[摘要]标(biāo)準孔闆(pan)計量 系(xì)統用于(yu)天然氣(qi)流量計(ji)量，測量(liang)管在運(yun)行過程(chéng)中，直管(guǎn)段☎️内壁(bi)粗糙度(du)發生變(bian)化。文章(zhāng)按使用(yòng)年限、氣(qi)質條件(jian)、日🔴輸氣(qi)👨‍❤️‍👨量等因(yin)素将真(zhen)管段内(nei)壁粗糙(cao)度分爲(wei)四類，分(fèn)析了各(ge)類測量(liang)管粗糙(cao)度變化(hua)，對計量(liang)系㊙️統誤(wù)差的影(ying)響，并列(lie)😄舉了對(duì)不同管(guan)徑的㊙️各(ge)類計量(liàng)管粗糙(cao)度的修(xiu)正。最終(zhōng)提❗出爲(wei)減少粗(cu)糙度對(dui)标準🍓孔(kong)闆計量(liàng)系統的(de)誤差影(ying)響，對上(shàng)下遊直(zhi)管段的(de)維👅護建(jian)議。
中石(shí)化西南(nan)油氣分(fen)公司川(chuan)西氣田(tián)目前廣(guang)泛采用(yong)⭐以♋.标準(zhǔn)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻孔闆😘作(zuo)爲一次(ci)儀表的(de)差壓式(shi)計量系(xì)統進行(hang)天🙇‍♀️然氣(qi)✨流量計(jì)量，多數(shu)井在後(hòu)期開發(fa)中泡沫(mò)排水等(děng)工藝措(cuo)施🔞十分(fen)頻繁，天(tiān)然🔴氣中(zhōng)含大量(liàng)水、油、粉(fěn)塵等雜(zá)質，測量(liang)管在使(shǐ)用過程(chéng)中，由于(yú)長期經(jing)受髒污(wū)氣流的(de)沖刷、腐(fǔ)蝕，最終(zhong)導緻直(zhí)管段内(nèi)壁粗糙(cao)度⛹🏻‍♀️發生(sheng)變化，對(duì)标準孔(kǒng)闆計量(liang)系統的(de)誤差影(ying)響較大(da)，如何減(jian)少誤差(chà)，提高計(ji)量系統(tong)精度，結(jié)合工作(zuo)實踐談(tán)幾點認(ren)識和維(wei)護💘體會(huì)。
1計量直(zhí)管段使(shi)用情況(kuang)調查
　　氣(qi)田計量(liàng)管段自(zi)投人使(shi)用以來(lái)，所有标(biao)準孔闆(pan)計量系(xì)統粗🚶糙(cāo)度均按(an)0.15mm進行修(xiū)正并參(can)與流量(liàng)計算。對(dui)現場使(shǐ)用的計(ji)量管段(duan)抽♍樣調(diào)查(結果(guǒ)見表
1)發(fa)現部分(fèn)計量直(zhí)管段内(nei)壁嚴重(zhòng)存在腐(fǔ)蝕、結垢(gou)、結皮等(děng)現象，經(jing)測算确(què)認粗糙(cao)度在0.2~2mm之(zhī)間,遠大(da)于計量(liang)系統目(mù)前🈲的設(shè)定值(0.15mm)，直(zhí)接影響(xiǎng)計量系(xì)統的精(jīng)度。
　　按表(biǎo)1分類，分(fen)别選取(qu)了豐谷(gu)站備用(yòng)管線、江(jiang)沙7井管(guǎn)線、135管💔道(dào)1、新計👨‍❤️‍👨量(liang)管四根(gen)計量管(guan)進行粗(cū)糙度檢(jian)測，這四(si)條⛷️計量(liang)管基本(běn)情況以(yi)📧及粗糙(cāo)度檢測(ce)結果如(rú)表2。
 
　　由表(biao)2可以看(kan)出，計量(liàng)管的内(nèi)壁粗糙(cāo)程度跟(gēn)使用條(tiáo)件有很(hen)大關系(xì)，就氣田(tian)的氣質(zhi)而言，計(ji)量管投(tou)人使用(yòng)後粗糙(cao)度就會(huì)發🈲生較(jiao)大的變(bian)化，其中(zhong)結垢和(he)結皮對(duì)其内壁(bi)粗糙度(dù)影響最(zui)大，計量(liang)管的内(nei)壁粗糙(cāo)度與氣(qi)質髒污(wu)程度、輸(shū)氣量大(da)💔小、使用(yòng)年限長(zhǎng)短成正(zheng)比。按使(shǐ)用年限(xian)、氣質條(tiáo)🐕件、日輸(shu)氣量，其(qí)内壁粗(cu)糙度程(chéng)度可根(gen)據上述(shu)三個因(yīn)素大緻(zhi)分爲四(si)類，其中(zhōng)--類計量(liang)管的内(nei)壁粗糙(cāo)度0.9mm，二類(lei)計量管(guan)内壁粗(cū)糙度在(zai)0.4mm左右;三(san)類粗糙(cao)度0.25mm左右(you);四類粗(cu)糙度情(qing)🥵況最好(hǎo)，爲0.015mm左右(yòu)。
2直管段(duan)粗糙度(du)變化帶(dai)來的計(jì)量誤差(chà)
　　标準孔(kong)闆流量(liang)計 運行(hang)時，對直(zhí)管段的(de)要求主(zhǔ)要包括(kuò):(1)直管段(duàn)長度;(2)直(zhi)💋管段圓(yuán)度和💰直(zhi)徑;(3)直管(guǎn)段内壁(bì)粗糙度(du)。以上三(sān)個條件(jiàn)中，直管(guǎn)段粗糙(cao)度最易(yi)👌發生變(bian)化。欲達(da)到規定(ding)的不确(que)定度值(zhí)，直管段(duàn)内壁粗(cu)糙度必(bi)須滿足(zu)标準GB/T21446--2008所(suǒ)🈲提要求(qiú)。
　　由于天(tiān)然氣從(cong)地層中(zhōng)采出來(lai)，雖經分(fen)離、除塵(chen)或過濾(lǜ)🐉，因其所(suo)含成分(fen)十分複(fu)雜，從單(dān)井采氣(qi)計量、集(jí)氣🐆計量(liàng)到配氣(qi)計量，氣(qì)⭐質組分(fen)各不相(xiang)同，因而(ér)節流裝(zhuang)置在使(shi)用過程(chéng)中其沖(chong)刷、腐蝕(shi)程度也(yě)不相同(tóng)。經調查(chá)研究表(biao)㊙️明，氣流(liu)對🤟孔闆(pǎn)直角人(ren)口邊緣(yuán)☎️和測量(liang)管内璧(bì)的沖刷(shuā)腐蝕尤(yóu)爲嚴重(zhòng)，這将造(zao)成流出(chu)系數C發(fā)生變化(huà)，流量⭕測(cè)量不确(què)定度超(chao)過估算(suàn)值。爲了(le)減小誤(wu)差，推薦(jian)更新孔(kong)闆和新(xin)測量管(guan)，若🌈要繼(jì)續使用(yong)可🤟求出(chū)粗糙度(dù)算術平(píng)🌈均偏差(cha)R,，對流出(chū)系數修(xiu)正後再(zài)使用。
　　修(xiū)正方法(fa)爲:将原(yuán)流出系(xi)數C乘上(shang)粗糙度(dù)系數YRe，即(jí):
C'=C·YRe·bk(1)
　　式中:C'爲(wèi)修正後(hòu)的流出(chū)系數;C爲(wèi)标準流(liu)出系數(shu);YRe爲管道(dao)粗糙❓度(dù)修正系(xì)數;bk爲孔(kong)闆開孔(kong)人口邊(biān)緣尖銳(ruì)度修正(zhèng)系數㊙️。
注(zhù):本文不(bú)讨論孔(kong)闆開孔(kong)入口邊(bian)緣尖銳(rui)度磨損(sun)對🏃‍♂️計量(liàng)💰的影響(xiang)。
　　其中修(xiu)正系數(shu)YRe随測量(liang)管内壁(bi)相對粗(cu)糙度K/D和(hé)管徑雷(léi)諾☎️數ReD而(er)變化，其(qí)值按下(xià)式計算(suàn):
 
當ReD≥106時，
YRe=γRe=γoo
　　γo與(yǔ)直徑比(bǐ)β2和相對(dui)粗糙度(dù)的倒數(shù)D/K有關,其(qi)值在标(biao)準GB/T21446--2008中查(cha)表🏃‍♂️求📐得(dé)。其中,K爲(wei)等效絕(jue)對粗糙(cao)度，可從(cong)标準CB/T21446--2008中(zhōng)查表取(qu)得，有條(tiáo)件的情(qing)況下，用(yòng)流體實(shi)驗方法(fa)測出相(xiang)對粗糙(cao)度K/D。
　　γo由β2和(he)D/K共同決(jue)定，換言(yan)之，由粗(cu)糙度帶(dai)來的計(ji)量誤差(cha)由β2和D/K分(fèn)别🏃‍♂️引入(ru)。對同-計(ji)量管,其(qi)相對粗(cū)糙度是(shì)一定的(de)，因此其(qí)γ0随β增大(dà)而增大(dà);而β的大(da)小往往(wang)由輸氣(qi)量大小(xiao)決定，氣(qì)量越大(dà)，β值越大(dà)。
　　當D/K=400,β2=0.6時，查(chá)表可知(zhi)γo達到最(zui)大，爲1.020;同(tóng)時标準(zhǔn)中規定(dìng)，法蘭取(qǔ)壓🈲時，ReD≥106，則(zé)γRe=γo，即此時(shí)γRe=1.020，則C'=1.020C。
已知(zhi):
 
　　即:當D/K=400,β2=0.6時(shí)，由測量(liang)管内壁(bì)粗糙帶(dai)來的計(ji)量相對(duì)誤差爲(wèi)(1.02-1)x100%=2%。也就是(shi)💁說，如果(guo)不對計(ji)量管進(jin)行粗糙(cao)度修正(zhèng)，結果會(huì)比實際(jì)值偏低(dī)2%。
　　然而，對(duì)于腐蝕(shi)程度高(gao)、嚴重結(jie)皮的鋼(gāng)管，其K值(zhí)可能大(da)于👄2mm,Ra可能(neng)大于0.6mm。
　　依(yi)據現場(chǎng)調研，大(dà)部分應(yīng)用較久(jiu)、氣質較(jiao)髒的計(ji)量👨‍❤️‍👨管其(qí)内壁粗(cū)糙度較(jiao)大，D/K值大(dà)多小于(yú)400，因.此C'極(ji)可能大(dà)于1.020C，即由(you)測量管(guan)🈲内壁粗(cu)糙引人(ren)的計量(liàng)相對誤(wù)差也大(da)于2%。目✔️前(qián)在某些(xiē)廠家的(de)計算軟(ruǎn)件可以(yǐ)對粗糙(cāo)度小于(yu)1mm的情況(kuàng)進行修(xiu)正，超過(guo)1mm的🙇🏻就不(bu)能修正(zhèng)了。因此(ci)，若測量(liàng)管内壁(bì)粗糙度(du)大于1mm,則(ze)不具備(bei)修正意(yì)義，應更(geng)換新的(de)計⭐量管(guan)。
3四類計(ji)k管粗糙(cao)度誤差(chà)影響
　　結(jié)合實驗(yan)用計量(liàng)直管段(duan)現場使(shǐ)用條件(jiàn)，采用上(shàng)文所述(shu)方法可(ke)以計算(suàn)得出該(gai)四條直(zhí)管段在(zài)使用過(guo)程中給(gei)計量帶(dai)💔來的誤(wu)差影響(xiǎng)。
(1)豐谷站(zhan)備用計(ji)量直管(guan)段粗糙(cao)度帶來(lái)的計量(liàng)誤差影(ying)響🌏:
　　由表(biǎo)1提供的(de)參數:K=0.870mm，則(ze)D/K=150/0.870=172;β2=0.62=0.36
　　由于D/K=172<400,無(wú)法通過(guo)标準查(cha)表求得(de)γo值，但依(yī)據表中(zhōng)γo變化趨(qū)勢可✌️大(da)緻判定(dìng)γo的範圍(wéi)在1.009~1.014之間(jian)，則C'也在(zài)(1.009-1.014)C之間。即(ji)該計量(liàng)管因粗(cū)糙度引(yǐn)人的🤞計(ji)量誤差(chà)在-(0.9~1.4)%之間(jian)。
(2)江沙7井(jing)計量直(zhi)管段粗(cu)糙度帶(dai)來的計(ji)量誤差(chà)影響:
　　由(yóu)表1提供(gòng)的參數(shù):K=0.416mm,則D/K=80/0.416=192;β2=0.27=0.073≈0.1
　　由于(yú)D/K=192<400,無法通(tōng)過标準(zhǔn)查表求(qiú)得Yo值，但(dàn)依據表(biao)中γo變化(huà)趨勢可(kě)大緻判(pan)定γo的範(fàn)圍在1.003~1.006之(zhī)間,則C'也(yě)在(1.003~1.006)C之間(jiān)。即該計(jì)量🔞管因(yin)粗糙🍉度(dù)引人的(de)計量誤(wù)差在-(0.3~0.6)%.之(zhi)間。
(3)135井管(guǎn)道1計量(liàng)直管段(duàn)粗糙度(dù)帶來的(de)計量誤(wù)差影響(xiang)🌐:
　　由表1提(ti)供的參(cān)數:K=0.230mm，則D/K=100/0.230=435;β2=0.52=0.25.
　　由(yóu)于D/K=435>400，可以(yi)查表求(qiú)得γo值，在(zài)1.003~1.006之間。則(ze)C'也在(1.003~1.006)C之(zhī).間。該計(ji)量管因(yin)粗🤞糙♋度(dù)引人的(de)計量誤(wù)差在-(0.3~0.6)%之(zhi)間。
(4)新計(jì)量管的(de)内壁很(hěn)光潔則(zé)可忽略(luè)粗糙度(du)引入的(de)🧡計量誤(wu)差。
4直管(guǎn)段内壁(bì)粗糙度(dù)修正
　　标(biāo)準中規(guī)定，因測(ce)量管内(nei)壁粗糙(cāo)度變化(hua)導緻的(de)流出系(xì)數C将發(fā)生變化(huà)，流量測(cè)量不确(què)定度超(chāo)過估算(suàn)值。爲了(le)避免這(zhè)種超差(cha)，推薦更(gèng)新孔闆(pǎn)和新測(ce)量管，若(ruò)要繼續(xu)使用可(ke)求出粗(cu)糙度算(suan)術平均(jun1)偏差Ra,對(duì)流㊙️出系(xi)數修正(zheng)後再使(shǐ)用。
　　由于(yu)标準隻(zhi)對D/K≥400的情(qing)況提出(chu)了規定(ding)，因此現(xian)場在用(yòng)的部分(fen)計量管(guan)是無法(fa)按實際(ji)粗糙度(dù)進行修(xiū)正的。就(jiù)目前采(cai)用的💔積(jī)算軟件(jian)而言,K值(zhi)最大也(ye)隻能修(xiū)正到D/K=400的(de)情況，表(biao)3列出了(le)氣田内(nèi)目前常(cháng)用的幾(ji)種測量(liang)管可以(yǐ)進行修(xiū)正的粗(cū)糙度值(zhí)⭐。
　　由表3可(kě)知:不同(tóng)管徑的(de)計量管(guan)，現行标(biao)準能修(xiu)正的🔞K值(zhí)㊙️的最大(dà)限值，即(jí)超過該(gāi)範圍就(jiù)不能修(xiu)正了，也(ye)就是超(chāo)限K值參(can)與積算(suan)出的流(liú)量已經(jing)偏離正(zheng)常值。
 
例(lì):現有在(zai)用計量(liang)管150mm，β值爲(wei)0.7，K爲0.44mrm。
　　則:D/K=340，查(cha)表3得，最(zui)大K值爲(wei)0.375mm。D/K=400，β2=0.5時，在标(biāo)準中查(cha)表γo爲1.014,即(ji)相對修(xiu)正量爲(wèi)1.4%。
D/K=340<400，因此實(shí)際相對(dui)修正量(liang)應該大(da)于1.4%
　　同時(shí)，目前川(chuan)西氣田(tian)所有的(de)計量直(zhi)管段粗(cū)糙度修(xiū)正系數(shù)均取0.15mm，經(jīng)推算現(xiàn)場相對(dui)修正量(liang)僅爲(0.6~0.9)%，即(ji)比理論(lun)修🐉正量(liàng)偏低(0.5~0.8)%。
　　由(yóu)此可得(dé)，川西氣(qì)田現用(yong)的粗糙(cāo)度修正(zhèng)系數0.15mm不(bú)合理，應(ying)依據計(ji)量管的(de)實際粗(cū)糙度情(qing)況，并結(jié)合标準(zhǔn)💔進行取(qu)值🤞。對沒(mei)有超🌈過(guo)限💜值的(de)按實際(ji)K值修正(zhèng)，對超過(guò)限值♻️的(de)，按最大(da)限值🤞進(jìn)行修正(zheng)。下面(見(jiàn)表4)将給(gei)出不同(tóng)管徑的(de)各類計(ji)量管應(ying)采👈用的(de)修正值(zhi)。
 
　　豐谷站(zhàn)備用管(guǎn)線與江(jiāng)沙7井計(ji)量管段(duàn)，均爲D/K<400,标(biāo)準并未(wei)給出D/K<400時(shi)的Yn值查(cha)詢，因此(cǐ)無法進(jìn)行粗糙(cāo)度修正(zhèng)，故該兩(liǎng)類計量(liang)管已不(bú)具備粗(cū)糙度修(xiū)正的意(yi)義。
　　135井管(guǎn)道1計量(liang)直管段(duan)由于D/K>400,沒(mei)有超出(chu)标準範(fàn)圍，因此(ci)可以通(tōng)過軟件(jiàn)進行粗(cū)糙度修(xiū)正，修正(zheng)值即爲(wei)實測K值(zhi)0.23mm。
5直管段(duàn)使用維(wéi)護建議(yì)
　　目前，川(chuan)西氣田(tián)的一類(lei)測量管(guǎn)内璧粗(cū)糙度約(yuē)爲0.9mm左右(yòu)，有嚴重(zhong)🔆結皮現(xian)象;二類(lei)測量管(guan)内壁粗(cū)糙度在(zai)0.40mm左右，内(nei)壁大💯多(duō)數有結(jié)垢和輕(qing)微結皮(pi)現象;三(sān)類測量(liang)管内璧(bì)粗糙度(du)在0.25mm左右(yòu)，内壁大(da)多數有(you)結垢現(xian)象。這三(san)類測量(liang)管在不(bú)同管徑(jing)下，采用(yong)的K值修(xiū)正值各(ge)不相同(tóng)。.
　　目前，氣(qi)田内标(biao)準孔闆(pǎn)計量系(xì)統對測(ce)量管統(tǒng)一采用(yong)0.15mm的🌏修正(zheng)♻️值，依據(ju)标準推(tui)算内壁(bi)粗糙度(dù)給計量(liàng)系統引(yin)人的誤(wu)差可達(da)2%以上🏒，因(yīn)此須分(fèn)類修正(zhèng)。
　　當粗糙(cao)度沒有(you)超過限(xiàn)值時采(cǎi)用實測(ce)值修正(zhèng)，對超過(guò)限值的(de)按最大(dà)限值修(xiū)正。當然(rán)超過限(xiàn)值的按(an)最㊙️大限(xian)值進行(háng)修正，也(yě)隻是從(cong)一定程(chéng)度上減(jiǎn)小粗糙(cao)度對計(ji)量的影(yǐng)響，要從(cóng)🏒根本上(shang)消除其(qí)影響隻(zhī)有确保(bao)計量管(guǎn)内壁光(guāng)滑、潔淨(jìng)，盡可能(néng)将天然(rán)氣中油(yóu)、水、雜質(zhì)等分離(lí)幹淨，加(jia)強對計(ji)量管的(de)檢查維(wei)護，對沒(méi)有維護(hù)價值的(de)🥰進行更(gèng)換。因此(cǐ)👣，測量管(guǎn)在使用(yòng)過程中(zhong)，直管段(duàn)内璧應(yīng)保持清(qīng)潔、除掉(diao)污垢，管(guan)道内壁(bì)上的腐(fǔ)蝕硬皮(pí)應除掉(diào),同時對(duì)内壁表(biao)面粗糙(cao)度進行(hang)檢測，至(zhì)少在孔(kǒng)闆上遊(you)側10D的直(zhí)管段部(bù)分(即測(cè)量管)應(ying)滿足GB/T21446--2008标(biao)準規定(ding)，當發現(xian)内表面(miàn)有明顯(xiǎn)沖刷和(hé)腐蝕時(shí)，如其内(nèi)壁粗糙(cao)度不符(fu)合标準(zhun)規定時(shi)，更新爲(wei)💋内表面(mian)符合要(yào)求的測(ce)量管。

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