浅谈孔板流量计在油田天然气计量上的应用

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1、石油仪器2012年第26卷第6期PETROLEUMINSTRUMENIS·71··方法研究·浅谈孔板流量计在油田天然气计量上的应用王磊张亦龙(新疆石油勘察设计研究院新疆克拉玛依)摘要：文章结合孔板流量计的基本原理及主要特性，阐述孔板流量计在天然气计量上的应用情况，总结问题，探讨解决方法，为今后在设计中使用孔板流量计积累经验。关键词：孔板流量计；流量计算机；天然气计量中图法分类号：TE832．2文献标识码：B文章编号：1004—9134(2012)06—0071-02压力降低，因而在孔板前后出现压力差(简称差压)。0引言可以通过测量此差压的大小按

2、一定的函数关系来计算出流量值。根据能量守恒定律及流体连续性原理，节孔板流量计是目前世界上应用范围最为广泛的流流装置的流量方程可以写成：量计量仪表之一。所有单相流体都可以测量。由于应体积流量O=acFo~／2Ap／pm(1)用历史悠久，在试验研究中积累的丰富资料和统计数质量流量=aeFo~／2Appl(2)据，用于标的方法即可保证流量计计量精度，这在所式中，为质量流量，kg／s；Q为体积流量，121。／有流量仪表中是唯一的。多年应用经验及现场实流对S；为流量系数；s为流量膨胀系数；Fo为节流装置比证明，孔板流量计工作非常稳定可靠。开孔截面积，Il

3、l；P·为流体流经节流元件前的密度，孔板流量计在天然气计量方面应用广泛，目前全kg／m；Ap为节流元件前后压力差，~[Jap=Pl—P2，Pa。国许多油气田、长输管道的天然气交接计量都采用孔由式(1)和(2)可见，天然气流经节流装置板流量计完成，到现在已经形成了许多应用经验，值(孔板)时的体积(质量)流量与产生的差压平方根得总结探讨。成正比。基于此原理，孔板流量计通过测量孔板前后1孔板流量计类型差压，经过计算换算出天然气的流量。目前广泛使用的孔板一次装置分为两种，一种是3孔板流量计的选型和安装简易孔板截流装置，一种是高级孔板阀。3．1孔板流量计

4、选型简易孔板截流装置：无孔板升降机构，必须停止我们所说的孔板流量计实际上是许多仪表组成的介质输送才能完成孔板检查及更换，结构简单，造价低。一个整体，其选型包括高级孔板阀、差压变送器、压力变送器、温度变送器的选型。高级孔板阀：精度比简易孔板截流装置高，检孔板流量计的选型最基本内容即是通过计算获得查、更换孔板、维修时可以不停止生产，在线进行，孔板片标准开口尺寸d2o和孔板片前后差压值。目前由于具有孔板升降机构，能够很快在线完成孔板检查我们采用符合GB／T21446—2008标准【2]的计算软件，其及更换。操作灵活方便。计算步骤简述如下：2工作原理1

5、)辅助计算：首先设计人员根据管道介质流量确定dzo，即20℃流体在流动过程中，在一定条件下，流体的动能条件下检测的测量管直径(孔板阀孔径)。需要注意和静压能(压力能)可以互相转换，并可以利用这种的是在满足计量能力的条件下，应选择内径较小的测关系来测量流体的流量。量管，提高差压和孔径比。介质流经管道中孔板所在的截面时，由于流通面计算天然气真实相对密度、密度、压缩因子和超积突然缩小，促使流束产生局部收缩，流速加快，静第一作者简介：王磊，男，1979年生，工程师，2002年毕业于大庆石油学院工业自动化专业，现从事自动化仪表工程设计工作。邮编：8340

6、00石油仪器·72·PETRoLEUMINSTRUMENIS2012年12月压缩系数。值得注意的是，由于安装在孔板上游和阻流件之计算天然气等熵指数、动力粘度。间的直管段由两种管段组成，一截是孔板配套提供，计算管径雷诺数。一截是工程上提供，两种管段可能存在内径不完全一2)计算顺序：样的情况，这样会形成一个凸台，根据经验，10D之计算近似值外台阶h不超过2％的圆度要求即可。将近似值带人工时最终求出值(孔径比)和d管段必须是直的，当与管道直线的偏移不超过其长度的0．4％时，即认为管道是直的。通常只需目测值(开孔直径)，进而求出d2o，即孔板在20~C

7、条件下检验，上下游直管段对接引起的管道直线的偏差也应测量出的孔径值。不超过其长度的O．4％。需要注意的是，由于单片孔板量程比只能达到1：2)孔板安装要求3，最多不超过1：4，因此对于流量范围较大的工况，孔板应与节流装置中的直管段对中。实验表明，可将流量值分作2～3段，分别计算出口径从大到小孔板偏心引起的计量误差一般在2％以内，孔径比值的2～3片孔板。愈高，偏心率影响愈大，应不用值高的孔板。结合孔板阀孔径、孔板开孔直径和介质工艺条不能使孔板发生弯曲或变形，否则将导致流量测件，就可以计算出△尸m和△Pmi。量误差较大。在法兰取压的孔板上进行测试，孔

8、板弯计算完毕后，结合工艺介质条件即可选择适合设曲产生的最大误差约为3．5％。计工况的高级孔板阀和孔板片，并可确定差压检测范3)变送器安装要求围，再根据