摘要：整流(liu)器作爲氣(qi)體平整裝(zhuang)置，其作用(yong)是将天然(ran)氣📞的流态(tài)從紊流變(bian)爲平流，從(cóng)而使後端(duan)标準孔闆(pan)流量計 的(de)計量更加(jiā)正确。爲了(le)有效提高(gao)整流器在(zai)天然氣生(shēng)産中👉的使(shi)用效果、延(yan)長其使用(yong)壽命、解決(jué)整流器在(zài)天然氣生(sheng)産與計✂️量(liang)過程中所(suo)面臨的清(qīng)洗困難💁、維(wei)護不🌍便等(deng)問題，以天(tiān)💯然氣計量(liàng)中具有代(dai)表性的管(guǎn)式整流器(qi)爲研究對(dui)象，分析了(le)現用管式(shi)整流器在(zài)生産過程(chéng)😍中的弊端(duan)與不足，針(zhen)對性地提(tí)出了解🔞決(jué)方法。研究(jiū)結果表明(ming)：經過對現(xian)有管式整(zheng)流器的優(yōu)化，克服了(le)傳統整流(liu)器拆裝工(gong)藝繁瑣、作(zuò)業風險高(gao)等不足，提(tí)高了現場(chǎng)作業的安(an)全性，原創(chuàng)性地研🈲制(zhì)了一種可(kě)在線維護(hu)的體積流(liu)量計整流(liú)器🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。結論認(rèn)爲，所設計(ji)的新型整(zhěng)流器克服(fú)了現有技(ji)術的不足(zu)，解決了整(zhěng)流器使用(yong)過程🆚中拆(chāi)裝工藝繁(fan)瑣、作業風(fēng)險高等問(wèn)題，符合國(guo)家規定的(de)使用标準(zhun)，有效提高(gāo)了整流器(qi)清洗與維(wéi)護的效率(lü)🏃🏻。
0引言
　　天然(ran)氣作爲清(qing)潔能源，其(qí)需求量随(sui)着社會的(de)發展逐年(nián)增大☎️，與之(zhī)相應的是(shi)對天然氣(qi)計量的精(jīng)度要求高(gāo)。目前，天然(rán)🙇🏻氣計量廣(guǎng)泛使用标(biāo)準孔闆流(liú)量計。其原(yuan)理是以流(liú)體進入孔(kǒng)闆前、後所(suo)形成的壓(ya)差爲基礎(chǔ)，通過理想(xiang)流态💞下的(de)經驗公式(shi)結合♋數學(xue)模型💞進行(hang)計算，得出(chū)具體數值(zhí)。實際使用(yòng)過程中管(guan)内流😘态是(shì)否能滿足(zu)相應要求(qiú)是計量精(jing)度的關鍵(jiàn)。通過前人(rén)研究表明(ming)，影響流量(liàng)計精度的(de)因素較多(duō)，特别🍉是氣(qi)體流态對(dui)計量精度(du)的影響。現(xiàn)階段我國(guo)所使用的(de)整流器爲(wèi)固定式結(jié)構，但🥵其存(cun)在較多缺(que)陷，因📱此提(ti)出一種可(kě)在線維護(hù)的體積流(liu)量計整流(liu)器的設計(ji)思路，其使(shi)用、維護方(fāng)便，無需繁(fan)瑣的工藝(yì)流程🌈，使操(cāo)作人員的(de)勞動強度(du)及作♈業風(fēng)險得以降(jiàng)低，工作效(xiào)率提👨‍❤️‍👨高的(de)同時還可(ke)節約生産(chǎn)成本。
1固定(dìng)式整流器(qì)缺陷分析(xī)
　　整流器爲(wèi)氣體平整(zheng)裝置，安裝(zhuang)于标準孔(kǒng)闆流量計(ji)的⭕前端，其(qí)作用是将(jiang)天然氣的(de)流态從紊(wen)流變爲平(ping)流，從而使(shi)後端标準(zhun)孔闆流量(liàng)計的計量(liang)更加正确(què)。目前所使(shi)用的整流(liu)器㊙️均爲固(gu)定式結構(gòu)（圖1）。
 
　　整流器(qì)在工作過(guo)程中，由于(yu)氣流所攜(xié)帶的雜質(zhì)會使管内(nei)堆積污垢(gou)，引起管束(shù)内部堵塞(sai)或半堵塞(sai)，易形成紊(wěn)流，使整👄流(liu)效🌍果變🐆差(chà)。通過對現(xiàn)有固定式(shi)整流器結(jie)構及使用(yong)效果‼️分析(xī)，主要存在(zai)以下不足(zú)：①維護、清洗(xi)時必須要(yào)實施關井(jǐng)、放♈空、置換(huàn)等一系列(liè)流程倒換(huàn)及停産斷(duàn)氣等操作(zuò)，工作程序(xù)繁瑣，不但(dan)影響氣井(jing)的正常生(sheng)産，還影響(xiǎng)對下遊天(tiān)然氣用戶(hu)的正常供(gong)氣；②整流器(qi)作爲計量(liang)裝置的一(yi)部分，與計(ji)量精度密(mi)切相關，若(ruo)長🧑🏾‍🤝‍🧑🏼時間不(bú)清洗，會降(jiàng)低整流效(xiao)果，使紊流(liú)加重，影響(xiǎng)計量♍的正(zhèng)确率，對企(qi)業經濟效(xiào)益造成直(zhi)接影響；③若(ruò)在拆卸、更(geng)換的過程(cheng)中遇到有(you)毒或高壓(ya)氣流💁，可能(néng)會對操🐉作(zuo)⭐人員的人(ren)身安全造(zào)成⭐威脅。
2新(xin)型整流器(qi)設計思路(lù)與特點
2.1工(gōng)作原理
　　設(shè)計改進以(yǐ)分體式閥(fá)腔爲基礎(chǔ)，通過滑闆(pǎn)閥的阻隔(gé)将其🚶分爲(wei)上、下兩個(ge)閥腔，并在(zài)工作中利(lì)用齒輪軸(zhou)逐層傳遞(dì)的方式将(jiāng)整流管（闆(pǎn)）從下閥腔(qiāng)移至上閥(fá)腔。通過放(fàng)空閥平衡(heng)上閥腔與(yu)外界壓力(lì)，安全取出(chu)整流管（闆(pǎn)）。在對其清(qīng)洗、維護後(hou)用相同🌂方(fang)式将其安(an)裝歸位。
2.2結(jié)構設計
　　根(gēn)據國家标(biāo)準（GB／T21446-2008）規定，标(biāo)準孔闆流(liu)量計整流(liu)器分爲兩(liǎng)種：一種爲(wei)管束式，即(ji)整流管；另(lìng)一種爲孔(kǒng)闆式，即整(zheng)流闆。兩者(zhe)均✏️爲固定(ding)式安裝模(mo)式。新型整(zheng)流器在固(gu)定式整流(liu)器結構的(de)基礎上，以(yi)國家标準(zhǔn)爲依據，利(li)用閥腔阻(zu)隔結構，結(jie)合齒輪傳(chuán)動原理🔆進(jin)行設計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，使(shi)其滿足對(dui)管束式及(jí)孔闆式的(de)使用需求(qiu)（圖2）。
　　裝置整(zhěng)體爲上、下(xia)雙閥腔式(shì)，外部通過(guo)閥體固定(dìng)螺絲使✌️其(qi)👈相🔞連，閥腔(qiāng)内部通過(guo)滑閥的移(yí)動上、下阻(zu)隔。整流❗管(guan)（闆）安放于(yu)下閥腔下(xia)部，兩端與(yǔ)輸氣管道(dào)相接，内部(bu)可使氣🏃流(liú)平穩流通(tōng)。整流管（闆(pan)）兩端外側(ce)設有齒輪(lún)槽，下閥腔(qiang)底部爲排(pái)污槽，排污(wū)槽順氣流(liú)方向的一(yi)側安裝有(you)排污閥。下(xià)閥腔上部(bu)兩端安裝(zhuang)有齒輪軸(zhou)，其轉動✉️時(shí)可帶動整(zhěng)流管（闆）上(shang)下移動。上(shàng)閥腔底部(bu)爲🌂滑閥，中(zhōng)部兩端設(shè)計有與♉下(xia)閥腔相同(tong)的齒輪軸(zhou)，其作用是(shi)接替下閥(fa)腔齒輪對(dui)整流管（闆(pan)）的作用，上(shang)閥腔頂部(bu)設計有壓(ya)闆、頂闆以(yi)及頂絲，作(zuo)用🐆爲密封(feng)及固定整(zheng)流器頂部(bu)。腔體兩側(ce)安裝有輔(fu)助♌設計，如(ru)下閥腔與(yǔ)上閥腔連(lián)接處設有(yǒu)平衡閥及(ji)注脂口，上(shang)閥腔頂部(bù)側面設置(zhì)有放空閥(fá)。
 
注：1.輸氣管(guǎn)道；2.排污槽(cao)；3.下閥體；4.下(xià)閥腔；5.滑闆(pan)；6.滑闆閥；7.上(shàng)閥體；8.上閥(fá)腔；9.平衡閥(fá)；10.放空閥；11.壓(yā)闆；12.頂闆；13.頂(ding)絲；14.第一驅(qū)動裝置；15.第(di)二驅動裝(zhuang)置；16.注脂孔(kong)；17.螺栓；18.整流(liú)管；19.導闆齒(chi)輪；20.滑闆齒(chi)輪；21.放空閥(fá)閥💋腔；22.平衡(héng)☂️閥閥腔
2.3使(shǐ)用方法
　　裝(zhuang)置工作前(qian)，首先對密(mì)封性進行(háng)檢查，保證(zheng)其處于🧑🏾‍🤝‍🧑🏼安(an)全工作狀(zhuang)态。工作時(shi)主要包括(kuò)整流管（闆(pǎn)）平穩提❓升(shēng)、整流管（闆(pǎn)）安🍉全取出(chu)以及整流(liu)管（闆）安裝(zhuang)歸位三個(ge)部分。整流(liu)管💋（闆）平穩(wen)提升：打開(kai)平衡閥，使(shǐ)上閥腔與(yu)下閥腔連(lian)通，從而平(píng)衡上閥腔(qiāng)與下閥腔(qiāng)内的壓力(lì)。其次，打開(kāi)滑闆閥，驅(qū)動😄下閥腔(qiāng)齒輪軸，将(jiang)整流管👌（闆(pan)）從下閥腔(qiang)移至上閥(fa)腔，接着關(guān)閉滑闆閥(fa)，關閉平衡(héng)閥。整流管(guǎn)（闆）安全取(qǔ)出：打開放(fang)空💯閥，上閥(fa)體通過放(fang)🈲空通孔與(yu)外界大♌氣(qi)連通，使上(shang)閥腔與外(wai)界的壓力(lì)平衡。打開(kai)頂絲，取出(chu)頂闆、壓🙇🏻闆(pǎn)。驅動上閥(fa)腔齒輪軸(zhou)，将整流管(guǎn)（闆）從上閥(fa)腔💚取出。整(zhěng)流管（闆）安(an)裝歸位：将(jiāng)整流管（闆(pǎn)🌈）放入上閥(fá)腔，驅🔞動上(shang)閥腔齒輪(lun)軸，将整🏃‍♀️流(liu)管🥰（闆）下放(fang)上閥腔底(dǐ)部爲止。蓋(gài)好壓闆、頂(dǐng)闆，安裝頂(ding)絲，關閉放(fàng)空閥。打開(kai)平衡閥，使(shǐ)上閥💃腔與(yǔ)下閥腔内(nèi)的壓力平(ping)衡。打開滑(hua)闆閥，驅動(dong)下閥腔齒(chi)輪軸，将🔅整(zheng)流管（闆）從(cong)上閥腔移(yí)至下閥腔(qiāng)。關閉滑闆(pan)閥，關閉平(píng)衡閥。打開(kāi)放空閥，将(jiāng)上✂️閥腔氣(qi)體放空，确(que)保上閥🌈腔(qiang)内部壓力(li)平穩，最後(hòu)關🎯閉放空(kong)閥。
2.4性能特(tè)點
　　設計發(fa)明的新型(xíng)整流器的(de)優勢主要(yao)在于提取(qu)、安裝整流(liu)☁️管的過程(chéng)中無需截(jie)斷流體或(huo)置換流體(tǐ)管路，實現(xiàn)在線維護(hu)整流器。此(ci)外，設計驅(qū)動裝置使(shi)整流管在(zai)上下閥⭐腔(qiāng)内穿梭時(shí)，可✂️實現整(zheng)流管兩端(duān)同步升降(jiàng)，使整流器(qi)安裝與拆(chai)卸快捷、簡(jian)便♻️。整個維(wei)護過程可(ke)避免高壓(ya)流體給現(xiàn)場操作人(rén)員帶來傷(shang)害，同時也(ye)解決了清(qīng)洗、更換整(zhěng)流器時需(xu)要停産的(de)問題。
　　通過(guò)上閥腔齒(chǐ)輪軸、滑闆(pan)閥、下閥腔(qiang)齒輪軸的(de)配合就可(ke)移動管腔(qiāng)内的整流(liu)管（闆），取出(chu)與安裝歸(gui)位的整個(ge)過程簡單(dan)、平穩、快捷(jié)，實現了在(zai)線維護整(zhěng)流器🚶‍♀️，減少(shǎo)天然氣或(huo)有毒有害(hài)氣體與操(cao)作人員的(de)接觸，消除(chu)了潛🔞在的(de)危險。
3新型(xíng)整流器與(yu)固定式整(zheng)流器實用(yong)性對比
　　新(xin)型整流器(qi)較傳統固(gu)定式整流(liú)器在清洗(xi)時間、清洗(xi)方式、作業(ye)方式、計量(liang)精度影響(xiang)以及操作(zuò)的安全性(xìng)方面具有(you)更好的效(xiào)果，提高工(gōng)作效率的(de)同時，對作(zuo)業期間的(de)安全性也(ye)有了明顯(xiǎn)保障（表1）。同(tong)時，根據相(xiàng)關管理規(guī)定，計量設(she)備需在😍半(bàn)年内清❓洗(xi)、維護，但受(shòu)實際生産(chǎn)條件的限(xian)制，難以達(dá)到管理規(gui)定要求，新(xin)型整流器(qi)設計的提(ti)出，可有效(xiao)解決無法(fa)按期清㊙️洗(xi)維護的問(wen)題。
 
4經濟效(xiào)益分析
　　固(gù)定式整流(liú)器從停産(chǎn)斷氣開始(shi)完成一套(tào)清洗流程(cheng)一般需要(yào)約4h，根據要(yào)求每半年(nian)需清洗一(yi)次。清洗過(guo)程中無法(fǎ)持續生産(chan)，會影響天(tian)然氣銷售(shòu)量以及用(yòng)戶用氣。以(yi)單🙇‍♀️井日産(chǎn)量爲30×104m³計算(suan)，天然氣出(chu)廠價按1.548元(yuan)／m³（含稅及😘管(guan)輸費）計算(suàn)，清洗一🔆次(ci)影響天然(ran)氣銷售☀️量(liàng)約爲5×10104m³，損失(shī)銷售額達(dá)7.74萬元，全年(nian)合計則爲(wèi)15.48萬元。若🈲按(an)照油氣田(tian)全年生産(chan)天然氣量(liang)爲300×108m³計算，由(yóu)于清洗影(yǐng)響全年天(tian)然氣✨銷售(shòu)量達2700×10104m³，損失(shi)銷售額約(yuē)爲4000萬元。
　　對(duì)于低壓低(di)産積液氣(qì)井，年度産(chǎn)氣量約爲(wei)5×108m³，一旦氣井(jing)關井将♈有(you)🌍可能不能(neng)複産，需要(yào)氣舉增壓(ya)機等措施(shi)輔助複産(chǎn)，預計年度(du)因實施複(fu)産措施而(ér)減産的天(tiān)然氣産量(liang)約爲500×104m³，損失(shī)的價值約(yue)爲770萬元。若(ruò)采用新❗型(xíng)整流器，預(yù)計可有效(xiào)解決上述(shu)兩項問題(tí)，減少企業(ye)經濟效益(yì)損失。
5結論(lun)
1）通過查閱(yuè)整流器相(xiàng)關資料，發(fā)現并總結(jie)了目前國(guo)内現有固(gù)定🏃‍♀️式整流(liú)器的缺點(dian)與不足。
2）經(jīng)過對現有(yǒu)固定式整(zhěng)流器設計(jì)的優化，原(yuán)創性地設(she)計了一種(zhǒng)可在線維(wéi)護的體積(jī)流量計整(zhěng)流器。克🍓服(fu)了傳統整(zhěng)流器拆裝(zhuang)工藝繁瑣(suo)、作業風險(xian)高等不足(zú)，在實現可(ke)在線清洗(xǐ)、維護的🏃同(tong)時提高了(le)現場作🧑🏾‍🤝‍🧑🏼業(ye)的安全♍性(xìng)。
3）雖然所設(she)計的裝置(zhi)暫未在氣(qi)田現場進(jìn)行實際應(yīng)用，但目前(qián)已通過國(guo)家石油天(tiān)然氣大流(liú)量計量站(zhàn)成都分站(zhan)的檢測，表(biao)明該設計(ji)符合國家(jiā)規定的使(shǐ)🍉用标準，後(hou)期将會結(jié)合現場實(shi)際應用效(xiao)果進一步(bu)優化。

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