车载活塞式体积管故障诊断与排查

赵 瑾 李汲峰 粟 迎

中国石油长庆油田分公司 技术监测中心 （陕西 西安 710021）

车载活塞式体积管故障诊断与排查

赵 瑾 李汲峰 粟 迎

中国石油长庆油田分公司 技术监测中心 （陕西 西安 710021）

体积管的状态良好是量值准确可靠的关键，是原油交接双方经济利益的保证。针对体积管在原油流量计检定过程中常见的故障，分析成因，提出现场诊断与故障排查方法，在提高原油流量计检定工作效率和质量中具有一定的应用价值。

体积管 流量计 故障诊断

在原油动态集输过程中，原油流量计主要用于在线计量原油的体积。对交接双方来说，流量计的准确与否直接关系到交接双方的经济利益。流量计的准确性是由体积管对其周期检定来保证。

随着油田产量上升，输油站点增多，长庆油田受检流量计的数量以每年90台速度递增，使用一台体积管开展原油外输流量计、厂际和厂内部流量计的检定，已很难满足流量计的周期检定要求。因此，计量检定人员有必要对体积管在检定时的常见故障进行诊断和排查，达到既能保证原油流量计周期检定的顺利进行，又能保证检定工作效率和质量。

根据多年现场检定经验，体积管常见故障主要分为电器系统和机械系统两大类。

1 车载活塞式体积管现场检定流量计系统及工作原理

1.1 检定现场系统构成

体积管系统主要由过滤器、计量缸体、液压系统、氮气压系统、光电检测系统、数据处理计算机等6部分组成（图1）。

图1 体积管现场检定流量计组成

1.2 车载活塞式体积管检定流量计的工作原理

采用容积值比较法，即用体积管作标准器，被检流量计与体积管串联在同一条管路上，将体积管换算到流量计条件下的容积值与被检流量计的示值进行比较，采用两者之差除以体积管换算到流量计条件下的容积值,再乘以100%，即为被检流量计的的基本误差。用公式表示为：式中 Qs—将体积管经过水驱法标定的容积值换算

到流量计条件下的容积值,L；Qm—被检流量计的示值,L。

2 车载活塞式体积管常见故障诊断与排查

2.1 数据处理计算机无瞬时流量显示

这种现象一般都是由于控制箱、数据线的连接、脉冲转换器工作不正常造成的，应从以下几个方面逐一排查。

（1）数据处理计算机是否有检测时间显示，否则应检查控制电源是否接通,数据处理计算机与控制箱连接的数据线是否连接无误。

（2）控制箱的电源是否接通。控制箱电源如果没有正常接通，就没有信号输入计算机。

（3）流量计的光电脉冲转换器是否运转正常。检查流量计是否运转正常、光电脉冲发生器与流量计表头连接的传动轴连接是否牢固。

（4）有无电磁干扰。取下安装在流量计上的光电脉冲发生器，查看计算机上是否有显示。如果有流量显示，说明存在电磁干扰,此时，应更换操作位置或更换流量计控制信号电缆，做到屏蔽、接地良好。

2.2 体积管计量缸体内的活塞不返回上游

体积管计量缸体内的活塞不返回上游这种情况一般是因为液压系统、控制箱和光电检测开关出现问题，此时，应从以下几个方面逐一排查。

（1）检查电机的运行情况。启动液压系统的电机后，液压泵没有开始运转，检查液压系统电机的电源是否接通,是否过载,电压值是否满足要求。

（2）检查液压系统的工作压力。液压油箱油量过少，或者液压油不符合要求，液压系统的工作压力都达不到要求。如果油量过少,应填加同型号的液压油,达到总体积的1/2～3/4处为止；液压油不符合要求，要进行更换，一般液压系统工作压力为4MPa。

（3）检查液压电磁阀是否误动作。检查液压电磁阀供电电压是否为220V，必要时可以取下电磁阀的外壳，查看电磁阀是否有损坏。

（4）检查光电检测开关是否失灵、光电管是否被异物遮档或有脏物，并检查光电管的供电电压是否满足要求，如果有异物遮档或有脏物，应取下遮光筒，用干净的软布进行清洁。

（5）检查控制箱。切断控制箱电源，用控制板上的手动开关检查活塞是否能向上游运行，如果能正常向上游运行，则说明控制箱有故障，应及时进行更换。

（6）检查活塞杆上的紧固螺丝帽是否松动或脱落。由于车辆在行驶过程中存在颠簸，加上检定现场流量的不平稳，容易导致体积管在长期使用过程中，活塞杆上的紧固螺丝帽脱落或松动。此时，活塞杆可能掉在缸筒里，导致活塞无法返回上游。

2.3 体积管计量缸体内的活塞不向下游运行

体积管计量缸体内的活塞不向下游运行这种情况多是由于液压系统、工艺流程和控制箱等出现问题而产生的，此时,应采取以下做法。

（1）检查计算机是否发出了开始检定运行的指令。

（2）检查液压电磁阀动作是否失灵。

（3）检查电源电压是否为220V，必要时可以取下电磁阀的外壳，查看电磁阀是否有损坏。

（4）检查工艺流程。体积管的活塞在向下游运行的过程中，要依靠来自流量计的原油压力推动活塞向下游运行，如果此时流量计的出口阀未关闭、关闭不严、流程不通或有旁路，会使流过流量计的一部分原油分流，导致流入体积管的原油不是满管流，活塞就不能向下游运行。因此，要对工艺流程进行逐个检查，尤其是对多台流量计共用一个检定出口的情况，要逐个检查，确保无误。

（5）检查控制箱。切断控制箱电源，用控制板上的手动控制开关检查活塞是否能向下游运行，如果能向下游运行，但不能完全运行到下游，可以断定是体积管缸筒里有脏物或缸体内壁划伤阻碍活塞的运行，应返厂修理。

2.4 被检流量计的重复性差

被检流量计的重复性差，这种情况一般是由体积管的使用条件和现场工况条件变化引起的,应采取以下做法。

（1）检查计量缸筒内气体是否排净。依据JJG 667-2010《液体容积式流量计》检定规程第7.1.6.2的要求[1]，液体应充满试验管道,液体中应不夹杂气体，否则不是满管流，造成测量数据变化比较大，易造成误判，现场测试数据见表1。

表1 体积管测试数据

从表1可以看出，在检定过程中，标准装置中残余气量对测量过程影响显著，因此，应通过排气阀排除所有的气体。

（2）检查光电检测开关灵敏度。检查光电管的供电电压以及接线是否正确,或光电管表面有脏物，如果必要的话更换光电管或用干净的软布清洁光电管表面。

（3）电磁阀动作超前或滞后，检查电磁阀的电压是否符合要求。

（4）流量不稳。依据JJG 667-2010《液体容积式流量计》检定规程第7.1.6.2要求[1],在检定过程中,每个流量点的每次实际检定流量与设定流量的偏差应不超过设定流量的±5%。流量不稳，体积管计量缸里的活塞在检定时运行不平稳，易造成检定结果的重复性很差。

（5）检定过程中温度的变化。依据JJG 667-2010《液体容积式流量计》检定规程第7.1.6.3条要求，一次检定过程中,检定介质的温度变化应不超过±0.5℃ 。根据多年现场检定经验数据得出，在检定过程中温度每变化1℃，对流量计系数的变化影响为0.08%。因此，要严格注意检定过程中温度的变化，防止影响仪表的重复性。

（6）体积管必须保持一定的背压。依据JJG 209 -2010《体积管》检定规程第7.1.3.2要求[2]，检定装置管路的设置应使被检体积管有一定的背压。只有体积管保持一定的背压，管道中流动的液体才是满管，原油中就不存在影响重复性的气体。

（7）体积管长期频繁使用，计量缸筒内密封圈密封不严，也会导致体积管重复性差。

由于原油中含有焊渣等金属杂质，进入计量缸筒内容易划伤体积管计量缸筒内壁，使活塞密封圈不能很好地与缸筒密封，产生漏失。如果有条件还可以对体积管缸体部分进行试漏检查,如果确认是密封圈故障,应返厂更换密封圈。

（8）流量计重复性差。在确认体积管的检定性能完全可靠,检定工艺流程和工作条件不变的情况下，如果检定数据的重复性差，就可以直接判定该台流量计为不合格，要求使用单位予以更换，否则就是体积管故障，需进一步检查。

3 结束语

为保障体积管的最佳使用性能，确保油田流量量值传递的准确可靠，维护计量交接双方的经济利益，除了加强对体积管日常的维护和保养外，还要对体积管在流量计检定过程中的出现故障不断总结和分析，寻求最有效的解决方法，做出快速有效的诊断与排查，才能提高检定工作效率和质量，更好地服务于油田生产。

[1]JJG 667-2010液体容积式流量计[S].

[2]JJG 209-2010体积管[S].

The good state of prover is the key to the accurate and reliable value,and the guarantee of the mutual interest for both sides of crude oil transfer.According to the common faults of povers in the detection of crude oil flowmeters,the analysis is made about the cause of them.And then on-site diagnosis and fault removal methods are presented,which show certain application value in improving the working efficiency and quality of crude oil flowmeter detection.

prover;flowmeter;fault diagnoses

赵瑾（1970-），男，一级注册计量师，主要从事原油流量计的检定和计量纠纷调解工作。

2012-03-18▎