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静态质量法检定小口径流量计配套技术

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:628
在油田的开发生产和管理过程中,对原油、成品油流量的准确计量是十分重要的。目前,胜利油田已能利用先进的技术手段对大口径流量计进行检定。由于小口径流量计主要是对原油、成品油的计量,其温度、压力、管路状况、被测液体的流动状态、密度、粘度等都对检定结果产生较大的影响,使测量结果产生较大的误差。本文针对小口径流量计的特点及检定要求,介绍以静态质量法,选用变压器油作为检定介质,对小口径流量计进行检定的配套技术。
此自动控制系统是将现场各种数据、信号通过“数据采集接口”采集到工业控制计算机(ipc)中,根据系统状态和标定过程的要求,通过“输出控制接口”控制现场各执行机构,如对各种阀门的控制、流量的调节、换向器换向等,使整个装置按ipc的指令进行动作,组成一个集测量、调节、控制、数据处理、打印结果于一体的大型闭环控制系统。
1 工作原理
采用高准确度的电子秤作标准器,以变压器油作为检定介质,在常流情况下,使流体通过被检流量计进入称量罐,将电子秤显示的流体质量通过密度换算成体积流量与被检流量计显示的流量进行比较,得出被检流量计的有关技术指标。
流程如图1所示,由泵供给液流,液体流经稳压罐进行稳压,这样具有恒定液压的液体流经被检流量计、换向器、称量罐回到回液池。设换向器导向回液池,调节阀使流量脉冲频率稳定于某一值。检定时,计算机发出指令,打通需要的管路,为消除容器内残液的影响,计算机进行自动去皮,当流速稳定后,关闭阀,换向器自动换向称量罐,同时,计算机启动计时器和计数器开始计时计数。当计数值累加到预设定值时,计算机保存所采集的数据,并进行相应的数据处理,换向器自动换向回液池,打开放水阀,排空其中的液体,然后关闭此阀,将秤去皮。换向器换向到称量罐,进行下一次检定,如此循环往复。

图1 流程示意图
设计算机读取的称量脉冲信号为m和流量脉冲数n,根据定期测定的液体密度,根据公式计算出某检定点该次检定时称量罐内液体的体积即流过被检流量计的实际液量v。该检定点时流量计的仪表系数k=n/v。
2 计算误差
被检流量计的基本误差按下式计算:
e=(qm-qs)/qs
式中 qm为流量计示值;qs为称得的容积计算值;qs=mt/ρt×cf;mt为检定温度下的液体质量;ρt为检定温度下的液体密度;cf为检定温度下的液体空气浮力修正系数。
其重复性误差按下式计算:
δ=(emax-emin)/dndn为极差系数
3 检定系统的误差分析
整个检定系统的误差主要来源于三部分:一是电子秤误差;二是换向器误差;三是微机计时误差。
(1)电子秤误差δ1
本系统中选用的电子秤是济南金钟衡器股份有限公司生产的,准确度为δ1=±0.06%。
(2)换向器误差
换向器正反行程时间差为5ms,换向器最低工作时间为1.5min。
δ2=[5/(90×1000)]×100%=±0.0055%。
(3)计数误差
称量罐满量程为500,检定流量计时该称量系统称量接近满量程,技术脉冲最少为5000,计数误差优于1/5000,即δ3=±0.02%。
(4)系统的总误差

目前,该装置已通过胜利石油管理局科委的技术鉴定,可以对0.2级的小口径流量计进行检定。
4 结束语
该装置将微机用于标定过程的自动控制和数据处理,选用高准确度电子秤称量流过被测流量计的液体,最后将与流量有关的浮力、密度、温度、压力等影响因素进行计算,以确定被检流量计的准确度。
该装置具有以下特点:
(1)小口径流量计主要用于计量原油和成品油,检定用介质选用机油或柴油,其粘度、密度等参数和计量介质相似,测量结果较为准确。
(2)该装置所测量的液体是在静止时称量,不仅消除了液流的动力影响,而且与管路没有任何机械联系,是准确度较高的装置。
(3)将称量系统的称量部分设计为框架形,由3只称量传感器支承,这样减少秤体自重,最大秤量也可相应减少,以提高分辨能力。
(4)可以用于标定水、浆、矿物油和石油产品的流量计,尤其可用于粘度较高的液体。
(5)由于该装置使用工控机来进行自动控制,使标定过程中的动作全部程序化,可靠性高,数据处理速度快,缩短了标定时间。■
作者单位:陈奎建(胜利油田技术检测中心 东营 257001)
张瑞(胜利油田技术检测中心 东营 257001)
李莉(胜利油田技术检测中心 东营 257001)

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