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油田在用氣體流量計計量性能及適用性分析

點擊次數(shù):2238 發(fā)布時間:2021-03-19 08:12:13
摘要:天然氣貿(mào)易交接用流量計的計量性能和現(xiàn)場管理情況的檢查和抽檢需采用音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對不同類型、不同廠家的天然氣流量計進行離線檢定。通過對油田二級單位的天然氣流量計多個周期的檢定數(shù)據(jù)、歷年檢定數(shù)據(jù)、專項抽檢檢定數(shù)據(jù)以及日常實驗數(shù)據(jù)進行分析,從而找出對檢定數(shù)據(jù)的影響因素、目前油田天然氣流量計量在貿(mào)易交接環(huán)節(jié)以及日常使用中出現(xiàn)的問題,并提出使用建議和管理對策。
天然氣計量涉及到天然氣生產(chǎn)、輸送和銷售的各個環(huán)節(jié),與油田工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活密切相關(guān)。天然氣流量計檢定結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接影響著現(xiàn)場計量的準(zhǔn)確性。為加強天然氣貿(mào)易交接計量管理,確保天然氣貿(mào)易交接計量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠,更好地維護油田利益,流量檢定站在2017年天然氣貿(mào)易交接計量專項稽查的基礎(chǔ)上,開展了油田在用氣體流量計計量性能及使用性綜合技術(shù)分析。
1 油田天然氣生產(chǎn)
中國石化勝利油田分公司(以下簡稱勝利油田)的天然氣主要來源是氣井氣和油井的伴生氣。油井采油作業(yè)中的伴生氣在聯(lián)合站或接轉(zhuǎn)站進行氣液分離、脫水等環(huán)節(jié)操作后與經(jīng)集氣站匯集處理后的氣井氣進入壓氣站,在壓氣站經(jīng)過降壓、分離、凈化達(dá)到符合管輸條件后向外輸送。從生產(chǎn)流程來看,油田天然氣生產(chǎn)計量分為井口計量、聯(lián)合站/接轉(zhuǎn)站計量、油田內(nèi)部天然氣交接計量、油田天然氣外銷計量。目前勝利油田天然氣計量采用的儀表主要有:旋進旋渦流量計、孔板流量計、渦輪流量計、氣體腰輪流量計及渦街流量計。勝利油田天然氣生產(chǎn)、使用環(huán)節(jié)如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)分析
2017年對油田范圍20個單位天然氣貿(mào)易交接計量用流量計的計量性能和現(xiàn)場管理情況進行檢查,完成了142臺流量計信息采集工作。2018年重點對500臺天然氣貿(mào)易交接用流量計進行3個周期的檢定數(shù)據(jù)追蹤,并隨機抽取100臺進行了離線檢定,進行數(shù)據(jù)核查對比,即采用音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對不同類型、不同廠家的天然氣流量計進行離線檢定,同時對近年來油田二級單位的天然氣流量計多個周期的檢定數(shù)據(jù)進行分析,分析歷年檢定數(shù)據(jù)、專項抽檢檢定數(shù)據(jù)以及日常實驗數(shù)據(jù)。項目組選取了500臺流量計進行了數(shù)據(jù)跟蹤分析,數(shù)據(jù)見表1。

從表1可以看出,油田常用的流量計在檢定時誤差超差率在60%~80%之間,大都需要調(diào)整。
3 流量計抽檢情況
3.1 不同類型流量計抽檢情況
在2017年的工作基礎(chǔ)上,對2018年送檢的氣體流量計進行了抽查,并按不同類型進行了統(tǒng)計(表2)。

3.2 不同廠家流量計抽查對比情況
主要分析了油田內(nèi)常用廠家產(chǎn)品的檢定合格率,各廠家流量計檢定合格率對比見表3。從表3中可以看出:氣體流量計周期內(nèi)誤差超差概率偏大,總體達(dá)60%。
3.3 核查時間對流量計誤差影響情況
2018年選取100臺氣體流量計按照其檢定后的使用時間進行了統(tǒng)計,其不合格率統(tǒng)計見表4。從表4中可以看出,5個月之后流量計的使用誤差出現(xiàn)較大偏差,檢定不合格率明顯增加。
4 流量計規(guī)范使用情況
分析了500臺流量計的儀表流量范圍與現(xiàn)場實際運行流量的匹配,發(fā)現(xiàn)有65臺流量計存在問題,占比13%;22臺流量計未按規(guī)范要求安裝使用,占比達(dá)7.2%。流量計安裝規(guī)范要求見表5。

綜合以上數(shù)據(jù)分析,氣體流量計誤差較大的原因主要有以下幾個方面:
1)現(xiàn)場流量計口徑與流量范圍選擇不合適,存在超量程運行的現(xiàn)象。
2)流量計產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,廠家多,部分流量計無法保證在一個計量檢定周期內(nèi)計量性能的穩(wěn)定。
3)流量計不能嚴(yán)格按照規(guī)范要求安裝。
4)智能儀表自帶溫度變送器和壓力變送器缺少檢定手段,但其測量的溫度、壓力值直接參與標(biāo)況流量的修正計算,其計量的準(zhǔn)確性直接影響儀表的計量性能。
5 使用建議和管理對策
1)對流量計選型進行監(jiān)督評價。流量計的選型不當(dāng)將會影響測量的精度以及使用壽命, 特別是當(dāng)流量計的口徑、規(guī)格、測量范圍選擇不當(dāng)時, 會造成“大馬拉小車或小馬拉大車”的現(xiàn)象, 將嚴(yán)重影響計量的準(zhǔn)確性。
不同的流量計特點、使用性能等各不相同(表6)。通常情況下,流量取流量計*大流量的70%~80%左右,*大流量不能超過限制流量的120%,持續(xù)的時間必須低于30 min,如果*大流量超出流量限制,那么計量準(zhǔn)確性大幅下降。

大部分流量計儀表或多或少會受進口流動狀況的影響,因而必須保證良好流動狀況。輸送管道上安裝的定排量泵、往復(fù)式壓縮機、振動閥或調(diào)節(jié)器都是常見的脈動源,上游管道布置和阻流件會引起流動擾動,另外管道直徑上和方向上的急劇改變等不良布置,都會 產(chǎn)生脈動。
新申請安裝的流量計,選型、配備、安裝要符合QSH1020 2510《天然氣計量儀表配備規(guī)范》的要求。要結(jié)合現(xiàn)場工況充分分析后對流量計選型作出評價。
2)強化現(xiàn)場管理。在用的流量計,要強化運維,加大期間核查力度,未經(jīng)檢定及超周期未檢的流量計應(yīng)送法定或授權(quán)檢定機構(gòu)進行檢定,確保計量器具檢定、計量器具現(xiàn)場管理、計量數(shù)據(jù)管理規(guī)范到位,確保計量管理依法合規(guī),計量信息準(zhǔn)確可靠。
3)加強流量計維護保養(yǎng)。建議定期對流量計進行維護或清洗,并選擇合適的儀表進行核對,如果出現(xiàn)較大波動時,要及時進行檢定。
4)進一步加強天然氣計量儀表的檢定,確保計量儀表的準(zhǔn)確可靠。一是要把天然氣計量儀表的檢定納入全年計量器具檢定計劃大表;二是實行計量器具周檢公報的方式,技術(shù)監(jiān)督網(wǎng)根據(jù)檢測機構(gòu)提高的數(shù)據(jù)及時公布各個單位的天然氣流量計周期檢定的信息;三是加大計量器具的周期檢定的監(jiān)督考核力度,對于天然氣計量儀表不能及時檢定的,使用單位應(yīng)及時向該采油廠的技術(shù)監(jiān)督管理部門匯報。
6 結(jié)束語
綜上所述,天然氣流量計計量過程中需要考慮的因素非常多,主要包括以下幾方面。
1)流量計的性能:精準(zhǔn)度、測量范圍、壓力要求、流量限值以及抗磨損性能等。
2)流體特性:溫度、壓力、黏度、比熱容、氣體壓縮系數(shù)、潤滑性以及是否具有腐蝕性。
3)安裝要求:流體管道的布置位置、布置方向、流體的流動方向、上下游管道的長度、管道的內(nèi)外徑、管道固定情況、排污以及過濾設(shè)備安裝以及維護空間的大小等。
4)環(huán)境條件:周邊的溫度、濕度、有無電磁干擾、有無易燃易爆物等。
天然氣流量計量誤差的影響因素具有不確定性,很難對其進行定量分析,在實際應(yīng)用中不僅要保證流量計本身的準(zhǔn)確性,還要充分考慮其經(jīng)濟性。

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