第七章天然氣流量計算

1、1第七章天然氣流量計算第七章天然氣流量計算n單位時間內(nèi)流過管路橫截面積的天然氣流體數(shù)單位時間內(nèi)流過管路橫截面積的天然氣流體數(shù)量，稱為天然氣流量。天然氣流量常用體積流量表量，稱為天然氣流量。天然氣流量常用體積流量表示。示。n測量氣體流量的方法和儀表種類較多，而用于測量氣體流量的方法和儀表種類較多，而用于天然氣的主要有三類：天然氣的主要有三類：n1.容積式流量計容積式流量計n容積式流量計是使氣體充滿一定容積的空間來容積式流量計是使氣體充滿一定容積的空間來測量流量，如羅茨流量計、濕式流量計和皮囊式流測量流量，如羅茨流量計、濕式流量計和皮囊式流量計等。量計等。n2.速度式流量計速度式流量計n速度式流量

2、計是以測量在管道內(nèi)流體平均流速速度式流量計是以測量在管道內(nèi)流體平均流速為依據(jù)，在已知管道截面積的條件下，測量氣體流為依據(jù)，在已知管道截面積的條件下，測量氣體流量。如孔板差壓流量計、監(jiān)界速度流量計等。量。如孔板差壓流量計、監(jiān)界速度流量計等。n2n3.質(zhì)量式流量計質(zhì)量式流量計n為一種處于發(fā)展中的儀表，它不受溫度、壓為一種處于發(fā)展中的儀表，它不受溫度、壓力、氣體偏差系數(shù)影響，具有直讀瞬時和累計的力、氣體偏差系數(shù)影響，具有直讀瞬時和累計的特點。如渦輪流量計，靶式流量計等。特點。如渦輪流量計，靶式流量計等。n 第一節(jié)第一節(jié) 差壓法測氣原理差壓法測氣原理n一、孔板差壓流量計一、孔板差壓流量計n 它是基于流

3、體流動的節(jié)流原理，利用流體流它是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流元件時產(chǎn)生的壓力差與其流量間的對應關經(jīng)節(jié)流元件時產(chǎn)生的壓力差與其流量間的對應關系，通過測量壓差實現(xiàn)對流量的測量。系，通過測量壓差實現(xiàn)對流量的測量。3n 如圖如圖7-17-1所示，差壓式流量計由節(jié)流裝置、導壓所示，差壓式流量計由節(jié)流裝置、導壓管和差壓計三大部分所組成。管和差壓計三大部分所組成。n圖圖71 差壓式流量計組成示意圖差壓式流量計組成示意圖上游側(cè)第二阻流件；上游側(cè)第二阻流件；2上游側(cè)第一阻流件；上游側(cè)第一阻流件；3、5孔板前后測量管；孔板前后測量管；4孔板和孔板夾持器；孔板和孔板夾持器；6下游側(cè)第一阻流件；下游側(cè)第一

4、阻流件；7導壓管；導壓管；8差壓計；差壓計；L0第一阻流件與第二阻流件之間的直管段；第一阻流件與第二阻流件之間的直管段；L1L2孔板上下游側(cè)的直管段孔板上下游側(cè)的直管段4n二、差壓法測氣原理二、差壓法測氣原理n 充滿管道的流體，當它充滿管道的流體，當它流經(jīng)管道內(nèi)節(jié)流裝置流經(jīng)管道內(nèi)節(jié)流裝置(如孔如孔板板)時，流速將在節(jié)流裝置時，流速將在節(jié)流裝置處形成局部收縮，將使部處形成局部收縮，將使部分壓能轉(zhuǎn)為動能，其結果分壓能轉(zhuǎn)為動能，其結果使流速增加，靜壓降低，使流速增加，靜壓降低，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生了壓在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生了壓力降，力降， 如圖如圖7-2所示。所示。n流束局部收縮：被測流流束局部收縮：被測

5、流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，節(jié)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，節(jié)流裝置前后的特性和壓力分裝置前后的特性和壓力分布圖布圖7-2所示。所示。圖圖7-2 孔板前后壓力和流速孔板前后壓力和流速分布圖分布圖5n 差壓的產(chǎn)生：由于流體運動的慣性，流經(jīng)節(jié)流裝差壓的產(chǎn)生：由于流體運動的慣性，流經(jīng)節(jié)流裝置后流體將繼續(xù)保持原來的流動方向，在孔板出口端置后流體將繼續(xù)保持原來的流動方向，在孔板出口端面面處形成一最小收縮截面處形成一最小收縮截面F2，此處流速截面最小，此處流速截面最小，流速達最大，壓力最低。此后，流束又逐漸擴大，壓流速達最大，壓力最低。此后，流束又逐漸擴大，壓力逐漸恢復升高，直至流體充滿整個管道，壓力恢復力逐漸恢復升高，直

6、至流體充滿整個管道，壓力恢復到最大值。到最大值。n 標準孔板所產(chǎn)生的壓差，通過導壓管將差壓訊號標準孔板所產(chǎn)生的壓差，通過導壓管將差壓訊號傳遞給差壓計，并由差壓計顯示出來。傳遞給差壓計，并由差壓計顯示出來。n 角接取壓：角接取壓孔板夾持器可以是單獨鉆孔取角接取壓：角接取壓孔板夾持器可以是單獨鉆孔取壓器件，或是環(huán)室取壓。壓器件，或是環(huán)室取壓。n 單獨鉆孔取壓規(guī)定上游側(cè)靜壓由前夾緊環(huán)取出，單獨鉆孔取壓規(guī)定上游側(cè)靜壓由前夾緊環(huán)取出，下游側(cè)靜壓由后夾緊環(huán)取出。環(huán)室取壓規(guī)定孔板上游下游側(cè)靜壓由后夾緊環(huán)取出。環(huán)室取壓規(guī)定孔板上游側(cè)靜壓由前環(huán)室取出，下游側(cè)靜壓由后環(huán)室取出。見側(cè)靜壓由前環(huán)室取出，下游側(cè)靜壓由后

7、環(huán)室取出。見圖圖7-37-3。6n法蘭取壓：指測量管法蘭上帶有符合有關規(guī)定的取壓器法蘭取壓：指測量管法蘭上帶有符合有關規(guī)定的取壓器件，并規(guī)定上、下游取壓孔的間距均為件，并規(guī)定上、下游取壓孔的間距均為25.4mm，且且是從孔板的上游端面量起。取壓孔間距是指取壓孔軸線是從孔板的上游端面量起。取壓孔間距是指取壓孔軸線與孔板的某一規(guī)定端面的距離。見圖與孔板的某一規(guī)定端面的距離。見圖7-4圖圖7-4法蘭取壓孔板夾持器法蘭取壓孔板夾持器圖圖7-3 角接取壓孔板夾持器角接取壓孔板夾持器 1孔板；孔板；2夾緊環(huán)；夾緊環(huán)；a環(huán)隙寬度或取壓孔直徑；環(huán)隙寬度或取壓孔直徑；f環(huán)隙厚度；環(huán)隙厚度；c、c上、下游夾緊環(huán)長

8、度；上、下游夾緊環(huán)長度；b夾緊環(huán)內(nèi)徑；夾緊環(huán)內(nèi)徑；s上游臺階到夾緊環(huán)的距離上游臺階到夾緊環(huán)的距離7n 其原理為：流體通過節(jié)流裝置處，流束將形成局其原理為：流體通過節(jié)流裝置處，流束將形成局部收縮，使部分壓能轉(zhuǎn)化為動能，使流速增加，靜部收縮，使部分壓能轉(zhuǎn)化為動能，使流速增加，靜壓降低，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差，流量越大，壓壓降低，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差，流量越大，壓差也越大，反之，越小，通過測量壓差的大小，就差也越大，反之，越小，通過測量壓差的大小，就可間接地計算氣體流量?？砷g接地計算氣體流量。8n三、氣動差壓變送器三、氣動差壓變送器n1.氣動差壓變送器的工氣動差壓變送器的工作原理作原理n 氣動差壓

9、變送器是氣動差壓變送器是將差壓轉(zhuǎn)換為成比例的將差壓轉(zhuǎn)換為成比例的標準信號（標準信號（0.020.10MPa）它基于力它基于力矩平衡原理工作，采用矩平衡原理工作，采用了負反饋的補償線路。了負反饋的補償線路。n單杠桿差壓變送器結構單杠桿差壓變送器結構如圖如圖7-5所示。所示。n 圖圖75 單桿差變壓器結構圖單桿差變壓器結構圖1膜盒；膜盒；2彈簧片；彈簧片；3主杠桿；主杠桿；4軸封膜片；軸封膜片；5頂針架；頂針架；6擋板；擋板；7噴嘴；噴嘴；8氣動放大器；氣動放大器；9波紋管波紋管9n單杠桿機構受力情況如圖單杠桿機構受力情況如圖7-6所示所示n在主杠桿上作用兩個力：一個是測在主杠桿上作用兩個力：一個

10、是測量力量力F，另一個是反饋力另一個是反饋力Ff，其大其大小分別為：小分別為：nFi；、；、Ff作用在主杠桿上，產(chǎn)生了作用在主杠桿上，產(chǎn)生了測量力矩測量力矩Mi；、；、和反饋力矩和反饋力矩Mf，它們的方向相反，大它們的方向相反，大小分別為小分別為n當主杠桿處于平衡狀態(tài)時，則當主杠桿處于平衡狀態(tài)時，則M M一一M M，即即n： pAppAFi1211)(出pAFf2（71）（72）pAM11il出pAlMi22（73）（74）出pApA2211ll（75）圖圖7-6 差壓變送器杠桿差壓變送器杠桿機構受力圖機構受力圖10n2安裝及操作安裝及操作n（1）節(jié)流裝置的安裝）節(jié)流裝置的安裝（2 2）變送器

11、的安裝）變送器的安裝n （3）操作（自學）操作（自學） 3LGE系列的可換孔板流量計系列的可換孔板流量計n LGE系列可換孔板節(jié)流計量裝置（現(xiàn)系列可換孔板節(jié)流計量裝置（現(xiàn)W103油田油田對潿洲終端供氣用）是一種結構新穎的流量檢測儀對潿洲終端供氣用）是一種結構新穎的流量檢測儀表，其特點是將節(jié)流元件（孔板）精確地安裝在固表，其特點是將節(jié)流元件（孔板）精確地安裝在固定的座體內(nèi)，在不拆動管線或不停止流體輸送的情定的座體內(nèi)，在不拆動管線或不停止流體輸送的情況下，可以方便地對孔板進行更換和對計量管道進況下，可以方便地對孔板進行更換和對計量管道進行清掃，從而保證了計量精度，減小維護的工作量。行清掃，從而保證

12、了計量精度，減小維護的工作量。4FOXBORO系列差壓流量計系列差壓流量計n 海上油田普遍使用易于維護、高精確度的氣體海上油田普遍使用易于維護、高精確度的氣體差壓式流量計，主要有差壓式流量計，主要有FOXBORO氣動的氣動的13A、15A、13Hdp cellTM系列和電動系列和電動823dp cellTM系列。系列。 11n（1）安裝要求）安裝要求 見圖（見圖（77）n 以上的安裝是按照美國以上的安裝是按照美國 GAS ASSOCIATION標準標準的 要 求 。 在 變 送 器 前 面 使 用 一 個 整 流 葉 片的 要 求 。 在 變 送 器 前 面 使 用 一 個 整 流 葉 片（S

13、TRAIGHTENING VANES），），目的是在孔板和目的是在孔板和STRAIGHTENING VANES之間形成一個平穩(wěn)的、線之間形成一個平穩(wěn)的、線性的流體，以達到精確計量氣體流量的目的。性的流體，以達到精確計量氣體流量的目的。STRAIGHTENING VANES是一個由多個焊在一起的是一個由多個焊在一起的導引管組成并固定在計量管壁上的儀器，該儀器由導引管組成并固定在計量管壁上的儀器，該儀器由FOXBORO生產(chǎn)，在國內(nèi)也叫整流器。生產(chǎn)，在國內(nèi)也叫整流器。圖圖77 變送器安裝示意圖變送器安裝示意圖121）對孔板噴嘴上、下游管段的要求）對孔板噴嘴上、下游管段的要求2）對設置測壓孔的要求）對

14、設置測壓孔的要求 3）變送器安裝位置要求）變送器安裝位置要求n 要滿足以上所述基本安裝要求，具體如圖要滿足以上所述基本安裝要求，具體如圖78。圖圖78 差壓式流量變送器安裝位置圖差壓式流量變送器安裝位置圖13第二節(jié)第二節(jié) 氣計量氣計量 近年隨著電子工業(yè)的發(fā)展，已引進計算機進行計量近年隨著電子工業(yè)的發(fā)展，已引進計算機進行計量數(shù)據(jù)的處理，但基礎仍然為孔板流量計。天然氣流量數(shù)據(jù)的處理，但基礎仍然為孔板流量計。天然氣流量計量系統(tǒng)一般如圖計量系統(tǒng)一般如圖710所示，主要由：計量直管所示，主要由：計量直管段；標準孔板；標準孔板夾持器；溫度、壓力、段；標準孔板；標準孔板夾持器；溫度、壓力、記錄儀（目前一般采

15、用變送器）；流量記錄儀或計記錄儀（目前一般采用變送器）；流量記錄儀或計算機；專門從流量計算機讀取數(shù)據(jù)并進行有效存儲算機；專門從流量計算機讀取數(shù)據(jù)并進行有效存儲管理的計算機等組成。管理的計算機等組成。 圖圖710 天然氣流量計量系統(tǒng)簡圖天然氣流量計量系統(tǒng)簡圖14n一、單井氣計量一、單井氣計量n1孔板流量計測量單井氣量的常規(guī)計算孔板流量計測量單井氣量的常規(guī)計算n 目前，使用孔板流量計測量單井氣量一般使用以下實目前，使用孔板流量計測量單井氣量一般使用以下實用公式用公式 :n 標準狀況指在溫度為標準狀況指在溫度為15、壓力為、壓力為760mmHg的環(huán)的環(huán)境下。境下。n 孔板綜合校正系數(shù)孔板綜合校正系數(shù)

16、K由由Ko、Re、Y三個校正系數(shù)產(chǎn)生。三個校正系數(shù)產(chǎn)生。Ko為孔板校正系數(shù)，是截面積比為孔板校正系數(shù)，是截面積比m的函數(shù)，截面積比的函數(shù)，截面積比m由下式得到：由下式得到： n式中：式中：d孔板直徑，孔板直徑，mm； D管道內(nèi)徑，管道內(nèi)徑，mm。n孔板直徑孔板直徑d和管道內(nèi)徑和管道內(nèi)徑D間的關系見圖間的關系見圖 79。oooWgZTpHKdq28943. 1（76）22Ddm（77）15n 根據(jù)壓差取樣口的位置分為法蘭取樣和根據(jù)壓差取樣口的位置分為法蘭取樣和管線取樣，見圖管線取樣，見圖711。由截面積比。由截面積比m的值的值和壓差取樣口的位置，查相應的圖和壓差取樣口的位置，查相應的圖712或或

17、圖圖713，可得到，可得到Ko。圖圖711 （a）壓差管線取樣壓差管線取樣圖圖712 （b）壓差法蘭取樣壓差法蘭取樣16為簡化計算過程將雷諾數(shù)系數(shù)為簡化計算過程將雷諾數(shù)系數(shù)Re、膨脹系數(shù)膨脹系數(shù)Y值取互。值取互。 孔板壓差孔板壓差Hw由孔板流量計的由孔板流量計的Barton記錄儀記錄記錄儀記錄在在Barton卡片上。由于有些記錄儀以卡片上。由于有些記錄儀以英寸水柱為單英寸水柱為單位，孔板壓差位，孔板壓差HwHw的值需轉(zhuǎn)換為毫米水柱，毫米水柱的值需轉(zhuǎn)換為毫米水柱，毫米水柱和英寸水柱的轉(zhuǎn)換關系為：和英寸水柱的轉(zhuǎn)換關系為：1 1毫米水柱毫米水柱1英寸水柱英寸水柱 25 254 4。 孔板壓差孔板壓差

18、HWHW平均值由下式得出：平均值由下式得出： 21)1(nwnwhnH（78） 17n 氣體壓縮系數(shù)氣體壓縮系數(shù)Zo，是視溫是視溫Tr和視壓和視壓pr的函數(shù)。的函數(shù)。Tr和和pr由下式得到由下式得到 n 測試分離器壓力測試分離器壓力Po（指絕對壓力）單位為指絕對壓力）單位為105Pa；n 測試分離器溫度測試分離器溫度To（指絕對溫度）可由下式得出指絕對溫度）可由下式得出TT273，K；n Tc和和Pc由氣相對密度查圖由氣相對密度查圖715獲得。利用已知獲得。利用已知po和和pc，To和和Tc計算出視溫計算出視溫Tr和視壓和視壓pr，通過視溫通過視溫Tr和視和視壓壓pr查圖查圖716，可得到氣體

19、壓縮系數(shù)，可得到氣體壓縮系數(shù)Zo。將各參數(shù)的將各參數(shù)的值代人公式，經(jīng)計算可得到單井氣產(chǎn)量。值代人公式，經(jīng)計算可得到單井氣產(chǎn)量。CrTTT0（79）Prcpp0（710）18n2單井氣量的計算實例單井氣量的計算實例n例例 某生產(chǎn)井產(chǎn)氣的各測量參數(shù)值如下：某生產(chǎn)井產(chǎn)氣的各測量參數(shù)值如下：n孔板直徑孔板直徑 d=63.5rnm；n管道內(nèi)徑管道內(nèi)徑 D=1425mm；n測試分離器壓力測試分離器壓力 po3.35MPa；n測試分離器溫度測試分離器溫度 To58；氣相對密度氣相對密度 n由孔板直徑由孔板直徑d63.5mm和管道內(nèi)徑和管道內(nèi)徑D142.5mmn得截面積比得截面積比m=63.5142.5=0.

20、1986n由截面積比由截面積比m=0.1986，查相應的圖查相應的圖713，可得，可得到到Ko=0.615n為簡化計算過程將雷諾數(shù)系數(shù)為簡化計算過程將雷諾數(shù)系數(shù)Re、膨脹系數(shù)膨脹系數(shù)Y的值的值取取1n氣體壓縮系數(shù)氣體壓縮系數(shù)Zo的獲得方法：的獲得方法：19n測試分離器壓力測試分離器壓力Po（指絕對壓力）指絕對壓力）=3.350.1=3.36MPa=33.6105Pan測 試 分 離 器 溫 度測 試 分 離 器 溫 度 To（ 指 絕 對 溫 度 ）指 絕 對 溫 度 ） = 5 8 273=331Kn由氣相對密度由氣相對密度0.746，查圖，查圖715得得TC227K和和Pc=46.0105

21、Pan通過視溫通過視溫Tr和視壓和視壓Pr查圖查圖716，可得到氣體壓縮，可得到氣體壓縮系數(shù)系數(shù)Z。=093將各參數(shù)的值代人公式：將各參數(shù)的值代人公式： Tr=46. 12273310cTT視溫視溫視壓視壓75. 00 .466 .330cPPTc=qg =0.18943Kd2 =0.18943 =8363.75000ZTPHw746. 093. 03316 .3370.21715 .63615. 02hm320n二二 油田總產(chǎn)氣量的計量油田總產(chǎn)氣量的計量n 油田總產(chǎn)氣量的計量的計算方法：油田總產(chǎn)氣量的計量的計算方法：n1.單井產(chǎn)氣量累計法單井產(chǎn)氣量累計法n 根據(jù)各生產(chǎn)井單井測試的產(chǎn)氣量求和累

22、計可計算根據(jù)各生產(chǎn)井單井測試的產(chǎn)氣量求和累計可計算出油田總產(chǎn)氣量。出油田總產(chǎn)氣量。n 式中：式中：Qg油田總產(chǎn)氣量；油田總產(chǎn)氣量；qg生產(chǎn)井單井產(chǎn)生產(chǎn)井單井產(chǎn)氣量氣量;nn生產(chǎn)井井數(shù)；生產(chǎn)井井數(shù)；T生產(chǎn)井生產(chǎn)小時數(shù)。生產(chǎn)井生產(chǎn)小時數(shù)。n2Pr輸氣量累計法輸氣量累計法n 將油田的各外輸氣流量計流量值進行累計，再加將油田的各外輸氣流量計流量值進行累計，再加上原油分離器氣出口的氣量得到油田總產(chǎn)氣量。上原油分離器氣出口的氣量得到油田總產(chǎn)氣量。Qg=ngTq1(712)21n注意講法：注意講法：n三、現(xiàn)場實用計算公式三、現(xiàn)場實用計算公式n(1)流量計卡片流量計卡片nCWD雙波紋管差壓計所用記錄紙為園形，

23、由鐘雙波紋管差壓計所用記錄紙為園形，由鐘表機構驅(qū)動，表機構驅(qū)動，24小時順時針方向轉(zhuǎn)動一圈。廣泛使小時順時針方向轉(zhuǎn)動一圈。廣泛使用的記錄紙為用的記錄紙為L-100(最大格數(shù)為最大格數(shù)為100格格)的開方卡的開方卡片。片。n開方卡片的特點是各同心園的間隔不是等距離開方卡片的特點是各同心園的間隔不是等距離的，并且從卡片上讀出的記錄數(shù)不是靜壓、差壓的的，并且從卡片上讀出的記錄數(shù)不是靜壓、差壓的直接讀數(shù)，而是靜壓、差壓值的平方根相當于最大直接讀數(shù)，而是靜壓、差壓值的平方根相當于最大規(guī)格的百分數(shù)。規(guī)格的百分數(shù)。即：將讀得的格數(shù)經(jīng)換算后，才能即：將讀得的格數(shù)經(jīng)換算后，才能得出靜壓，差壓的具體數(shù)值，其換算如

24、下：得出靜壓，差壓的具體數(shù)值，其換算如下：22n格數(shù)與差壓的關系格數(shù)與差壓的關系n格數(shù)與靜壓的關系格數(shù)與靜壓的關系n 式中式中 Hmax、pmax流量計的最大差壓和附記流量計的最大差壓和附記壓力壓力(最大靜壓最大靜壓)，Pa、MPa；n hw、p1 實測的差壓和靜壓值；實測的差壓和靜壓值；n h 、p 流量開方卡片上差壓和靜壓實際指示格流量開方卡片上差壓和靜壓實際指示格數(shù)。數(shù)。hhHw100maxppp1001max（7-2-27）（7-2-28）23n由上述兩式可得由上述兩式可得n n 例例5-1 已知某雙波紋管差壓計差壓量程為已知某雙波紋管差壓計差壓量程為40000Pa，附記壓力為附記壓力

25、為6.4MPa，使用使用L-100開方開方卡片，差壓指示格數(shù)卡片，差壓指示格數(shù)h60格。靜壓指示格數(shù)為格。靜壓指示格數(shù)為p50格，求實際靜、差壓值。格，求實際靜、差壓值。 10000maxmax1hpHphpw（7-2-29）24n解：由公式（由公式（7-2-27）、（）、（7-2-28）n n代入數(shù)據(jù)計算得代入數(shù)據(jù)計算得n p p1 1=1.6MPa=1.6MPan h hw w=14400Pa=14400Pan 故實際靜壓值為故實際靜壓值為1.61.6MPaMPa，實際差壓值為實際差壓值為1440014400Pa Pa 22max22max1100100hHhpppw25n(1)算術平均法

26、算術平均法n將記錄卡片上每小時的平均靜壓和平均差壓格將記錄卡片上每小時的平均靜壓和平均差壓格數(shù)分別相加，并除以全天的生產(chǎn)小時。數(shù)分別相加，并除以全天的生產(chǎn)小時。n顯然，算術平均法要求記錄出的曲線較平緩，顯然，算術平均法要求記錄出的曲線較平緩，取點數(shù)較多，算術平均法的精確度才高。因此，算取點數(shù)較多，算術平均法的精確度才高。因此，算術平均法受取點次數(shù)的限制，在靜、差壓波動大的術平均法受取點次數(shù)的限制，在靜、差壓波動大的場合使用誤差較大。場合使用誤差較大。n(2)相當半徑法相當半徑法n用徑向方根求積儀將記錄卡片上靜、差壓指針用徑向方根求積儀將記錄卡片上靜、差壓指針劃出的不規(guī)則曲線所包圍的面積用描跡針

27、重復劃出，劃出的不規(guī)則曲線所包圍的面積用描跡針重復劃出，此時，徑面方根求積儀上所顯示出的數(shù)據(jù)就是曲線此時，徑面方根求積儀上所顯示出的數(shù)據(jù)就是曲線所包圍面積的相當半徑，即靜、差壓的指示格數(shù)。所包圍面積的相當半徑，即靜、差壓的指示格數(shù)。26n 徑向方根求積分包括記錄園盤和求積分兩部分徑向方根求積分包括記錄園盤和求積分兩部分組成，求積儀結構如圖組成，求積儀結構如圖7-5所示。所示。n使用方法：先將記錄卡片中心孔套在記錄紙使用方法：先將記錄卡片中心孔套在記錄紙盤中心軸上，用壓緊螺母壓緊記錄紙，再將求積盤中心軸上，用壓緊螺母壓緊記錄紙，再將求積儀的計算機構回零位，把求積儀曲線槽套在記錄儀的計算機構回零位

28、，把求積儀曲線槽套在記錄紙盤中心軸上，移動描述跡針從始點沿靜、差壓紙盤中心軸上，移動描述跡針從始點沿靜、差壓曲線回轉(zhuǎn)一周，回到始點位置。從計算機構上讀曲線回轉(zhuǎn)一周，回到始點位置。從計算機構上讀出的數(shù)值，出的數(shù)值，n即為即為24小時靜、差壓的平均格數(shù)。小時靜、差壓的平均格數(shù)。 n3.取值方法和計算規(guī)定為檢查流量計記錄值的準確取值方法和計算規(guī)定為檢查流量計記錄值的準確性，性，應隨時對流量計的零位進行校對。應隨時對流量計的零位進行校對。 27n差壓的零位在卡片的零位線上。而靜壓是絕對壓力，差壓的零位在卡片的零位線上。而靜壓是絕對壓力，其零位應在當?shù)卮髿鈮核鄬α⒌母駭?shù)上。如取當其零位應在當?shù)卮髿鈮核?/p>

29、相對立的格數(shù)上。如取當 地大氣壓力為地大氣壓力為0.101325MPa，可由靜壓換算公式可由靜壓換算公式求出靜壓指針起始點格數(shù)。求出靜壓指針起始點格數(shù)。n 例例5-2已知：某臺流量計，附記壓力為已知：某臺流量計，附記壓力為16MPa，使用使用L-100開方卡片，記錄筆指針起始點開方卡片，記錄筆指針起始點格數(shù)應在何處？格數(shù)應在何處？n解解 n 格 n因此，靜壓記錄筆指針起始點位置應放在因此，靜壓記錄筆指針起始點位置應放在7.96格處。格處。 100max1ppp96. 710016101325. 0 p28n解解：Pmax=n答：這臺儀表Pmax為6兆帕，Hmax為0.025兆帕。212PPL

30、MPa67094. 210022a025. 060009. 0100hmax222w2MPHLH291.卡片參數(shù)換算公式卡片參數(shù)換算公式n等格卡片的換算公式如下：等格卡片的換算公式如下： (936)n開方卡片的換算公式：開方卡片的換算公式： （937）n當換算靜壓時公式變?yōu)椋寒敁Q算靜壓時公式變?yōu)椋?（938）換算的壓力卡片指示格數(shù)儀表規(guī)范L換算的壓力卡片指示格數(shù)儀表規(guī)范L1pppL大30 （939） （940）n當換算差壓時公式變?yōu)椋寒敁Q算差壓時公式變?yōu)椋?（941） （942）221. PLpp大Lppp.1大22.HLHhhHHLww大大LHhHw.大31 開方卡片參數(shù)之間的換算關系應熟練

31、掌握，靈活應用。開方卡片參數(shù)之間的換算關系應熟練掌握，靈活應用。等格卡片與開方卡片參數(shù)的相互換算等格卡片與開方卡片參數(shù)的相互換算:n由式（由式（936） （938）2得：得：n現(xiàn)場上經(jīng)常使用的是現(xiàn)場上經(jīng)常使用的是L100格卡片，則上式變?yōu)椋焊窨ㄆ瑒t上式變?yōu)椋?（943）222）換算的壓力不等格卡片指示格數(shù)（換算的壓力等格卡片指示格數(shù)儀表規(guī)范）（儀表規(guī)范LL等格pp10等格HH1032例例92某站新到某站新到CWD430儀表一臺，因儀表一臺，因儀表的銘牌丟失，故不知儀表的規(guī)范。經(jīng)校驗儀表的銘牌丟失，故不知儀表的規(guī)范。經(jīng)校驗知道，在知道，在L100的開方卡片上，靜壓指針在的開方卡片上，靜壓指針在

32、70格時，真重壓力為格時，真重壓力為2.94兆帕（絕）；差壓兆帕（絕）；差壓指針在指針在60格時；格時；U形管壓力計上為形管壓力計上為0.009兆帕兆帕的壓差。試問這臺儀表的規(guī)格的壓差。試問這臺儀表的規(guī)格p大大H各是多少各是多少兆帕？兆帕？ 解：解：答：該日靜壓開方卡片的格數(shù)應為答：該日靜壓開方卡片的格數(shù)應為77.5，差壓開，差壓開方卡片的格數(shù)應為方卡片的格數(shù)應為83.7。MPHLHMPPPLp025. 060009. 0100h67094. 2100222w222212大大33例例9-3某井站某日值班人員誤把等格卡片當某井站某日值班人員誤把等格卡片當作開方卡片裝在儀表上，當日靜壓平均格子數(shù)作

33、開方卡片裝在儀表上，當日靜壓平均格子數(shù)為為60，差壓平均格數(shù)為，差壓平均格數(shù)為70，請將這等格卡片，請將這等格卡片的格子數(shù)換算為開方卡片的格子數(shù)。的格子數(shù)換算為開方卡片的格子數(shù)。 解：解： 答：該日靜壓開方卡片的格數(shù)應為答：該日靜壓開方卡片的格數(shù)應為77.5，差壓開方卡片的格數(shù)應為差壓開方卡片的格數(shù)應為83.7。7 .837010105 .77601010等格等格HHpp34n2. 零位格的計算公式零位格的計算公式 為了檢查流量計記錄值的準確性，每周都要校對流為了檢查流量計記錄值的準確性，每周都要校對流量計的零（量計的零（0）位格數(shù)。流量計記錄的差壓是孔板上）位格數(shù)。流量計記錄的差壓是孔板上.

34、 下流壓力之差。因此它的下流壓力之差。因此它的0位格應在卡片的位格應在卡片的0刻度線上，刻度線上，而靜壓力是絕對壓力，所以而靜壓力是絕對壓力，所以0位格應在當?shù)卮髿鈮合鄬ξ桓駪诋數(shù)卮髿鈮合鄬母駭?shù)上，四川地區(qū)取大氣壓力應的格數(shù)上，四川地區(qū)取大氣壓力0.1兆帕。故靜壓兆帕。故靜壓0位格位格 ，由靜壓換算公式可求出。，由靜壓換算公式可求出。 使用等格卡片時，由（使用等格卡片時，由（936）式得：）式得： 式中式中 0位格數(shù)。位格數(shù)。 其余其余 符號同前。符號同前。 0p大pLp1.000p35使用L100的開方卡片時，由（940）式推導得：由上式可知，當使用100格開方卡片時，流量計的靜壓規(guī)范

35、（儀表附記壓力值）的不同而相應變化。對于一臺固定了的流量計，它的附記壓力已定，則0p大（兆帕）1.62.5461016p0（格）252015.812.9107.93.流量計卡片換算系數(shù)F在流量計卡片上讀出來的值（格數(shù)），不是流量公式中的靜，差壓值，為了計算方便，將卡片讀數(shù)換算為靜，差壓值讀數(shù)。換算過程：0p1001 . 0大p36HpLHLphppLppHLHhww大大大大.112.LHPFFFLHFLpFHPHp大大大大，令37 則則式中式中 F流量計卡片換算系數(shù)；流量計卡片換算系數(shù)； Fp靜壓卡片換算系數(shù)；靜壓卡片換算系數(shù)； FH差壓卡片換算系數(shù)。差壓卡片換算系數(shù)。 其余符號同前其余符號同

36、前 例例94有一臺有一臺CWD430型差壓計，最大靜型差壓計，最大靜壓壓P大大=1600千帕（絕），最大差壓千帕（絕），最大差壓H大大=70格，格，靜壓指示格數(shù)靜壓指示格數(shù) =60格，求靜壓格，求靜壓P1及差壓及差壓hw;當當Ah用用0.008686及及0.26915時，卡片系數(shù)時，卡片系數(shù)F分別是多少？分別是多少？HpFhpw1p38n解：解：PaLHHhHLHhkPaLpppPLppww49001007010000.576100601600.2222222111大大大又39答：靜壓答：靜壓P1為為576千帕（絕），差壓千帕（絕），差壓hw為為4900帕；當帕；當Ah用用0.008686及及

37、0.26915時，卡片系時，卡片系數(shù)數(shù)F分別是分別是0.4和和0.0129。0129. 0100)80665. 910000()5 .9806610001600(2915. 04 . 0100100001600.008686. 02222LHpFALHpFA時用當時用當大大40n三、天然氣銷售計量三、天然氣銷售計量n在天然氣銷售計量中，國外多以能量流量作為結算依在天然氣銷售計量中，國外多以能量流量作為結算依據(jù)。據(jù)。 n =n式中：式中：W能量熱值，能量熱值，MJ或或 Btu（BRITISH THERMAL UNIT）；）；nQg英制標準狀態(tài)（英制標準狀態(tài)（600F，14.696psi）或公制標

38、或公制標準狀態(tài)（準狀態(tài)（200C，0101325MPa）流量；流量；nV每標準立方米或立方英尺所含的熱量，每標準立方米或立方英尺所含的熱量，MJm3（由實驗分析確定）。由實驗分析確定）。n1天然氣計量系統(tǒng)的工藝流程天然氣計量系統(tǒng)的工藝流程n=WgQV41n2天然氣流量計檢定簡介天然氣流量計檢定簡介n氣體流量計量值傳遞系統(tǒng)如圖氣體流量計量值傳遞系統(tǒng)如圖717所示。所示。n標準孔板節(jié)流裝置的檢定主要是檢查測量孔板，看標準孔板節(jié)流裝置的檢定主要是檢查測量孔板，看孔板的各項指標是否符合要求?？装褰Y構示意圖如孔板的各項指標是否符合要求。孔板結構示意圖如圖圖418。n(1) 檢定技術要求檢定技術要求n1）

39、外觀）外觀n2）幾何尺寸和極限偏差）幾何尺寸和極限偏差n3）形狀和位置公差）形狀和位置公差n 孔板各部位的形狀和位置公差應符合表孔板各部位的形狀和位置公差應符合表71。42 表表71 孔板各部位的形狀和位置公差要求孔板各部位的形狀和位置公差要求43n4）表面粗糙度）表面粗糙度n孔板各部位的表面粗糙度應符合表孔板各部位的表面粗糙度應符合表72。n 表表74 26in計量站由兩取壓孔間部件機械計量站由兩取壓孔間部件機械缺陷引起的常見誤差缺陷引起的常見誤差表表72 孔板各部位的表面粗糙度要求孔板各部位的表面粗糙度要求 單位：單位：m44n3常見孔板計量誤差原因及檢驗常見孔板計量誤差原因及檢驗n（1）

40、誤差原因）誤差原因n 天然氣計量精度由多種因素控制，但主要天然氣計量精度由多種因素控制，但主要由以下兩大因素來控制：一方面是工程設計，由以下兩大因素來控制：一方面是工程設計，另一方面是日常操作和維護管理。另一方面是日常操作和維護管理。n表表73和表和表74是美國聯(lián)合氣體管道公司及是美國聯(lián)合氣體管道公司及佛羅里達輸氣工程公司對差壓式標準孔板計量佛羅里達輸氣工程公司對差壓式標準孔板計量的一些研究數(shù)據(jù)，研究表明，在絕大多數(shù)情下，的一些研究數(shù)據(jù)，研究表明，在絕大多數(shù)情下，計量的天燃氣體積要比實際體積少計量的天燃氣體積要比實際體積少n（2）檢驗）檢驗n 由于計量的重要性，對其進行檢驗是非常必由于計量的重

41、要性，對其進行檢驗是非常必要的，以確保其合法及公正的利益。下面是對要的，以確保其合法及公正的利益。下面是對計量進行檢驗的幾個要點：計量進行檢驗的幾個要點：45n錯誤計量：錯誤計量：n保密性：數(shù)據(jù)及合同等相關事宜。保密性：數(shù)據(jù)及合同等相關事宜。n文件記錄：文件存檔的完整性和連續(xù)性。文件記錄：文件存檔的完整性和連續(xù)性。 n證書：計量關鍵設備的有效性。證書：計量關鍵設備的有效性。n計算機的正確性：用一公認的標準程序來計算機的正確性：用一公認的標準程序來檢驗計算程序是否正確。檢驗計算程序是否正確。n對錯誤計量進行糾正的合理性。對錯誤計量進行糾正的合理性。46第三節(jié)墊圈流量計和臨界速度流量計第三節(jié)墊圈流

42、量計和臨界速度流量計n一、墊圈流量計一、墊圈流量計n墊圈流量計主要是用于小產(chǎn)量墊圈流量計主要是用于小產(chǎn)量(日產(chǎn)量小于日產(chǎn)量小于8000m3)的氣井，尚未安裝輸氣管線時，在井場試的氣井，尚未安裝輸氣管線時，在井場試氣測氣井流量。氣測氣井流量。n1.工作原理工作原理n 墊圈流量計也是壓差式流量計。氣體流經(jīng)孔板墊圈流量計也是壓差式流量計。氣體流經(jīng)孔板產(chǎn)生節(jié)流，形成壓力差。當氣流速度小于臨界流速產(chǎn)生節(jié)流，形成壓力差。當氣流速度小于臨界流速時，壓力差越大，流量越大。只要測出壓力差，即時，壓力差越大，流量越大。只要測出壓力差，即可求出流量。墊圈流量計的孔板下游直接通大氣，可求出流量。墊圈流量計的孔板下游直

43、接通大氣，上流壓力就是壓力差。上流壓力就是壓力差。n47n2.結構結構n 如圖如圖7-19所示，所示， 圖圖719 墊圈流量計墊圈流量計 1測氣短節(jié)測氣短節(jié) 2孔板孔板 3壓帽壓帽 4膠皮管膠皮管 5U型壓力計型壓力計 6取壓管取壓管48n3.計算公式計算公式n4.適用范圍與測試要求適用范圍與測試要求n墊圈流量計只適用于測量較小氣體流量，一般墊圈流量計只適用于測量較小氣體流量，一般為幾十到幾為幾十到幾km3/d。它具有結構簡單，攜帶方便等它具有結構簡單，攜帶方便等優(yōu)點，一般適用于鉆井中途測試和完井測試。也適優(yōu)點，一般適用于鉆井中途測試和完井測試。也適合于油井測伴生氣量。合于油井測伴生氣量。qs

44、c0.922d2hTg/（713)49n二、臨界速度流量計二、臨界速度流量計n臨界速度流量計具有結構簡單、所取參數(shù)臨界速度流量計具有結構簡單、所取參數(shù)少、計算簡便、測量范圍廣等優(yōu)點，故廣泛少、計算簡便、測量范圍廣等優(yōu)點，故廣泛用于氣藏探井和尚未接通輸送管線的新井產(chǎn)用于氣藏探井和尚未接通輸送管線的新井產(chǎn)氣量的放噴測量。氣量的放噴測量。n 但該流量計對生產(chǎn)井不宜采用，因輸氣管最但該流量計對生產(chǎn)井不宜采用，因輸氣管最大允許壓差一般都不能滿足該流量計的要求大允許壓差一般都不能滿足該流量計的要求。n 50n1.臨界速度流量計結構臨界速度流量計結構n臨界速度流量計由流量計本體、孔板及接頭等組成，如圖臨界速度流量計由流量計本體、孔板及接頭等組成，如圖720、721所示。所示。圖圖720 2英寸型臨界速度流量英寸型臨界速度流量計結構圖計結構圖