橇裝活塞式天然氣流量計(以下簡稱天然氣流量計)是一種高準(zhǔn)確度等級的在線實流檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置，在原油貿(mào)易計量交接中，如果天然氣流量計失準(zhǔn)，在量值傳遞過程中就會影響流量計的準(zhǔn)確性。長慶油田計量站(點)分布點多、面廣、線長，地理環(huán)境惡劣，并且隨著油田產(chǎn)量的不斷攀升，計量站(點)也隨之增多，受檢流量計的數(shù)量以每年 90 臺的速度遞增。為了確保原油動態(tài)計量交接的準(zhǔn)確性與可靠性，在既要證原油計量交接的公平、公正性，維護油田公司的核心利益，又不能影響油田正常生產(chǎn)的前提下，長慶油田多采用橇裝活塞式天然氣流量計去檢定現(xiàn)場對被檢流量計進(jìn)行在線檢定，才能保證油田流量計的周期檢定。由于天然氣流量計運載車輛在行駛過程中避免不了顛簸，部分計量站(點)道路條件不好，油品雜質(zhì)較多;另外，新投運管線里的雜物、焊渣等未清除干凈，對天然氣流量計的計量性能影響較大。為了確保檢定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，有必要做好天然氣流量計的期間核查工作。
1 概述
1. 1 天然氣流量計工作原理
依據(jù) JJG 209—2010《天然氣流量計》檢定規(guī)程，天然氣流量計的工作原理是:當(dāng)天然氣流量計內(nèi)的置換器(球或活塞)在液體推動下，以一定的速度先后觸發(fā)兩個檢測開關(guān)時，將置換出的液體導(dǎo)進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)，由標(biāo)準(zhǔn)器的指示值經(jīng)換算求得天然氣流量計的標(biāo)準(zhǔn)容積值。流量計檢定時，將天然氣流量計的標(biāo)準(zhǔn)容積值換算成流量計工作條件下容積值，與串聯(lián)的被檢流量計的指示值相比較，得到被檢流量計的示值誤差。
1. 2 期間核查的定義
依據(jù) JJF 1001—2010《通用計量術(shù)語及定義》技術(shù)規(guī)范 9. 49 定義，根據(jù)規(guī)定程序，為了確定計量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或其它測量儀器是否保持其原有狀態(tài)而進(jìn)行的操作。即:期間核查是指為保持對設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度，在兩次檢定周期之間進(jìn)行的核查，包括設(shè)備的期間核查和參考標(biāo)準(zhǔn)器的期間核查。通過期間核查，確認(rèn)儀器上次校準(zhǔn)時的性能相對不變，或及時發(fā)現(xiàn)其量值失準(zhǔn)并縮短失準(zhǔn)后的追溯時間，以便盡可能降低檢定成本和質(zhì)量風(fēng)險。
2 天然氣流量計期間核查的范圍與考慮
2. 1 期間核查必要性分析
期間核查是對計量標(biāo)準(zhǔn)正常周期檢定的一種補充，任何測量儀器，由于材料的不穩(wěn)定、元器件的老化、使用中的磨損、使用或保存環(huán)境的變化、搬動或運輸?shù)仍?，都能引起計量性能的變化。通過期間核查可以掌握天然氣流量計計量性能，確保流量量傳的準(zhǔn)確可靠性。
期間核查的條件:
1)使用頻繁的;
2)使用或者儲存環(huán)境惡劣或者發(fā)生劇烈變化的;
3)使用過程中容易受損、數(shù)據(jù)容易變化或?qū)?shù)據(jù)存疑的;
4)脫離實驗室直接控制，諸如借出后返還的;
5)使用壽命臨近到期的;
6)首次投入運行，不能把握其性能的;
7)測量結(jié)果的檢測質(zhì)量影響較大的;
8)經(jīng)常需要拆卸、搬運、攜帶到現(xiàn)場的。
而天然氣流量計均滿足上述條件，因此有必要對天然氣流量計進(jìn)行期間核查，通常是每半個檢定周期做一次。天然氣流量計的首次檢定周期是一年，后續(xù)檢定周期是三年。
2. 2 天然氣流量計核查方法選擇
對于天然氣流量計的核查有兩種方法選擇:
一是采用檢定天然氣流量計的標(biāo)準(zhǔn)裝置來進(jìn)行，這種方法首先要對天然氣流量計進(jìn)行清洗，清洗后用二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器進(jìn)行檢定，如果清洗不會帶來附加誤差，而且工作量大，費時費力。
二是采用相同準(zhǔn)確度等級的天然氣流量計進(jìn)行比對，即用每個天然氣流量計測量同一臺性能穩(wěn)定的流量計，取每個測量結(jié)果的平均值作為被測量的非常佳估計值。目前我廠有 3 臺橇裝式天然氣流量計主要用于原油外輸流量計、廠際和廠內(nèi)部流量計的檢定，為保證流量計的檢定準(zhǔn)確性以及周期檢定要求，3 臺橇裝式天然氣流量計的自身檢定周期剛好錯開，即一年檢定一臺，用新檢定好的天然氣流量計去核查另外兩臺天然氣流量計，具備核查條件。
3 天然氣流量計期間核查的實施
3. 1 確定儀器
期間核查用的主要儀器設(shè)備應(yīng)符合或者優(yōu)于表 1 的規(guī)定。
2019.jpg
3. 2 制定核查計劃
每年初編制年度期間核查工作計劃，增強工作的有序性，確保組織實施能行之有效，不流于形式。計劃一般包括要核查的儀器設(shè)備名稱及編號、核查的項目及技術(shù)指標(biāo)、核查方法或核查規(guī)程、核查地點和時間安排，要充分利用現(xiàn)有的資源盡量降低運行成本，同時又要確保儀器設(shè)備能夠可靠運行，使得因儀器不準(zhǔn)確而造成錯檢的風(fēng)險降到非常小。檢查時間安排不必過細(xì)，實施時可以根據(jù)檢定計劃適當(dāng)作一些調(diào)整，以確保核查的正確性和有效性，并做好記錄。
3. 3 實施核查
3. 3. 1 外觀檢查
天然氣流量計外觀檢查采用目測的方法進(jìn)行，天然氣流量計所有的管段(不銹鋼管材除外)外表面均應(yīng)涂防護漆，管體不得有明顯的損傷，所有的焊接處應(yīng)平整光潔，所有閥門不允許有銹蝕。在工作壓力下，各連接處和閥門應(yīng)無滲漏。
3. 3. 2 密封性試驗
試驗的目的是檢查位移器在計量段內(nèi)運行時與計量過程中與管壁之間的密封性能。要求在工作壓力下持續(xù) 10min，若天然氣流量計各個連接處無滲漏，則密封性合格。
3. 3. 3 溫度、壓力儀表試驗
天然氣流量計上安裝有效溫度計、壓力表、溫度變送器、壓力變送器，在進(jìn)行檢定前，連接好天然氣流量計，導(dǎo)通流程，待天然氣流量計、流量計系統(tǒng)溫度平衡后，觀察溫度計、壓力表的讀數(shù)，將溫度計、壓力表的讀數(shù)與溫度變送器、壓力變送器測量的數(shù)值進(jìn)行比較，測量的結(jié)果必須一致，否則應(yīng)查明原因。
3. 3. 4 天然氣流量計標(biāo)準(zhǔn)容積核查
選一臺穩(wěn)定性好的 DN150 腰輪流量計(型號:LL-150;準(zhǔn)確度等級:0. 2 級;安裝地點:輸油站)按照規(guī)程規(guī)定，先用主導(dǎo)天然氣流量計(新檢定好的天然氣流量計)對其進(jìn)行檢定，再分別用核查天然氣流量計進(jìn)行檢定，并將其結(jié)果與核查天然氣流量計檢定數(shù)據(jù)比對。
3. 4 核查結(jié)果處置
3. 4. 1 E n 值法
根據(jù) JJF 1117—2010《計量比對》技術(shù)規(guī)范規(guī)2019.jpg定，按照實驗間比對結(jié)果用歸一化偏差 E n 值進(jìn)行評價的原則:
2019.jpg
式中:Y 1 、Y 2 分別為參與比對的測量裝置的測量結(jié)果;U 1 、U 2 分別為參與比對的測量裝置的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
E n ≤1，比對結(jié)果可以接收，說明其計量特性未發(fā)生變化，參加比對的天然氣流量計性能良好;E n ＞1，應(yīng)分析原因，說明參加比對的天然氣流量計標(biāo)準(zhǔn)容積值或重復(fù)性發(fā)生了變化，此時對天然氣流量計應(yīng)進(jìn)行清洗、檢定，驗證該天然氣流量計的技術(shù)指標(biāo)是否符合要求，通過計算該核查天然氣流量計計量性能符合要求。
3. 4. 2 對比圖法
對比圖法比較直觀，容易進(jìn)行判定。從圖 1 、圖 2 所示的天然氣流量計對比數(shù)據(jù)可以看出，主導(dǎo)天然氣流量計與核查天然氣流量計的檢定結(jié)果曲線基本保持一致，說明核查天然氣流量計計量特性未發(fā)生變化，從而驗證了天然氣流量計的可靠性，確保了原油流量計量值的準(zhǔn)確可靠。
3. 5 對期間核查的結(jié)果進(jìn)行評價
期間核查結(jié)束后，對期間核查的結(jié)果進(jìn)行評價，評價要包括以下兩方面:
1)根據(jù)核查的結(jié)果確定儀器設(shè)備是否可以繼續(xù)使用，若核查結(jié)果超出規(guī)定的允許誤差范圍，就要找出原因，提出整改意見，然后重新進(jìn)行核查，直至符合要求。
2)核查中存在的問題，并作記錄，便于以后注意和改進(jìn)。實驗室要對期間核查計劃的執(zhí)行情況進(jìn)行分析，定期進(jìn)行評審。非常后，對期間核查的所有記錄以及相關(guān)文件整理歸檔。
3. 6 期間核查的注意事項
1)檢查檢測開關(guān)。檢測開關(guān)表面應(yīng)清潔，無污物。
2)檢查電器系統(tǒng)。電器系統(tǒng)應(yīng)該能控制天然氣流量計的正常運行。
3)專人負(fù)責(zé)操作天然氣流量計，操作時要細(xì)心。因為天然氣流量計檢定要求數(shù)據(jù)有連續(xù)性，一旦中斷，以前的數(shù)據(jù)就會作廢。
4)排氣。為保證檢定天然氣流量計的重復(fù)性，在每一行程運行前應(yīng)對天然氣流量計進(jìn)行排氣，確認(rèn)無氣后再進(jìn)行檢定。
4 結(jié)束語
根據(jù)天然氣流量計工作原理，結(jié)合油田生產(chǎn)實際，對應(yīng)用的三臺橇裝式天然氣流量計經(jīng)過進(jìn)行期間核查，可以確保整套裝置運行穩(wěn)定，控制平穩(wěn)可靠，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，減少計量糾紛的發(fā)生，完全滿足了油田流量計周期檢定需要，確保油田原油流量量值傳遞的準(zhǔn)確可靠。
