油田原油流量计在线检定/校准体系的建立与实施

发表时间:2021/1/20   来源:《科学与技术》2020年9月27期   作者:孙潾 高静 林荣丽
[导读] 经过十几年的不断探索和建设,胜利油田建立一套适应于原油生产特点的原
        孙潾1     高静2   林荣丽3
        .3胜利油田技术检测中心 山东东营257000 2.北京航天华盛科贸发展有限公司华盛服务平台 北京丰台100074
        [摘要]经过十几年的不断探索和建设,胜利油田建立一套适应于原油生产特点的原油外销、二级单位之间原油交接、联合站原油外输和分队(区)原油产量考核流量计在线检定/校准体系,解决了大型原油流量计拆卸送检带来的费时费力、生产成本高、检定长期积压等问题,消除了原油介质对流量计检定结果的影响,延长了流量计的使用寿命,实现了原油外销、交接流量计在线周检率100%的目标。
        [关键字] 原油流量计  在线检定/校准  体系
0、前言
        原油流量计作为大型计量器具(DN150的流量计一般重达1吨以上,DN300的流量计甚至重达3吨),送检一次比较困难。工作人员需要从生产现场把流量计拆卸下来,用叉车等起重设备装到车上,再转运到原油流量检定站实施检定;流量计检定完毕,生产单位再派车把流量计取回,重新安装到生产流程上。整个送检过程费时费力,并且大量流量计送到原油流量检定站,给原油流量检定站带了很大的工作压力,造成大量送检流量计长期积压。
        如何解决原油流量计检定存在的问题,从上个世纪九十年代开始,胜利油田本着统筹优化、区域共享、突出重点的原则,经过不断探索和建设,建立一套投资相对较少、方便快捷、科学准确的原油流量计检定/校准体系。
1、原油流量计检定/校准方法简介及主要影响因素分析
        原油流量计量一般选用罗茨、刮板、齿轮等容积式流量计,按照JJG667《容积式流量计检定规程》的要求,通常采用标准体积管检定/校准容积式流量计,工作流程见图1。其工作原理是:原油经过流量计进入体积管,当体积管内的置换球触发体积管底部的检测开关时,同时启动流量计脉冲的采集,当置换球触发体积管上端的检测开关时,停止流量计脉冲的采集,利用体积管2个检测开关之间管段的标准体积(由国家站标定)计算出流量计的误差[1][2]。


       (1)
        从体积管检定/校准流量计的过程和误差计算公式来看,影响流量计计量误差的因素有原油温度、压力、流量、粘度、脉冲计数和整个流程的密闭性等,唯独没有涉及粘度对流量计误差的影响。
        由于各种型号的流量计内部结构差别很大,即使同一种类型、一个生产厂家的流量计因加工工艺的差距,因此目前国内外还没有一个成熟、能够用来修正的粘度—误差公式,消除检定介质对流量计误差的影响最佳的办法就是采用在线检定/校准。在线检定/校准的介质能够和流量计日常测量的介质一致,粘度在检定和测量过程中可以看作一个不变量,因此消除了原油介质粘度对流量计误差的影响。
        计量器具检定/校准有在线和离线两种方式。所谓离线检定,是指计量器具送到具有检定/校准能力的实验室,在实验室的条件下,严格按照国家检定/校准规程实施检定/校准,如中国计量科学研究院内各实验室进行的检定/校准。而在线检定/校准,是指计量器具保持正常工作状态,在生产现场利用标准装置对计量器具进行检定/校准。就原油流量计而言,在线检定/校准的标准装置可以是固定式标准体积管或车载移动式标准体积管、标准流量计。
2、油田原油流量计在线检定/校准体系的建立
        油田原油计量可以划分为外销贸易计量、内部交接计量、联合站外输计量、分线(分队)计量四个环节。鉴于胜利油田原油计量点多、面广,要全面实现原油流量计在线检定/校准工作难度很大,为此胜利油田遵循投资效益最大化的基本原则,采取了“分步推进,区域共享,以贸易和交接为突出重点”的实施方式,逐步实现了胜利油田原油流量计的在线检定/校准,现场流程示意图见图2、图3。

3、在线检定/校准体系的运行管理
        胜利油田原油流量计在线检定/校准体系是经过十几年的不断投资建立起来的,在体系的建立及运行过程中,经历了不断磨合、不断完善,最终形成了一套比较完善的“原油流量计在线检定/校准管理手册”。
        在原油外销流量计在线检定方面,经过贸易双方不断磋商,编制了体积管保温、检定前预备、体积管清洗、检定过程监护等技术规范和管理制度。其中规定,流量计检定前24小时启动体积管伴热系统;参与检定监护的人员须持有双方认可的操作证;清洗的体积管,须满足前后两次标准值之差不能超过体积管不确定度的要求;在检定流量计过程中,原油的温度不能超过前三个月平均温度的±5℃;需要调整器差的流量计,要进行调前和调后两次检定。
4、在线检定/校准体系实施效果
        十几年来,胜利油田建立的原油流量计在线检定/校准体系,在提高原油流量计量准确度、减少交接计量纠纷、降低送检成本、延长流量计使用寿命发挥了十分重要的作用,具体实施效果有以下几方面。
        1、在线检定/校准,能够消除介质的影响,提高原油流量计的准确度,有效地维护了原油贸易及交接双方的经济利益。
        2、在线检定/校准,延长了原油流量计使用寿命,为油田节约了大量的仪表购置费。
        3、在线检定/校准,为生产单位提供快速便捷的同时节省了大量的生产成本。
5、结束语
        随着电子信息技术的快速发展,计量与互联网+已成为油田提高生产效率、降低人工成本、油藏智能开采最有效的手段。胜利油田近几年加快了数字化建设的步伐,从油井、注水井、管网、联合站至油库各个环节配备了近百万台套温变、压变、载荷位移、液位计、大口径水流量计数字化计量仪表。若还是按传统的计量器具送检方式,油田现有的检测机构将无法满足大量的数字化计量仪表周期检定/校准。
        胜利油田原油流量计在线检定/校准体系的建立及运行,给油田其它类型计量器具在线检定/校准提供了一种很好的参考和借鉴。温变、压变、载荷位移、液位计、大口径水流量计等这些油田常用的计量器具,如何实现在线/检定校准将是我们今后研究的重点和努力的方向。
参考文献
[1]王松岭. 流体力学[M].北京:中国电力出版社,2004.
[2]周庆,王磊.实用流量仪表的原理及其应用[M].北京:国防工业出版社,2003:133 -140.
[3]华德良.容积式流量计粘度修正的理论探讨[J].石油化工自动化, 1996(6):44-46
[4]费业泰.误差理论与数据处理[M].北京:机械工业出版社,2009
[5]梁国伟,蔡武昌.流量测量技术及仪表[M].北京:机械工业出版社,2006:335-340.
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