降低原油流量计检定能耗方法研究

2019-01-19刘海岳

中国设备工程 2019年11期

刘海岳

（大庆油田管理局技术监督中心，黑龙江大庆 163000）

以大庆油田原油流量计检定站为例。该检定站主要负责大庆油田采油厂原油流量计检定及校准工作，站内配有3套标准体积管，原油流量计检定以容积式流量为主，目前是全国最大规模以净化原油为主的检定实验室。由于检定站每年需检定原油流量多达800台，比标准原油流量计增加了2个检定点，导致出现原油流量计检定能耗过大的问题。

1 原油流量计检定能耗的原因

1.1 标准体积管状态

原油流量计检定标准体积管的基本原理为：球形置换装置在体积管两个检测开关中运行，置换出液体体积值，利用温度压力补偿等方式对原油检定体积值及原油流量计体积进行比较分析，计算出原油流量计误差。原油流量计误差主要受到标准体积管体积的影响，只有将标准体积管时刻维持在最佳状态，才能更好提升原油流量计检定效率，实现降耗目标。而为确保原油流量计计量准确性，可在正式检定前的大流量中下走3～4个球形置换装置，通过增加原油流量计检定次数，缩小检定误差，减少重复检定问题的出现。

1.2 原油流量计误差

如在原油流量计检定期间出现检定误差值超过规定标准值的问题，需对误差值进行调整。流量点误差值选择可直接影响检定期间的能耗率。在流量点选择不得当的情况下，此流量点虽然符合等级要求，但其余流量点会出现误差超标情况。误差未得到及时控制，会导致原油流量计在调试的过程中耗费大量能耗，增加原油流量计运行成本。

2 原油流量计检定装置结构

2.1 液压式四通换向阀

启动液压式四通转向阀，当达到某一固定位置后，四通阀停止运行，密封圈因充气而膨胀。将四通阀通路密封，使检定介质从另一通路流向体积管。在此流通行程结束后，四通阀转向继续运行，实现双向检定的目标。

2.2 活塞式液压四通阀

启动活塞式液压四通阀，因活塞两端受力不同，上下位置出现明显改变。将四通阀的某一通路密封，检定介质从一通路流向另一体积管。在此流通行程结束后，四通阀转向继续运行。活塞式四通阀密封装置主要结构为耐油胶皮，两个杠杆会因受力不平衡经常出现磨损严重问题，对检定结果的准确性造成不利影响。

3 降低原油流量计检定能耗的具体措施

3.1 规范标准体积管走球次数

原油流量计标准体积管的检定球多为空心橡胶结构，球心内填满液体，球体直径比体积管内径大2%～4%。当检定球在标准体积管内运动的情况下，会充分发挥出自身清蜡的积极作用。具体而言，在原油流量计检定过程中，检定球可清除管内壁结蜡物质，切实提升后期检定数据的准确性。随着检定球走球次数的增加，管内壁逐渐洁净，对检定数值的影响减小。因此，确保原油流量计检定效率符合节能降耗要求，需对检定球在标准体积管中的走球次数进行规定。经大量实验调查，发现检定球在标准体积管中走球3～4次为最佳，可极大程度地使原油温度达到平衡，顺利进入检定状态。

3.2 控制原油流量计误差

（1）紧抓原油流量计质量。为更好地控制原油流量误差，需严格监管原油流量计质量。一方面，坚持从正规生产厂家进货，杜绝不合格产品进入施工现场；另一方面，在现场检定过程中观察原油流量计运行状态，通过听原油流量计转子运行声音、观察表头机械结构运转情况等方式，对原油流量计进行全面的检查，更好地控制及排除影响原油流量计质量的不良因素。

（2）合理选择原油流量计规格。依据检定工作实际流量范围，选择合理规格的原油流量计。通常情况下，油田现场应安装两台或两台以上原油流量计。同时，为最大限度地满足油田生产需求，在选择原油流量计规格期间，也应依照原油流量计精度等级范围，选择30%～80%精度之内的原油流量计。

（3）注重原油流量计在线检定环境。原油流量计需以在线检定的方式运行。对于容积式原油流量计而言，工作环境的重要因素主要由温度及压力构成。温度每变化1℃，流量计的检定结果变化值为0.07%；压力变化每变化1MPa，流量及计检定结果变化值为0.008%。因此，在原油流量计检定期间，相关被检单位需将传统压力表替换为精度更高的压力表、将普通酒精温度计替换为标准水银温度计，营造出更加有利的原油流量计在线检定环境，提升检定效率及检定结果的准确性。

（4）控制原油流量计连接方式。现阶段，原油流量计通常由软管连接进出端口，当输油运行15min后，连接车载活塞体积管，防止标准检定管内多余物质进入检定管中。值得注意的是，原油流量计正常出口阀需时刻保持密封状态，一旦在原油流量计检定期间发现某原油流量计重复误差或体积管活塞无法正常运行的情况，就需对检定系统所有阀门的密封状态进行检查，减少原油流量计鉴定误差的问题出现。

（5）做好原油流量计检定准备工作。在原油流量计检定准备工作中，相关工作人员应从以下几方面入手：第一，控制计算机进入检定状态，断开脉冲发送装置，查看计算机瞬时流量的情况。如计算机无瞬时流量，则可安排检定；如计算机出现瞬时流量，则需事先排除其他电磁干扰后再进行检定；第二，在原油流量计检定期间，应排除标准体积管中多余气体。通过在检定前让活塞式体积管多运行几次的方式，将空气排除干净；第三，在冬季原油流量计检定中，应事先对体积管进行预热，确保检定系统中的温度达到平衡范围，降低因温度变化导致检定结果出现误差的问题发生。

（6）健全原油流量计检定管理机制。由于原油流量计检定工作具有一定的复杂性和精密性，因此在实际检定期间，相关工作人员还需保障检定数据的准确性，使各检定环节都处于严密的监管状态下开展。同时，细化原油流量计检定期间工作人员责任制，做到人员职责明确，工作体制健全。对原油流量计检定误差出现原因进行细致分析，结合检定各环节运行特征及要求，制定出解决检定误差问题发生的有效措施，更好地减少原油流量计检定期间的能耗量。

4 改进原油流量计鉴定装置

4.1 应用电动四通换向阀

结合国外先进检定经验，应用电动式四通换向阀。电动式四通换向阀主要就是利用检定系统中的变频装置及可编辑控制器，对标准体积管适用数据进行自动采集。其工作流程为：启动电动四通换向阀，将锥形阀芯提起，阀芯两侧带有弹簧装置的封套转动并完成换向；在换向完成后，锥形阀芯落下，密封套撑开，将四通阀密封，确保检定介质从一通路流向另一通路中，切实提升原油流量计换向效率。

4.2 积极应用自动化控制系统

注重在原油流量计检定中应用自动化控制系统。首先，使用微机自动控制系统，采用脉冲插入技术，提升流量计脉冲精度；其次，使用微机自动鉴检定系统，切实提升体积管及标准表检定精度；最后，使用软件控制系统，自动采集原油流量计检定期间的数据，将检定结果以图表等直观方式表达出来。

4.3 注重原油流量计检定误差分析

做好原油流量计检定误差分析工作，从根本上提升检定能源利用率。一方面，对检定设备误差进行分析，将被检原油流量计精度控制在0.01；另一方面，对附属条件温度进行分析，将检定装置中的普通温度及压力仪表替换为高精度温度及压力仪表。同时，注重对人员操作导致原油流量计检定误差的分析，依据人体感觉器官的生理变化，将检定误差度控制在0.1左右。