王建鵬

（大慶市第七采油廠數(shù)字化運(yùn)維中心計(jì)量檢定室，黑龍江 大慶 163000）

天然氣的計(jì)量管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，牽扯到方方面面，宏觀調(diào)控和微觀調(diào)控都有很大的關(guān)系，由于受到諸多因素的影響，加之管理的困難，往往會(huì)產(chǎn)生一些偏差，所以，在進(jìn)行天然氣計(jì)量的過程中，必須對(duì)影響計(jì)量結(jié)果的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的管理，以保證用戶的利益。

1 天然氣計(jì)量的現(xiàn)狀

天然氣作為一種高效率、潔凈的能源和優(yōu)良的化工原料，其流量的測(cè)定已經(jīng)成為目前天然氣工業(yè)快速發(fā)展和應(yīng)用中急需解決的問題。流量測(cè)量既是一種重要的交易和結(jié)算手段，也是一種利用天然氣資源的技術(shù)手段。流量測(cè)量是企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理中必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)。準(zhǔn)確的計(jì)量不但可以實(shí)現(xiàn)公平的交易和結(jié)算，而且可以通過改進(jìn)相關(guān)的生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品的品質(zhì)，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的安全性，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 天然氣流量計(jì)量的特點(diǎn)

首先，由于天然氣成分的特殊性，在不同區(qū)塊、不同井位開采、處理、集輸過程中，其成分會(huì)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(duì)計(jì)量?jī)x器的要求也不同。其次，在計(jì)量時(shí)，天然氣的流動(dòng)狀況也會(huì)產(chǎn)生較大的影響，如集氣量、閥門開關(guān)、壓縮機(jī)啟停等，都會(huì)引起氣體的壓力、流量變化，從而影響到計(jì)量的準(zhǔn)確性。最后，天燃?xì)鉃橐兹?、爆炸氣體，其集輸、交接計(jì)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(jì)量中存在的問題及產(chǎn)生原因

目前，國(guó)內(nèi)已有渦街流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)等各種流量測(cè)量?jī)x器，其中以后者為主，而在天然氣計(jì)量領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)尚缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?？装辶髁坑?jì)是根據(jù)多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外大量的實(shí)驗(yàn)、分析、歸納，并在很早以前就開始對(duì)儀器進(jìn)行了干校，從而得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)在天然氣行業(yè)方面也有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔板流量的測(cè)量方法有關(guān)的規(guī)定等。按照《標(biāo)準(zhǔn)的氣孔測(cè)量法》的規(guī)定，從地下開采的天然氣，雖然經(jīng)過了分離、凈化和過濾等程序，但其成分復(fù)雜，必須先從單井開始，然后才能進(jìn)行集氣和配氣等計(jì)量階段，在此期間，氣體成分的差異很大，所以每一步都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。尤其是在測(cè)量管管壁和孔板錘的直角入口區(qū)，孔板的圓弧半徑有很大的影響。以及管壁粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)值是否會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接的影響，也因此發(fā)生了變化，從而進(jìn)一步造成了不確定度的流量測(cè)量。流出系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值偏差的主要原因有以下幾種。

3.1 儀表本身存在的錯(cuò)誤

（1）孔板的垂直進(jìn)口的銳度。（2）所述測(cè)量管道的直徑大小偏離所述計(jì)算的結(jié)果。（3）在測(cè)量時(shí)，孔板的厚度存在錯(cuò)誤。（4）節(jié)流器的配件形成臺(tái)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(chǎn)壓力收集孔時(shí)，由于工藝不當(dāng)或管中發(fā)生阻塞。（8）當(dāng)安裝時(shí)，節(jié)流器的軸度并不相同。

3.2 由于裝配而引起的錯(cuò)誤

在鋪設(shè)管道時(shí)，由于管線與軸線的偏差，導(dǎo)致安裝誤差的發(fā)生，其主要原因是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法達(dá)到管線的設(shè)計(jì)要求。

3.3 處理過程的效果

（1）在處理過程中，孔板發(fā)生變形。（2）在上游測(cè)管的內(nèi)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(jìn)口邊會(huì)變得鈍、銹蝕或損壞。（5）雷諾數(shù)的數(shù)值不符合規(guī)范。（6）改變了導(dǎo)管的粗糙性。

4 預(yù)防解決天然氣計(jì)量問題的措施及對(duì)策

4.1 選擇正確規(guī)范的天然氣計(jì)量?jī)x表

要提高天然氣計(jì)量的精確度，就需要建立設(shè)備要求、儀表管理、運(yùn)行維護(hù)等制度和程序，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)章制度，并由計(jì)量單位定期對(duì)節(jié)流設(shè)備和儀表進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。另外，選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流設(shè)備，在流量變化大的情況下，可考慮使用寬量程，其他型號(hào)的測(cè)量設(shè)備，在對(duì)應(yīng)的天然氣標(biāo)出階段要慎重選用，二次儀表的測(cè)量方式要與國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相一致。

4.2 加強(qiáng)天然氣計(jì)量管理

天然氣壓力、密度、溫度、壓力等因素的變化，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，必須選用適當(dāng)?shù)挠?jì)量器具進(jìn)行壓力、密度、溫度等物理指標(biāo)的測(cè)量，然而，由于測(cè)量設(shè)備的工作機(jī)理和構(gòu)造的特殊性，導(dǎo)致測(cè)量設(shè)備的故障發(fā)生在生產(chǎn)中，而設(shè)備的運(yùn)行問題是由于介質(zhì)腐蝕、磨損、污染等。所以，必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行流量測(cè)量，避免安裝誤差。在使用期間，操作者要進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，了解標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)，并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)的安裝、使用和處理，以確保燃?xì)庥?jì)量的精度，延長(zhǎng)其使用壽命，減小計(jì)量誤差。

4.3 消除脈動(dòng)流減小計(jì)量影響

采用有效的控水采氣措施，可以有效地確保不產(chǎn)生地層水，有效地保證了脈沖源的消除：必須確保游離狀態(tài)的流體從管路中排除，并對(duì)管道中的積液進(jìn)行有效的清除，并采用高效的自動(dòng)清管裝置，或設(shè)置分液器，以消除管路中的液流，并采用高效率的分離機(jī)，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(yōu)的測(cè)量特性。為有效地控制因脈動(dòng)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(gè)緩沖槽。

4.4 優(yōu)化天然氣計(jì)量系統(tǒng)

隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，燃?xì)鉁y(cè)量逐漸向在線、實(shí)時(shí)、智能方向發(fā)展，并通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、控制和管理，比如SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）、智能渦輪流量計(jì)智能控制等。因此，要盡快加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的天然氣測(cè)量技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收，并進(jìn)行能源計(jì)量實(shí)驗(yàn)，使之達(dá)到規(guī)范化，并根據(jù)實(shí)際情況選用合適的計(jì)量體系。

4.5 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)

引進(jìn)、消化、吸收近年來新開發(fā)的天然氣計(jì)量新技術(shù)。從國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來看，能源計(jì)量已經(jīng)完全替代了傳統(tǒng)的容積計(jì)量，在國(guó)內(nèi)的天然氣計(jì)量中，容積計(jì)量仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位。為加速實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，提出了引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的氣相色譜技術(shù)和流動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)，開發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的天然氣能源計(jì)量體系。

4.6 加強(qiáng)管理,提高人員素質(zhì)

因天然氣的特殊性，有關(guān)部門或企業(yè)等，需要加強(qiáng)對(duì)從業(yè)人員在工作中的管理力度。在實(shí)際策略工作中，孔板流量計(jì)容易發(fā)生偏差，主要是因?yàn)樗墓ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)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(zhì)的腐蝕、磨損、沾污等引起的。所以，必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定進(jìn)行流量測(cè)量，以消除安裝誤差。操作人員應(yīng)定期檢查、維護(hù)和升級(jí)系統(tǒng)，以延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，降低測(cè)量誤差。并在實(shí)踐中加強(qiáng)相關(guān)的政策、規(guī)范，以提升人員素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著天然氣在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用日益普及，對(duì)其應(yīng)用的需求和應(yīng)用狀況也在逐步改變。由于氣體本身的可壓縮性，其測(cè)量工作比液體測(cè)量要復(fù)雜得多，因此，對(duì)測(cè)量天然氣的儀表精度提出了更高的要求。因此，企業(yè)必須加大對(duì)儀器研發(fā)的投資力度，研制符合經(jīng)濟(jì)性要求的測(cè)量?jī)x器就顯得尤為重要。目前我國(guó)天然氣計(jì)量中存在的一些問題，在不久的將來，將會(huì)得到很好的解決。