天然氣計量過程中存在的問題及預防應對策略

王建鵬

（大慶市第七采油廠數字化運維中心計量檢定室，黑龍江 大慶 163000）

天然氣的計量管理是一個復雜的系統工程，牽扯到方方面面，宏觀調控和微觀調控都有很大的關系，由于受到諸多因素的影響，加之管理的困難，往往會產生一些偏差，所以，在進行天然氣計量的過程中，必須對影響計量結果的各個環節進行動態的管理，以保證用戶的利益。

1 天然氣計量的現狀

天然氣作為一種高效率、潔凈的能源和優良的化工原料，其流量的測定已經成為目前天然氣工業快速發展和應用中急需解決的問題。流量測量既是一種重要的交易和結算手段，也是一種利用天然氣資源的技術手段。流量測量是企業生產和經營管理中必不可少的技術基礎。準確的計量不但可以實現公平的交易和結算，而且可以通過改進相關的生產工藝，確保產品的品質，從而降低產品的生產成本，提高生產的安全性，提高經濟效益和社會效益。

2 天然氣流量計量的特點

首先，由于天然氣成分的特殊性，在不同區塊、不同井位開采、處理、集輸過程中，其成分會有不同程度的改變，再加上天然氣的含水、腐蝕性成分等因素，對計量儀器的要求也不同。其次，在計量時，天然氣的流動狀況也會產生較大的影響，如集氣量、閥門開關、壓縮機啟停等，都會引起氣體的壓力、流量變化，從而影響到計量的準確性。最后，天燃氣為易燃、爆炸氣體，其集輸、交接計量所選用的儀器，特別是電氣儀器均為防爆型或本安型。

3 天然氣計量中存在的問題及產生原因

目前，國內已有渦街流量計、標準孔板流量計等各種流量測量儀器，其中以后者為主，而在天然氣計量領域，國內尚缺乏相應的技術標準。孔板流量計是根據多年的工程實踐經驗，結合國內外大量的實驗、分析、歸納，并在很早以前就開始對儀器進行了干校，從而得到了廣泛的應用。我國在天然氣行業方面也有相關的行業標準，比如，針對標準孔板流量的測量方法有關的規定等。按照《標準的氣孔測量法》的規定，從地下開采的天然氣，雖然經過了分離、凈化和過濾等程序，但其成分復雜，必須先從單井開始，然后才能進行集氣和配氣等計量階段，在此期間，氣體成分的差異很大，所以每一步都會產生不同的效果。尤其是在測量管管壁和孔板錘的直角入口區，孔板的圓弧半徑有很大的影響。以及管壁粗糙度的標準值是否會對其產生直接的影響，也因此發生了變化，從而進一步造成了不確定度的流量測量。流出系數與標準值偏差的主要原因有以下幾種。

3.1 儀表本身存在的錯誤

（1）孔板的垂直進口的銳度。（2）所述測量管道的直徑大小偏離所述計算的結果。（3）在測量時，孔板的厚度存在錯誤。（4）節流器的配件形成臺階偏心。（5）孔板的上游端部不能滿足要求。（6）未正確地選擇壓力取位。（7）在生產壓力收集孔時，由于工藝不當或管中發生阻塞。（8）當安裝時，節流器的軸度并不相同。

3.2 由于裝配而引起的錯誤

在鋪設管道時，由于管線與軸線的偏差，導致安裝誤差的發生，其主要原因是現場無法達到管線的設計要求。

3.3 處理過程的效果

（1）在處理過程中，孔板發生變形。（2）在上游測管的內壁處存在淤積。（3）在上游的末端存在沉積。（4）孔板的直角形進口邊會變得鈍、銹蝕或損壞。（5）雷諾數的數值不符合規范。（6）改變了導管的粗糙性。

4 預防解決天然氣計量問題的措施及對策

4.1 選擇正確規范的天然氣計量儀表

要提高天然氣計量的精確度，就需要建立設備要求、儀表管理、運行維護等制度和程序，并嚴格遵守相關的規章制度，并由計量單位定期對節流設備和儀表進行校準，以保證計量的準確性。另外，選用標準節流設備，在流量變化大的情況下，可考慮使用寬量程，其他型號的測量設備，在對應的天然氣標出階段要慎重選用，二次儀表的測量方式要與國家有關標準相一致。

4.2 加強天然氣計量管理

天然氣壓力、密度、溫度、壓力等因素的變化，會對測量結果的準確性產生影響，必須選用適當的計量器具進行壓力、密度、溫度等物理指標的測量，然而，由于測量設備的工作機理和構造的特殊性，導致測量設備的故障發生在生產中，而設備的運行問題是由于介質腐蝕、磨損、污染等。所以，必須嚴格按照技術規范進行流量測量，避免安裝誤差。在使用期間，操作者要進行系統的維護保養，了解標準的本質，并嚴格按照標準的要求進行數據的安裝、使用和處理，以確保燃氣計量的精度，延長其使用壽命，減小計量誤差。

4.3 消除脈動流減小計量影響

采用有效的控水采氣措施，可以有效地確保不產生地層水，有效地保證了脈沖源的消除：必須確保游離狀態的流體從管路中排除，并對管道中的積液進行有效的清除，并采用高效的自動清管裝置，或設置分液器，以消除管路中的液流，并采用高效率的分離機，可有效地改善氣、水分離的作用。只有徹底清除了氣體中的濕氣，保證了其最優的測量特性。為有效地控制因脈動源引起的壓力差，可以采用專門的脈沖式衰減裝置，或者在合適的地方安裝一個緩沖槽。

4.4 優化天然氣計量系統

隨著電子技術、計算機和互聯網技術的迅速發展，燃氣測量逐漸向在線、實時、智能方向發展，并通過計算機技術實現遠程通訊、控制和管理，比如SCADA（數據采集與監視控制系統）、智能渦輪流量計智能控制等。因此，要盡快加強對國內外先進的天然氣測量技術的引進、消化和吸收，并進行能源計量實驗，使之達到規范化，并根據實際情況選用合適的計量體系。

4.5 加強技術培訓，借鑒國外經驗

引進、消化、吸收近年來新開發的天然氣計量新技術。從國外的經驗來看，能源計量已經完全替代了傳統的容積計量，在國內的天然氣計量中，容積計量仍然占據著主導地位。為加速實驗進程，提出了引進國外先進的氣相色譜技術和流動計算機技術，開發符合我國國情的天然氣能源計量體系。

4.6 加強管理,提高人員素質

因天然氣的特殊性，有關部門或企業等，需要加強對從業人員在工作中的管理力度。在實際策略工作中，孔板流量計容易發生偏差，主要是因為它的工作原理和結構的特性，而它的安裝和使用誤差是由于安裝和使用中的流體介質的腐蝕、磨損、沾污等引起的。所以，必須嚴格按照技術規定進行流量測量，以消除安裝誤差。操作人員應定期檢查、維護和升級系統，以延長系統的使用壽命，降低測量誤差。并在實踐中加強相關的政策、規范，以提升人員素質。

5 結語

綜上所述，隨著天然氣在各個行業中的應用日益普及，對其應用的需求和應用狀況也在逐步改變。由于氣體本身的可壓縮性，其測量工作比液體測量要復雜得多，因此，對測量天然氣的儀表精度提出了更高的要求。因此，企業必須加大對儀器研發的投資力度，研制符合經濟性要求的測量儀器就顯得尤為重要。目前我國天然氣計量中存在的一些問題，在不久的將來，將會得到很好的解決。