新型内外管差压流量计特性研究

李世飞 中原油田天然气处理厂



新型内外管差压流量计特性研究

李世飞 中原油田天然气处理厂

【文章摘要】

近年来，我国工业化进程推进趋势下，信息技术逐渐渗透至社会各个领域，在改革生产方式、提高生产效率及质量等方面发挥着十分重要的作用。内外管差压流量计作为其中的一部分，是工业生产中常见的设备之一，而在节能减排号召下，传统设备存在能耗高等弊端，对此本文针对新型设备的性能进行研究，明确其自身具有的节能降耗关键点，以期帮助人们更多的了解新型设备的优势，并积极引进该设备。

【关键词】

内外管差压流量计；特性；湿气

0　前言

随着社会经济不断发展，我国社会各领域对能源需求量日渐增加，能源开采逐渐受到了越来越多的关注。特别是石油开采，在油井实时产量作为一项基础性工作，测量装置必不可少，基于此减少测量装置造成的能源浪费，降低生产成本，逐渐成为全社会关注的焦点问题。因此为了推进能源开采科学化、规划化发展，落实好节能工作显得尤为必要。而流量计作为一项基础设备，在石油开采工作中发挥着十分重要的作用。

1　新型内外管差压流量计装置概述

本文主要介绍的设备基本结构，前后两个直管段，其中设备两侧为外管，节流装置为四个取压孔，与直管段相邻。节流段是由两个直管段与中间梯形管段构成，取压孔作为流量管段支撑，一般位于设备的最中间位置。

表1　二者在不同速度下的压损对比

在使用过程中，该设备在不改变流体横截面积条件下能够达到节流的目标。通过设备的4个取压孔得到差压质量后，然后通过对内外管差压流量计的四个取压孔进行取值，最终获得到具体的流量值，以此来为实践工作提供科学依据和参考，达到事半功倍的准确测量目。

2　新型内外管差压流量计特性分析

2.1新型流量计与内锥流量计比较

为了了解设备在流量测量方面的特性，笔者选择了内锥流量计进行对比。由于本装置取压方式具有独特性，本章选择第1路差压信号作为压降，并后者进行对比。在实验中，我们将模拟内锥设备进行模拟，将其设置在与新型设备同样的条件下，求解计算出流量情况。值得说明的一点是，由于内锥压降就是节流件前后的差压信号，因此为了保证管道压力能够恢复到最初状态，我们将内锥的压力损失确定为节流件前后2D的差压信号。表1为二者在不同速度下的压损对比。

就上表数据来看，随着β的增加，在同等速度情况下，二者在压损、压降及压损比三个方面都存在不同程度的下降，但是对比能够发现，新型设备小于内锥设备变化较小。简单来说，新型设备稳定性较强，且在相同情况下，新型设备压降比内锥设备变化要小，如当节流比在0.4、速度为1.5时，前者压降为9688Pa，后者为48321Pa。，同时压力损失也明显更小，进而内锥设备的25%，充分证明了在同等耗能情况下，新型设备能够节省更多测量成本，可见新型设备在测量方面具有较强的有效性。

2.2精度与量程比

为了对新型设备的测量精度、量程比等进行标定，笔者对设备进行油、气水三相流模拟标定实验，主要采取质量法、容积法。根据相关标准规定，对实验数据进行相应处理，标定出了内外管差压流量计在不同雷诺数下的流出系数。为了拓展本设备的测量范围，主要围绕着2.101～21.741m3/h范围内的试验数据进行分析，我们能够发现二者之间存在一定差别。

综合实验结果来看，新型设备与内锥设备相比，能够发现误差曲线较为平缓，且峰值处于较低水平，说明了误差较小。同时，在实验中，我们发现新型设备曲线几乎集合重合，可见设备预测虚高值在预期范围，能够符合实践工作的节能减排需求，一般误差在5%以内，具有稳定性特点［3］。同时为了检验出流出系统，提高流量值准确性和真实性，笔者还结合了两组实验数据进行验证，得到了该误差更小，在1%之内，满足差压式流量计流量测量的精度需求。在工业生产中，可以将设备测出数据作为参考依据，为后续生产工作提供支持，真正意义上实现节能减排的目标，提高资源利用效率，创造更多效益。

3　结论

根据上文所述，本文通过对两个设备进行模拟实验，结合实验数据进行分析，最终确定了节流比β=0.6为新型设备的最佳尺寸，同时为了验证方针结果的可靠性和真实性，笔者对各类数据进行了比对后发现，方针结果无论是信度，还是效度都符合要求。

将内锥设备作为参照设备，对比结果表明，新型设备在多个方面都具有较为突出的特性，其中新设备对流体产生的扰动较小，压损比减小，差压信号具有较强的稳定性。针对工业领域而言，压力损失耗能仅为内锥设备的25%，能够在很大程度上节约更多成本，为工业生产带来更多经济收益。同时为了深入了解设备特性，笔者又进行了很多标定实验，从实验结果中我们发现，设备量程比10：1，测量精度较高，与设备技术要求相契合，充分证明了设备在工业生产领域具有较强的适用性。

【参考文献】

［1］李小亭，王小杰，卢庆华等.新型内外管差压流量计特性研究［J］.仪器仪表学报，2012，（10）：2371-2379.

［2］方立德，张万岭，庞丽丽.新型内外管差压流量计湿气测量模型研究［J］.传感技术学报，2013，（08）：1173-1177.

［3］周民，刘铁军，谢代梁.差压式双锥流量计研究及实验分析［J］.自动化与仪表，2016，（01）：14-18.