日動工建立國家級石油天然氣大流量計量站，方便流量計的檢定和及時使用。2016年底塔里木檢定點竣工投入使用，檢定能力達到了每年200臺，達到了國家級水平，滿足了新疆及周邊地區的需求。

2.2孔板節流裝置二次儀表智能化

孔板流量計自身存在一定限制，導致測量精準度、自動化程度低的情況時有出現。因此，針對進行二次儀表優化，使更加智能的孔板節流流量計。在石油天然氣的測量過程中采用智能化壓力變送器和溫度變數器差壓計的孔板節流裝置。通過互聯網對壓力和溫度的變化進行監控，然后進行運算，計算結果更加精準。控制中心可以根據結果對石油天然氣管道運輸進行自動化的計量。不僅如此，使用二次儀表可以提高測量的精準度和穩定性，現代網絡的運用方便了對石油天然氣運輸網絡的監測和管理。孔板標準也進行了優化，由SYL04-83轉變為SY/T6143-1996，升級為國家標準;《用氣體超聲流量計測量天然氣》非等效采用AGANO.9，參考了ISO/TRl2765的相關內容。例如，某省石油公司在2014年使用了智能化的孔板節流裝置，加入了濕度變速器和壓力變送器，實現了石油管道運輸自動化，測量誤差從原來的3%下降到了0.58%。2015年油氣勘采的全面放開為孔板流量計帶來了第二春，智能化的孔板流量計結構穩定，標準化程度高，在改革試點的6個地區投入使用，三年時間內完成了勘探任務，成為現階段最受歡迎的流量計之一。

2.3高壓大流量計量技術的研究

我國二十一世紀以來才進行超聲流量計方面的研究，還處于發展的初級階段，需要借鑒發達國家的先進經驗和技術。研究的重點需要包括高壓大流量計的安裝環境、條件以及帶壓力超聲換能器在不同壓力條件下的應用。并且要對計量技術進行校準，送到檢定中心檢定。現代科技的發展促進了流量計的完善，未來流量計的研究將會不斷提高在不同環境下計量的準確度和穩定性。隨著科技的進步和網絡智能化的應用，流量計也會與國際接軌，實現更深程度的自動化。2014年，對具有典型代表的美國Daniel、荷蘭Instromet、美國Contronlotron所生產的超聲流量計進行了試驗檢測，研究在不同安裝條件、不同旋轉角度、不同壓力條件下聲道故障狀態的性能并進行現場應用，得出重要結論。經過實驗檢測后，北京、大慶、天津、河北、天津等地區已逐步引進超聲流量計四十多臺。口徑在DN150mm～DN400mm之間，誤差控制在0.5%～1%。

三、結束語

作為高精密度計量儀器，流量計在石油天然氣管道運輸中發揮著十分突出的作用。在國內計量技術不斷發展、不斷進步的今天，各種各樣的新型流量計呈現出了非常完善的功能，其應用范圍不斷擴展。單一型流量計無法滿足時代要求，多元化流量計才是時代的需要。流量計的使用與普及能夠推動我國石油天然氣行業的進步，帶動社會的進一步發展。

參考文獻：

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[2]楊換，王姍姍，崇媛.我國石油天然氣管道運輸中新型流量計的應用探析[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（20）：119-120.

（作者單位：中油遼河工程有限公司）

作者簡介： ?張丙賀（1964.07.01）;性別：男;籍貫：遼寧省臺安縣;民族：漢;學歷：本科、學士;職稱：工程師;職務：油氣儲運集輸設計人員;研究方向：油氣儲運、集輸。