科氏力质量流量计在天然气计量中的对比试用

梁明 熊晓东

[摘    要]根据天然气流量测量的主要特点，选择了一种科氏力质量流量计进行试用，并分别与气体罗茨流量计、孔板流量计串连，同时测量天然气流量，通过对比和分析测量数据，验证其在天然气计量中的性能和特点。

[关键词]科氏力;天然气;计量

[中图分类号]TH814.6 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]According to the main characteristics of natural gas flow measurement， a Coriolis force mass flowmeter is selected for trial， and connected with gas Roots flowmeter and orifice flowmeter respectively to measure the natural gas flow at the same time. By comparing and analyzing the measurement data， the performance and characteristics of Coriolis force mass flowmeter in natural gas measurement are verified.

[Keywords]Coriolis force; natural gas; measurement

随着油气田天然气生产、储运、销售工艺流程的发展变化，有些天然气流量计量点对流量计的使用提出了新的要求，原来常用的孔板流量计、旋进旋涡流量计、气体涡轮流量计、气体罗茨流量计等不再能很好适用，需要寻找更合适的流量计，保证良好的测量准确度、应用经济性和安全性。因此，根据近年来，油气田天然气流量测量的主要特点，选择了一台某品牌的科氏力质量流量计，与气体罗茨流量计、孔板流量计进行现场对比试用，考察验证其性能。

1 油气田天然气流量测量的主要特点

（1）采输工艺设备的模块化、撬装化，要求流量计及其配套直管段长度尽量短，体积尽量小。

（2）采输现场实行远程测控，无人值守，要求流量计的维护工作量少，且稳定可靠。

（3）气井生产初期和中后期产量变化大，城镇民用气高峰期和低峰期流量变化大，要求流量计量程比大。

（4）生产过程中，可能有气田水污染流量计，造成准确度降低，要求流量计能方便清洗维护，比如孔板流量计可以清洗孔板和吹扫导压管路。

（5）天然气贸易交接计量要求流量计准确度高，重复性好，故障率低。

（6）很少考虑流量计的压力损失。

2 科氏力质量流量计的主要相对优势

根据工作原理和有关资料介绍，科氏力质量流量计相对孔板流量计、罗茨流量计等，主要有以下应用优势，理论上能较好适用于油气田天然气计量。

（1）准确度高、重复性好。JJG1038—2008《科里奥利质量流量计检定规程》中，准确度等级从0.15～1.5，分为7级。

（2）量程比可达20∶1，更高的达到50∶1。

（3）直接测量流体质量，不需要安装配套温度、压力测量仪表，不需要上下游直管段，便于撬装使用。

3 与气体罗茨流量计对比试用

3.1 流量计基本情况

（1）科氏力质量流量计，口径25 mm，准确度等级0.5，双震动管型，生产厂家出厂校准合格。

（2）气体罗茨流量计，口径80 mm，准确度等级1.0，经有资质的机构检定合格，安装符合SY/T6660—2006《用旋转容积式气体流量计测量天然气流量》。

（3）质量流量计安装于罗茨流量计下游，两台流量计之间管段长度约1m，以罗茨流量计为标准表。

3.2 计量情况

对比计量62 d，取得62组对比数据。日均计量压力0.2 MPa，日均流量2700 m3，相对误差变化范围：-29.59%～3.32%。

质量流量计62 d累计计量天然气164 588 m3，罗茨流量计累计计量天然气174 525 m3，相对误差-5.69%。

在质量流量计投运前，厂家技术人员在现场校准了零位，调试检查了仪表。在对比试用中，厂家技术人员又2次在现场校准了零位和调试检查了仪表。

4 与孔板流量计对比试用

4.1 流量计基本情况

（1）孔板流量计由口径50 mm的高级孔板阀，配套流量计算机系统组成，安装符合GB/T21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》要求，对比使用前现场校准合格。

（2）质量流量计与上文是同一台，未变。安装于孔板流量计下游，质量流量计距离孔板下游断面长度约1 m，以孔板流量计为标准表。

4.2 计量情况

对比计量时间58 d，分为三个阶段。每个阶段，厂家技术人员都对质量流量计进行了零位校准和检查调试。

4.2.1 第一阶段：质量流量计正向安装

计量19 d，计量压力约0.35 MPa，日均气量13 011 m3，相对误差范围：-0.05%～-0.96%。质量流量计累计计量247 217 m3，孔板流量计累计计量249 074m3，相对误差-0.75%。计量数据见图3、图4。

4.2.2 第二阶段：质量流量计反向安装

计量23 d，计量压力约0.35 MPa，日均气量13 046 m3，相对误差范围：-0.81%～-1.48%。质量流量计累计计量300 050 m3，孔板流量计累计计量303 945 m3，相对误差-1.28%。计量数据見图5、图6。

4.2.3 第三阶段：质量流量计正向安装

计量16 d，计量压力约0.17 MPa，日均气量1 970 m3，相对误差范围：-0.25%～-0.86%。质量流量计累计计量31 524 m3，孔板流量计累计计量31 717 m3，相对误差-0.61%。计量数据见图7、图8。

5 结语

（1）在与气体罗茨流量计对比计量中，腰轮转动造成气体流场剧烈变化，致使质量流量计产生很大的测量误差，相对误差达到了-29.59%。第一阶段和第三阶段，质量流量计正向计量，在与孔板流量计对比计量中，由于孔板节流对气体流场分布的影响相对较小，质量流量计产生的测量误差较小，相对误差保持在-1%以内。因此，对于双震动管型的质量流量计，在应用中宜考虑流场分布的影响，加装直管段或整流器。

（2）质量流量计在双向测量中，正向测量时准确度优于反向测量。

（3）质量流量计结构紧凑，无活动部件，安装方便，运行维护工作量小，但需定期检查、校准零位。

参考文献

[1] 潘丕武，张明.天然气计量技术基础[M].北京：石油工业出版社，2013.

[2] 黄和，宋德琦，游明定，等.用标准孔板流量计测量天然气流量：GB/T21446—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[3] 油气计量及分析方法专业标准化技术委员会.用科里奥利质量流量计测量天然气流量：SY/T6659—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[4] 赖忠泽，丘逢春，苏荣跃，等.用旋转容积式气体流量计测量天然气流量：SY/T6660—2006[S].北京：石油工业出版社，2006.

[5] 段慧明，邵熙.科里奥利质量流量计检定规程：JJG1038—2008[S].北京：中国质检出版社，2008.